یکشنبه , ۴ تیر ۱۳۹۶
اعلان

خوردگی زیر عایق

خوردگی زیر عایق

خوردگی زیر عایق

خوردگی زیر عایق می تواند هر جایی نظیر خطوط لوله، شیرها و یا تانكها كه تحت عایق كاری حرارتی قرار گرفته اند و در معرض رطوبت هستند اتفاق بیفتد. مشكل زمانی آغاز می شود كه جلد (Jacket) خارجی كه حفاظت كننده عایق می باشد، دچار نقص و شكافی شود در این حالت باران و یا برف در حال ذوب می توانند به لایه های درونی رسوخ كرده و باعث خیس شدن عایق شوند. لذا رطوبت و خیسی به سطوح خارجی خطوط لوله و یا هر وسیله دیگری خواهد رسید. حال اگر سازه از جنسی ساخته شده باشد كه در مقابل خوردگی مقاوم نیست و یا هیچگونه پوشش حفاظت كننده روی آن قرار نگرفته باشد، خوردگی اتفاق خواهد افتاد. با توجه به مقدار رطوبت، در دسترس بودن اكسیژن و دما، خوردگی زیر عایق می تواند به آرامی و با سرعتی بیش از ۰٫۰۶ اینچ در سال پیش روی نماید و لذا دیواره های سازه نازک خواهد شد. از آنجاییكه اغلب اثر خاصی از این نوع خوردگی دیده نمی شود, معمولاً اولین علامت وجود این خوردگی، خرابی و آسیب دیدن خط لوله، تانك و … خواهد بود. به همین دلیل و به دلیل اینكه خوردگی مذكور در سطح بزرگی از سازه اتفاق می افتد، خوردگی زیر عایق بسیار ناگهانی و فاجعه انگیز خواهد بود و لذا خوردگی زیر عایق از لحاظ مسائل زیست محیطی و امنیتی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

خوردگی زیر عایق = نفوذ آب + اكسیژن + حرارت (ناشی از سیال گرم درون لوله)

یكی از مناطقی كه شدیداً در معرض خطر خوردگی زیر عایق قرار دارد مناطق جوشكاری شده تكه های لوله به یكدیگر برای تشكیل خطوط لوله می باشند. شاخه های لوله ها كه در كارخانه مورد عایق كاری قرار می گیرند، جهت انجام عملیات اتصال به یكدیگر و جوشكاری كه در محل عملیات یا همان سایت انجام می گیرد، در دو سر خود به فاصله ای حدود ۴۰ فوت فاقد هرگونه عایق بوده و لخت می باشند. وقتی لوله ها به هم متصل می شوند و جوشكاری انجام می گیرد،فواصل بدون عایق نیز عایق كاری می شوند. فواصل ریز بین عایق كاری جدید و قدیم نیز با موادی نظیر Silicone Caulk درزگیری می شود. همین مناطق درزگیری كه در نزدیكی نقاط اتصال و جوشكاری قرار دارند، در اثر انبساط خطوط لوله و یا تكانهایی در اثر باد و … بازشده و باعث نفوذ رطوبت به داخل عایق می شوند. تمامی این مراحل (آسیب دیدن نقاط درزگیری، نفوذ رطوبت و خوردگی زیر عایق) همگی دارای سرعت كمی بوده و به آرامی پیشروی می كنند كه همین امر باعث فاجعه آمیز بودن فرآیند می شود. اگر مقدار آب و رطوبت زیاد باشد، می تواند در زیر عایق به قسمت های دیگر لوله نیز سرایت كند.
زیاد شدن و كثرت آسیب های خوردگی زیر عایق در سالهای اخیر در مورد فولادها و فولادهای زنگ نزن باعث شده است كه توجهات زیادی به این مسئله در صنایع گاز و نفت و فرآیندهای شیمیایی معطوف گردد. از آنجائیكه فولاد توسط عایق پوشانده شده است، بسادگی خورده نمی شود اما اگر آب و اكسیژن آزاد وجود داشته باشد، مسئله فرق خواهد كرد. اولین نقش عایق در این حالت بدین صورت است كه آب را روی سطح فلز در یك فضای كوچك جمع كرده و نگه می دارد همراه با دسترسی كامل به اكسیژن كه از اتمسفر اطراف تامین می شود.
وارد شدن آب كلید مشكل خوردگی زیر عایق كاری می باشد. لذا توجهات زیاد و مخصوصی باید در حین طراحی برای جلوگیری از ورود مستقیم و یا غیر مستقیم آب انجام گیرد. رطوبت می تواند از بیرون وارد شود و یا در خود عایق وجود داشته باشد.
خوردگی می تواند غلاف، عایق و متعلقات آن و یا لوله و تجهیزات آنرا مورد حمله قرار دهد. منوط به فاكتورهای مختلف، انواع خوردگی نظیر خوردگی گالوانیك، اسیدی، قلیایی و … ممكن است اتفاق بیفتد.
مسئله اصلی خوردگی زمانی اتفاق می افتد كه شاهد سیكل های حرارتی از زیر نقطه شبنم (Dew point) تا دمای محیط باشیم. در این حالت آب بر روی سطح فلز در حالت سرد كندانس شده و در حالت گرم تبخیر می شود لذا در یك حالت موقتی گرم /مرطوب با سرعت خوردگی بالا حادث می شود. در حالیكه اگر فقط در شرایط گرم و یا فقط در شرایط سرد باشیم، هیچگونه خوردگی قابل بحثی اتفاق نمی افتد. خوردگی فولاد در آب قویاً به دو فاكتور دما و تماس و در دسترس بودن اكسیژن بستگی دارد. به گونه ای كه در غیاب اكسیژن مقدار خوردگی فولاد قابل اغماض خواهد بود. در سیستم های باز مقدار اكسیژن با افزایش دما كاهش می یابد تا جاییكه سرعت خوردگی كاهش پیدا خواهد كرد حتی اگر دما باز هم بالاتر رود.
تعداد زیادی از حالات خوردگی زیر عایق تحت مطالعه قرار گرفت هاند. خوردگی زیر عایق فولاد را م یتوان به خوردگی سیستم آب / گرما به صورت بسته تشبیه نمود. عایق حرارتی فولاد را نم یخورد اما می تواند یك فضای حلقوی كه رطوبت در آن جمع شود، ایجاد كند. همچنین عایق بصورت یك مانع در مقابل فرار آب و بخار آب عمل می كند. سرعت خوردگی فولاد در زیر عایق به صورت ثابت با افزایش درجه حرارت بالا می رود. كه این موضوع در شكل فوق بخوبی نمایان می باشد.

شکل 1-2 : بررسی رفتار خوردگی سیستم های باز و بسته با تغییرات درجه حرارت

شکل ۱-۲ : بررسی رفتار خوردگی سیستم های باز و بسته با تغییرات درجه حرارت

 

تعداد زیادی از حالات خوردگی زیر عایق تحت مطالعه قرار گرفت هاند. خوردگی زیر عایق فولاد را می توان به خوردگی سیستم آب / گرما به صورت بسته تشبیه نمود. عایق حرارتی فولاد را نم یخورد اما می تواند یك فضای حلقوی كه رطوبت در آن جمع شود، ایجاد كند. همچنین عایق بصورت یك مانع در مقابل فرار آب و بخار آب عمل می كند. سرعت خوردگی فولاد در زیر عایق به صورت ثابت با افزایش درجه حرارت بالا می رود. كه این موضوع در شكل فوق بخوبی نمایان می باشد.

سرعت خوردگی زیر عایق به دما و منابع آلوده ساز داخلی و خارجی بستگی دارد. شدیداً غیرقابل پیشبینی بوده و پیدا كردن آن بسیار سخت است. یكی از دلایل اصلی سوراخ شدن و تقریباً از دست رفتن تجهیزات بوده و هزینه تعمیرات قابل توجه می باشد.
۸۴ درصد موارد خوردگی های زیر عایق در خطوط لوله اتفاق می افتد و ۸۱ درصد این نوع خوردگ یها در لوله های زیر ۴ اینچ دیده شده است.
در بسیاری از فرآیندهای كارخانه ای، عایق بندی مناطقی كه دارای دماهایی حدود ۶۰ درجه سانتی گراد بوده و در دسترس اپراتور قرار دارند، امری عادی و مرسوم می باشد. این عمل به دلیل جلوگیری از سوختگی و آسیب های پوستی و در اثر برخورد اشخاص با مناطق دارای دمای بالا انجام می گیرد. البته مناطقی كه دارای دماهایی بیشتر نیز می باشند تحت انجام عملیات عایق كاری قرار می گیرند. دلیل این موضوع علاوه بر جلوگیری از آسیب های شخصی، به حداقل رساندن تلفات حرارتی و بالاتر بردن راندمان و كارایی سیستم نیز می باشد.

مشكل خوردگی زیر عایق در مورد فولادهای كربنی و فولادهای زنگ نزن سری۳xx اتفاق می افتد. در فولادهای كربنی بصورت از بین رفتن یكنواخت و یا موضعی دیواره حادث می شود در حالیكه در فولادهای زنگ نزن بیشتر شاهد خوردگی حفره ای و یا تنشی هستیم. خوردگی زیر عایق اكثراً در محدوده دمایی ۰ تا ۱۴۹ درجه سانتی گراد و مخصوصاً در حدود ۹۳ درجه سانتی گراد در فولادها اتفاق می افتد. خوردگی مذكور در دماهای بالای ۱۴۹ درجه سانتی گراد هم مشاهده شده است. سیستم های لوله كشی بسیار زیادی بصورت عایق بندی شده در صنایع مختلف بالاخص صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از این سیستم ها در محیط های خورنده بكار گرفته شده اند، لذا خوردگی دور از توجه و نظر افراد در زیر لایه های عایق اتفاق می افتد.
جامعه مهندسین توجه زیادی به خوردگی زیر عایق فولادها در اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰ نمی كردند و اكثر افكار متوجه خوردگی تنشی فولادهای زنگ نزن بود. خوردگی زیر عایق به دلیل نفوذ آب در عایق اتفاق می افتد. در این حالت عایق بصورت یك اسفنج آب را در تماس با سازه نگه می دارد.
مقدار از دست رفتن و زوال فولادهای كربنی در اثر خوردگی زیر عایق به سه عامل زیر بستگی دارد:
۱ رطوبت (مدت و سیكل)
۲ خورندگی محیط آبی
۳ زوال در لایه های محافظ (غلاف و رنگ)

– سیستم های حساس به خوردگی زیر عایق

موسسه نفت مریكا یا API در لیستی سیستم های حساس به خوردگی زیر عایق را نام برده است. لیست مذكور API 570 مشهور می باشد، بصورت ذیل است:
۱ -سطوحی كه در معرض مه ناشی از برج آب خنك كننده هستند.
۲ -سطوحی كه در معرض بخار هستند.
۳ -سطوحی كه در معرض سیلاب هستند
۴ -سطوحی كه در معرض نفوذ رطوبت یا بخار اسید قرار دارند.
۵ -خطوط لوله ای كه از جنس فولادهای كربنی بوده و به علت حفاظت شخصی عایق كاری شده و در محدوده دمایی ۴ تا ۱۲۰ درجه سانتی گراد كار می كنند. در این حالت خوردگی زیر عایق زمانی پیشروی بیشتری دارد كه تغییرات سیكلی دما را داشته باشیم چون در این حالت پدیده های تبخیر و كندانس شدن توماً درمورد رطوبت اتمسفر اتفاق می افتد.
۶ -خطوط لوله از جنس فولادهای كربنی كه معمولاً درشرایط دمایی بالای ۱۲۰ درجه سانتی گراد بصورت سیكلی كار می كنند.
۷ -متعلقات خطوط لوله كه برآمده هستند و در دمایی متفاوت از خطوط لوله قرار دارند.
۸ -خطوط لوله از جنس فولادهای زنگ نزن آستنیتی كه در محدوده دمایی ۶۰ تا ۲۰۴ درجه سانتی گراد فعال هستند. این سیستم ها به خوردگی ناشی از یون كلراید حساس هستند.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*