محافظت از خوردگی خطوط لوله در نواحی ساحلی

مقدمه

طبق استاندارد  8044 2010  خوردگی تعامل شیمیایی و فیزیکی بین یک فلز و محیط آن است که منجر به تغییراتی در خواص فلز می گردد و ممکن است منجر به اختلالات عملکردی قابل توجهی در فلز، محیط زیست یا سیستم فنی شود. خوردگی زمانی دیده می شود که تغییری در خواص فلز یا سیستم ایجاد شود که می تواند منجر به نتیجه نامطلوب شود. این امر می تواند باعث نقص جزیی و یا خرابی کامل سیستم های فنی گردد که آسیب اقتصادی بزرگ و حتی ایجاد خطر برای مردم می شود.

خوردگی را می توان به طور کلی به عنوان تخریب یا خراب شدن فلز در اثر واکنش شیمیایی و الکتروشیمیایی مستقیم با محیط آن تعریف کرد. به طور ساده، خوردگی فلزی برعکس آبکاری است. فلزی که خورده می شود آند را تشکیل می دهد در حالی که کاتد همان است که آبکاری می شود. در بسیاری از محیط ها، اکثر فلزات ذاتاً پایدار نیستند و تمایل به بازگشت به ترکیبی پایدارتر دارند که کانه های فلزی موجود در طبیعت نمونه های آشنای آن هستند.

انواع واکنش های خوردگی عبارتند از :

واکنش شیمیایی: یک واکنش خوردگی شیمیایی معمولی است که در دماهای بالا رخ می دهد، جایی که فلز با گازهای داغ واکنش می دهد و یک لایه اکسید تشکیل می دهد.

واکنش متالوفیزیکی : نمونه ای از واکنش متالوفیزیکی، شکنندگی ناشی از هیدروژن است که به فلز نفوذ می کند و منجر به شکست یک جزء می شود. شکنندگی می تواند نتیجه یک فرآیند تولید بی دقت باشد. همچنین می تواند با فرآیندهای خوردگی (انحلال فلز) مانند ترک خوردگی هیدروژنی ناشی از خوردگی آغاز گردد.

واکنش الکتروشیمیایی: رایج ترین نوع واکنش خوردگی می باشد، این واکنش متضمن تبادل الکتریکی از طریق الکترون های فلز و یون های یک الکترولیت رسانا مانند یک لایه آب بر روی سطح آن می باشد.

از منظر محیط زیست، فعالیت خوردگی یک پدیده طبیعی است که برا ی حفظ تعادل طبیعی ضرور ی استcorrosion یک تراز کننده عالی مواد مهندسی است زیرا سعی می کند فلز رابه پایدارترین شکل خود بازگرداند .با این حال، از دیدگاه یک مهندس، خوردگی می تواند به عنوان یک حمله مخرب طبیعت به فلز دیده شود .

تاثیر خوردگی در سه جهت اقتصادی، ایمنی و محیطی می باشد، تاثیر خوردگی و پیشگیری از آن از نظر اقتصادی احساس می شود و بر ایمنی و حفظ محیط زیست منابع تاثیر می گذارد . زیان های اقتصادی می تواند مستقیم و یا غیر مستقیم باشد . زیان های مستقیم شامل هزینه های جایگزینی،رنگ آمیزی، نگهداری نظارت بر حفاظت های کاتدی و هزینه های تامین محصولات می باشد.

خوردگی در نواحی ساحلی:

اکسید آهن هیدراته نوع خوردگی استانداردی است که در همه مناطق انتظار دارید، اما زمانی که شرایط ساحلی و دریایی اضافه می شود نمک نیز به ترکیب اکسیژن و رطوبت اضافه شده و باعث افزایش خوردگی سازه ها در محیط می گردد.

به عنوان مثال، آب شور،  فولاد ضد زنگ را حداقل پنج برابر سریعتر از آب شیرین خورده و این به دلیل وجود نمک و پراکندگی یون الکترولیت در آب می باشد و در نتیجه سرعت خوردگی افزایش می یابد.

دلایل دیگر  بروز خوردگی در نواحی ساحلی عبارتند از :

-رطوبت و دمای بالای محیط به همراه باد

-وجود فاضلاب و پساب های صنعتی و شیمیایی در آب ها

-غلظت بالای یون کلر و سولفات در محیط

روش های حفاظت از خوردگی :

بسته به نیاز و ماهیت خط لوله، انواع مختلفی از خدمات کاهش خوردگی برای انتخاب وجود دارد. با انتخاب بهترین حفاظت در برابر خوردگی خط لوله، صاحبان خطوط لوله می توانند سرمایه گذاری خود را در حفاظت از تجهیزات خود به حداکثر برسانند و تلفات را به طور چشمگیری کاهش دهند.

برخی از روش های معمول حفاظت از خوردگی خط لوله عبارتند از:

1. حفاظت کاتدی :این نوع حفاظت از خوردگی خط لوله با قرار دادن کاتالیزورهای باردار الکتریکی در نزدیکی منطقه حفاظت شده کار می کند. با آزاد کردن جریان الکتریکی از خط لوله، عوامل خورنده مانند آب خنثی می شوند و از رسیدن آنها به سطح مواد جلوگیری می کنند. این نوع حفاظ معمولا برای لوله های زیرزمینی استفاده می شود.

1. بازدارنده های خوردگی: برای محافظت از داخل لوله، اکثر صاحبان خطوط لوله از بازدارنده های خوردگی استفاده می کنند. اینها افزودنی هایی هستند که به بالادست اضافه می شوند و در آنجا یک لایه نازک محافظتی در برابر عوامل زنگ زدگی ایجاد می کنند.
2. پوشش های محافظ: معمولاً به شکل رنگ، پوشش های محافظ به عنوان اولین خط دفاعی در برابر خوردگی عمل می کنند و معمولاً با سایر خدمات مدیریت خوردگی ترکیب می شوند. پوشش‌های محافظ در فرمول‌بندی‌های مختلفی برای پاسخگویی به انواع مواد و شرایط موجود هستند.

پوشش دهی لوله های انتقال در مناطق ساحلی :

 درمناطق با شرایط آب و هوایی مرطوب و یا شرایطی که سطوح فلزی دچار خوردگی شدید می‌گردد، نیاز به محافظت به صورت ویژه و با محصولات نوین می‌باشد. برای این منظور پیشنهاد شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران برای ایجاد بهبود عملکرد و ایجاد دوام در مقاطع موردنظر، در دو بخش (به صورت پوشش اپوکسی) ارائه می‌گردد.

پیشنهاد اول:

پوشش دهی بوسیله رنگ اپوکسی ABADUR HP-350

مواد شیمایی با گروه‌های عاملی اپوکسی به طور گسترده به عنوان مواد پایه ساخت پوشش‌ها و ترمیم کننده های برای محافظت از ساز‌های فلزی در برابر خوردگی استفاده می‌شود. پوشاندن سطح با روکش های آلی یک مانع فیزیکی بین سطح بستر و محیط خورنده ایجاد می­ کند. پوشش اپوکسی به دلیل مقرون به صرفه بودن، چسبندگی عالی، دسترسی و قابلیت استفاده آسان، خواص مکانیکی و عایق الکتریکی بسیار پرکاربرد هستند. با این حال مانند سایر رزین‌ها در محیط جوی، در برابر آب، اکسیژن، یون‌های هیدرکسیل و کلرید نفوذپذیر هستند و باعث کاهش حفاظت در برابر خوردگی می‌شود.

در ساخت اکثریت این پوشش‌ها از حلال استفاده می‌شوند، ولی در سال­ های اخیر با شدید‌تر شدن مقررات زیست محیطی، نیاز صنعت در بکارگیری سیستم‌های ایمن‌تر استفاده از مواد بدون حلال روز به روز در حال افزایش است. رنگ اپوکسی بدون حلال یکی از پرکاربردترین و مقرون به صرف‌ترین سیستم‌های ممکن هستند.

برای محافظت از این نوع سازه ­ها در برابر خوردگی، ضمن انجام اقدامات مرتبط با حفاظت کاتدیک، استفاده از بنیا های اپوکسی انتخاب رایج­تری است. پوشش اپوکسی توانمند ABADUR HP-350، یک رنگ اپوکسی دو جزئی برپایه پلی ­آمین اصلاح شده جهت محافظت از انواع سطوح می‌باشد. طراحی این ماده به نحوی صورت پذیرفته که امکان استفاده در سطوح مرطوب را داراست. همچنین استفاده از این محصول نیازی به اجرای پرایمر و لایه رویه ندارد؛ ترمیم سطح زیرکار فارغ از این موارد می باشد. ABADUR HP-350در مخازن حاوی مواد شیمیایی، فاضلاب و محیط‌هایی که علاوه بر مقاومت چسبندگی و شیمیایی بالا نیاز به مقاومت سایش مناسب دارند قابل استفاده می باشد.

پیشنهاد دوم :

ABADUR-201 زینک ریچ اپوکسی دو جزیی

فلز‌ها مصالح اصلی تشکیل دهنده سازه‌های فولادی هستند و وظیفه آن‌ها تحمل و انتقال بار می‌باشد از همین رو خوردگی و زنگ‌زدگی آنها بسیار گسترده و حوادث ناشی از آن بسیار ناگهانی و فاجعه بار خواهد بود. درطبیعت فلزات به طورخالص و به حالت ناپایدار وجود دارند، همچنین این عناصر میل شدیدی در تبدیل شدن به اکسیدها و پایدار شدن دارند که همین امر باعث خوردگی در فلزات می­ شود. روش‌هایی جهت ایجاد تاخیر در انجام واکنش‌هایی مانند استفاده از پوشش­ های محافظتی نظیر پوشش‌های پلی‌یورتان، انواع پوشش‌های اپوکسی، پوشش‌های پلیمری آلکیدی وپوشش ­های پلی اوره‌ قابل پخت در معرض رطوبت و فلوئوروپلیمرها وجود دارد. این پوشش‌ها به صورت یک لایه نازک بر روی سطح اجرا می‌شوند و به عنوان حائل بین سطح فلز و عوامل خورنده عمل می‌کند.

یکی از  انواع این پوشش ­های ضدخوردگی آستر زینک ریچ می ­باشد. این آستر غنی از روی جهت محافظت از سطوح فلزی و افزایش طول عمر مفید آن‌ها می‌باشند .

منابع:

-CORROSION CONTROL FOR OFFSURE STRUCTURE

-Research on the Corrosion Behavior of Q235 Pipeline Steel in

an Atmospheric Environment through Experimen

- Petroleum Products Transporting Pipeline Corrosion-A Review