کنترل خوردگی و رسوب در سیستمهای آبی

درحال مشاهده: کنترل خوردگی و رسوب در سیستمهای آبی

ادعونی اهدای خون

کنترل خوردگی و رسوب در سیستمهای آبی

۱۳۹۰/۰۷/۱۲

0:0

امیرحسین ستوده بیدختی

کنترل خوردگی و رسوب در سیستمهای آبی

کنترل (مونیتورینگ) خوردگی جزء ضروری ترین بخش از برنامه های بهسازی آب می باشد. تعیین نمودن ماده بازدارنده مؤثر و بدست آوردن میزان مطلوب و بهینه ای از مواد شیمیایی با بیشترین راندمان در این روش مورد استفاده قرار می گیرد.

منظور از مونیتورینگ خوردگی، تعیین و پیش بینی نمودن وضعیت خوردگی سیستم می باشد. بطور اساسی در مونیتورینگ 2 هدف مدنظر می باشد: 1) بدست آوردن اطلاعاتی از وضعیت و چگونگی تجهیزات (از لحاظ خوردگی) 2) تشریح اطلاعات بدست آمده براساس متغیرهای موجود (از قبیل pH، دما، کیفیت آب، مواد شیمیایی و غیره ...) که نتایج زیر را دربر دارد:

1-افزایش طول عمر تجهیزات کارخانه.

2-اصلاح و بهبود کیفیت محصولات کارخانه.

3-کاهش تعمیرات غیر ضروری کارخانه (تعویض تجهیزات).

4-کاهش در هزینه های عملیاتی و اپراتوری.

مونیتورینگ خوردگی (در تصفیه آب صنعتی) یک عمل استاندارد می باشد. مونیتورینگ به مهندسین جهت پیش بینی طول عمر تجهیزات وتشخیص ماهیت عوامل عمده مشکلات خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد.

مونیتورینگ خوردگی یکی از ابزار تشخیص می باشد. این روش اطلاعات مورد نیاز را برای حل مشکلات خوردگی فراهم می آورد. اطلاع از روند خوردگی بسیار ارزشمند است. اغلب به نظر می رسد چندین متغیر قابل توجه و مهم در تعیین سرعت خوردگی در ارتباط می باشند، در صورتی که پارامترها تحت شرایط خاصی می توانند تأثیرگذار باشند. به عنوان یک تعمیم منطقی، از مونیتورینگ خوردگی در جهت تعیین و تشخیص یک راه حل اثربخش در بهبود تصفیه آب استفاده می شود.

همچنین از مونیتورینگ خوردگی می توان برای فراهم کردن اطلاعات مفید استفاده نمود. اگر خوردگی تنها به وسیله یکی از متغیرهای (pH) دما و ماده شیمیایی و مطابق با محدوده هایی از قبل تعیین شده کنترل شود، از این متغیرها می توان به منظور پیش بینی تغییرات در الگوهای خوردگی استفاده نمود.

تکنیکهای ویژه انتخاب شده مونیتورینگ خوردگی، به سیستم و اطلاعات موجود وابسته می باشد. بعضی از تکنیکها اطلاعات مورد نظر را به صورت آنی فراهم می کنند، برخی دیگر از تکنیکهای مورد نظر، اندازه گیری سرعت خوردگی و الباقی اندازه گیری میزان خوردگی کل و یا ضخامت باقیمانده فلز را بیان می کنند.

بیشتر تکنیکهای مونیتورینگ خوردگی، حالات خوردگی عمومی را بیان می کنند ولی بعضی از تکنیکها اطلاعاتی در مورد کوچکترین حملات موضعی از قبیل Pitting (حفره دار شدن) را ارائه می دهند

هیچ یک از تکنیکهای مونیتورینگ به تنهایی نمی توانند اطلاعات مفیدی را برای ارزیابی از برنامه تصفیه مواد شیمیایی ارائه نمایند. معمولاً بیش از یک تکنیک جهت مونیتورینگ یک سیستم خاص، لازم و ضروری است.

در جدول شماره 3- 1 تکنیکهای مختلفی از مونیتورینگ خوردگی بر روی برجهای خنک کن نشان داده شده است. اطلاعات ضروری در جدول شماره 1، فهرست وار آمده است، در حالی که بعضی از مشخصات تکنیکهای مونیتورینگ در جدول 2 لیست شده است و در جدول شماره 3 شامل خلاصه ای از تکنیکهای مونیتورینگ گوناگون آورده شده است.

« کوپنهای خوردگی »

واضح ترین روش ارزیابی و سنجش خورندگی در یک سیستم برج خنک کن، در معرض قرار دادن یک نمونه فلز یا کوپن ساخته شده از جنس فلز بکار رفته در سیستم برای یک زمان معین در جهت جریان آب می باشد. کوپن ها از آلیاژهای خاص، که کاملاً تمیز بوده و دارای وزن و سطح مقطع مشخص می باشند ساخته شده اند.

کوپنها از لحاظ اندازه ، وزن و شکل دارای تنوع می باشند. بطور عادی بعضی از کوپنهای مورد استفاده دارای 2/1 اینچ (5/12 میلی متر) عرض، 3 اینچ (75 میلی متر) در طول و 16/1 اینچ (60/1 میلی متر) ضخامت می باشند که سطح مقطع آن در حدود 4/3 اینچ مربع (94/2 میلی متر مربع) است. بعد از مدت زمان انتخاب شده، کوپنها خارج، تمیز و توزین می شوند تا میزان کاهش وزن فلز تعیین شود.

mpy مطابق رابطه زیر، بیان کننده نسبت وزن از دست رفته به کاهش ضخامت است که همان متوسط خوردگی می باشد.

که در این رابطه

∆W : تغییرات وزن (برحسب میلی گرم) d : دانسیته (چگالی) کوپن برحسب (gr/m³)

A : سطح مقطع کوپن (برحسب اینچ مربع) D : مدت زمان تست (برحسب روز)

mm/y = 0.0254 × mpy

کوپنهای خوردگی بعلت آمادگی سطح آن و فعال بودن در پذیرش خورندگی، دارای حساسیت بالایی در مقابل اولین خوردگی می باشند. در زمان نصب، نبایستی کوپنها با دست در تماس باشند.

همچنین در زمان دست زدن به کوپنها استفاده از دستکشهای پلاستیکی شدیداً توصیه شده است. معمولاً در مدت زمان کوپن گذاری 30 روز می باشد. کوپن گذاری در دوره زمانی کمتر از 30 روز نتایج گمراه کننده ای را به همراه خواهد داشت. اغلب از کوپن گذاری در فاصله های زمانی طولانی 90 روزه استفاده می شود. در این چهارچوب زمانی (90 روزه) می توان سه کوپن را طوری درون راک قرار داد که میزان خوردگی را در فواصل زمانی 30، 60 و 90 روزه بدست آورد.

معمولاًدر مدت زمان طولانی کوپن گذاری ، میانگین سرعتهای خوردگی اندازه گیری شده کوپن ها، وضعیت تقریبی در سیستم را بیان می کند.

کاهش سرعت خوردگی به ازای مدت زمان کوپن گذاری ، حالت یکنواخت بطور معمول در مدت زمان 60 الی 90 روز بدست می آید.

معمولاً از پیچ و مهره های ساخته شده از جنس نایلون یا پلاستیک برای اتصال کوپن به هولدر (کوپن گیر) استفاده می شود. از استفاده پیچهای فلزی برای این کار می بایستی جلوگیری گردد. از پیچ و مهره های مسی برای اتصال کوپنهایی از جنس کربن استیل و استنلس استیل به کوپن گیر نبایستی استفاده نمود. همچنین هرگز از پیچ و مهره های گالوانیزه استفاده نشود.

کوپنهای نصب شده در سیستم، دارای مقادیر زیادی از رسوبات یا برآمدگی هایی (تاول) در سطح کوپن هستند که نشان دهنده ناکافی بودن مواد شیمیایی تزریقی، ناپایداری و بی ثباتی مشخصه های مورد نظر و یا بسیار خورنده بودن وضعیت سیستم می باشند. گاهی اوقات ممکن است رسوبات از جاهای دیگر سیستم بر روی کوپن منتقل شده باشند. رسوبات یکنواخت و سنگین میزان سرعت خوردگی را کاهش می دهند، چرا که این رسوبات به عنوان یک محافظ در سطح کوپن مانع از ایجاد خوردگی می شوند.

دستورالعملهای عمومی برای خوردگی یکنواخت به متالوژی کوپن بستگی دارد. در جدول 4 و 5 طبقه بندیهای موجود در ارتباط با سرعت خوردگی نشان داده شده است.

جدول 1- مونیتورینگ خوردگی

روش	اندازه گیری	کاربرد
روش کوپن گذاری	* میانگین سرعت خوردگی بیان کننده خوردگی یکنواخت برحسب mpy می باشد. * تغییر وزن در دوره های زمانی 30 تا 90 روزه	* مناسب برای خوردگی یکنواخت در شرایط ثابت * نشان دهنده حملات موضعی مانند ایجاد حفره (Pitting) خوردگی زیر رسوبی، خوردگی گالوانیکی و ... * کوپنهای ساخته شده ازجنس آلیاژهای مختلف
مقاومت قطبی شدن خطی (LRR) کوریتور	* سرعت خوردگی لحظه ای براساس قطبی شدن الکتروشیمیایی (10 ± میلی ولت) بین دو الکترود اندازه گیری می شود. * تمایل به اندازه گیری Pitting (ایجاد حفره)	* مناسب برای بیشتر آلیاژها * پراب دستگاه می بایستی در مایعی(الکترولیت) با هدایت الکترویکی (EC) مناسب جهت نشان دادن سرعت صحیح قرار گیرد. * نیاز داشتن به آلیاژ افزاینده (تقویت کننده) برای موادی دیگر به غیر از فولاد کم کربن
مقاومت الکتریکی خوردگی سنج (ER)	* کاهش وزن فلز از تغییرات مقاومت در یک فلز زنگ زده تعیین می شود. * خوردگی موضعی قابل اندازه گیری نمی باشد.	* مناسب برای محیطهایی با هدایت الکتریکی کم، مایع یا بخار * طرح جسم تابعی از حساسیت و عمر پراب است.
تجزیه و تحلیل	قابلیت اندازه گیری موضعی را ندارد.	* تعیین کننده کیفیت آب، میزان مواد شیمیایی، بازدارنده خوردگی، محصولات خورگی حل شدنی یا معلق شده
واحد انتقال حرارت	* مشاهده و روئیت حملات خوردگی بر روی سطوح انتقال حرارت * به کمک کاهش وزن سطوح حرارت دیده می توان سرعت خوردگی را تعیین نمود.	* مناسب برای تشخیص حملات خوردگی در مبدلهای حرارتی * تیوبهای انتقال حرارت به وسیله آلیاژهای مهندسی ساخته می شود.

جدول شماره 2- فهرست تکنیکهای مونیتورینگ

روش	مدت زمان برای انداره گیری	اطلاعات مورد نیاز	واکنش در برابر تغییر حالت	محیط دستگاه	نوع خوردگی	آسانی در تفسیر
کوپن گذاری	طول مدت یک دوره 30 تا 90 روزه	میانگین سرعت خوردگی یکنواخت	ضعیف	هیچ	حملات خوردگی موضعی و یکنواخت	ساده
LPR	لحظه ای (آنی)	سرعت خوردگی مجموع (مجتمع)	سریع	رسانا	یکنواخت	ساده
ER	مدت زمان کوتاه	سرعت خوردگی مجموع (مجتمع)	ملایم	هیچ	یکنواخت	ساده
تجزیه و تحلیل	سریع	انواع خورندگی های قابل نفوذ	سریع	هیچ	نشدنی غیرممکن	متعادل
واحد انتقال حرارت	طول مدت یک دوره 30 تا 90 روزه	سرعت خوردگی رسوب و آلودگی	ملایم	هیچ	یکنواخت و حملات موضعی و خوردگی زیر رسوبی	مشکل

جدول 3- شیوه های مونیتورینگ

سیستم	کوپن	LPR	ER	تجزیه و تحلیل	واحد انتقال حرارت
برج خنک کن یک بار گذر	×	×	×	×
برج خنک کن مدار بسته	×	×		×
مدار باز	×	×		×	×

جدول 4- طبقه بندی کیفی سرعت خوردگی برج خنک کن mpy

وضعیت	فولاد کم کربن	آلیاژهای مس	گالوانیزه	آلومینیوم	فولاد زنگ نزن
عالی	1/0>	1/0>	2>	5/0>	1/0>
خوب	3- 1	2/0-1/0	4- 2	2- 5/0	___
متوسط	5- 3	3/0- 2/0	8- 4	5- 2	___
ضعیف	10- 5	5/0- 3/0	10- 8	10- 5	___
غیر قابل قبول	10<	5/0<	10<	10<	14/0<

جدول شماره 5- طبقه بندی کیفی سرعت خوردگی در برجهای خنک کن مدار بسته mpy

وضعیت	فولاد کم کربن	آلیاژهای مس	فولاد زنگ نزن
عالی	2/0>	1/0>	1/0>
خوب	5/0- 2/0	3/0-1/0	-
متوسط	1- 5/0	5/0-3/0	-
غیر قابل قبول	1<	5/0<	1/0<

به منظور جلوگیری از ایجاد رسوب بر روی کوپن در مدت زمان کوپن گذاری، کوپن می بایستی به صورت عمودی در راک نصب شود. ذکر این نکته مهم است که سرعت جریان آب می بایستی با سرعت جریان در مبدلهای حرارتی یکسان باشد.

در صورتی که سرعت جریان سیال بیش از حد زیاد باشد، ممکن است بر روی کوپن هایی با آلیاژ مس خوردگی فرسایشی ایجاد شود. سرعت کم جریان سیال در داخل راک موجب اثرات خوردگی و رسوب غیر قابل قبول می شوند.

معمولاً میزان جریان سیال در راک در حدود 5- 3 فوت بر ثانیه (1 تا 2 متر بر ثانیه) می باشد. راک باید در محل برگشت رایزر به برج و یا در خروجی داغترین قسمت سیستم نصب شود. همچنین جنس می بایستی اتصالات راک از لوله های پلاستیکی و یا هر نوع آلیاژ دیگر که بر سرعت خوردگی تأثیری نداشته باشد استفاده می شود. به عنوان مثال، از لوله هایی با جنس گالوانیزه، مس و برنج برای اتصالات در لوپ نمی توان استفاده کرد. توجه داشته باشید می توان از صافی اختیاری استفاده نمود.

از صافی ها در سیستمهایی که دارای ذرات جامد بسیار بالا هستند استفاده می شود.

جریان سیال در سراسر مسیر راک می بایستی بوسیله یک شیر کنترل که به راک متصل می شود، تحت کنترل قرار داد. از یک دستگاه مخصوص کنترل دبی آب (روتامتر) در انتهای راک خوردگی جهت کنترل دقیق تر سرعت جریان آب می توان استفاده نمود. همچنین از یک صافی جهت جلوگیری از مسدود شدن مسیر شیر کنترل کننده استفاده می شود. در برج خنک کن، آب سیستم از راک خارج شده و بایستی به استخر کثیف تخلیه شود (تخلیه، حوضچه برج و ...) و دوباره به داخل سیستم برج خنک کن پمپ نشود.

معمولاً در ساختمانهای بسیار بلند (برجهای مسکونی)، سیستم برج خنک کن در بالای ساختمانها قرار دارد و راک خوردگی در واحد تأسیسات که اغلب در زیرزمین این ساختمانها قرار دارد می باشد. در چنین وضعیتی، راکهای خوردگی بین رایزر و Down Comer نصب می شود. جنس مواد بکار رفته در ساختمان راک خوردگی باید از فولاد زنگ نزن تهیه شود تا کمترین نفوذپذیری را بر روی کوپنها داشته باشد. استفاده از کربن استیل یا گالوانیزه در ساختمان راک خوردگی قابل توصیه نمی باشد. نحوه قرار گیری کوپنها در داخل راک خوردگی از سمت پایین بترتیب، آلومینیوم، فولاد کم کربن، فولاد زنگ نزن و مس و آلیاژهای آن می باشد.

بررسی های انجام گرفته بر روی کوپن بسیار آسان می باشد. این یک روش مستقیم جدا از بازرسی از تجهیزات کارخانه برای تعیین اثربخشی ماده بازدارنده مصرفی در سیستم می باشد. مقایسه بین کوپنهایی با آلیاژ ساده و آلیاژهای مختلف معمولاً بیان کننده حملات موضعی از قبیل Pitting (حفره دار شدن) خوردگی شکافی، خوردگی در اثر آلیاژزدائی و یا هر نوع دیگر از خوردگی های غیر یکنواخت می باشد. با این حال در سنجش نتایج کوپنها، محدودیت وجود دارد. کاهش وزن کوپنها تعیین کننده میزان سرعت خوردگی می باشد. این شامل کاهش مواد انباشته شده در روی کوپن در مدت زمان کوپن گذاری می باشد.

در نهایت 30 الی 90 روز زمان لازم است تا تغییر وزن ایده آل بوجود آید. این 30 تا 90 روز مدت زمان کوپن گذاری گاهی اوقات نشان دهنده اختلاف بین کمترین و بیشترین سرعت خودگی می باشد.

« مقاومت قطبی شدن خطی (LPR) »

مقاومت قطبی شدن خطی (LPR) یکی از تنهاترین روشهای کنترل خوردگی است که میزان خورگی را در زمان واقعی و به صورت آنی اندازه گیری می کند. در روش LPR تشخیص سریع خوردگی و در نتیجه به حداقل رسیدن زمان ارزیابی راندمان بازدارنده مصرفی بعنوان عامل مهم استفاده از آن می باشد.

یکی از رایج ترین دستگاههای LPR، پرابی با 2 الکترود است. عملکرد اساسی LPR، استفاده از 2 الکترود ساخته شده از موادی به عنوان مثال فولاد کم کربن، فلز آدمیرالتی، آلیاژ 90:10 مس نیکیل و غیره می باشد. در این روش یکی از الکترودها نقش آند و دیگری نقش کاتد را ایفا می کند. در مدت زمان استفاده از این دستگاه یک ولتاژ خیلی ضعیف در حد mv20 بین دو الکترود در حال جریان است. در این منطقه خطوط منحنی قطبی شدن رویکرد خطی داشته (به خطی شدن نزدیک می شوند) که به آن اصطلاحاً LPR می گویند.

حاصل تقسیم پتانسیل اعمال شده به جریان i_meas اندازه گیری شده، یک مقاومت می باشد که به مقاومت پولاریزاسیون خطی یا R_P موسوم است. این مقاومت از مجموع جریانهای جاری میان دو الکترود پراپ LPR اندازه گیر ی می شود. (R_S)

∆E = i_meas (2R_P + R_s)

افزایش مقاومت ممکن است در سیستم باعث خوردگی عمومی یا خوردگی یکنواخت، خوردگی موضعی (Pitting) حفره دار شود. در بعضی از LPR ها می توان شاخص حفره دار شدن (Pitting) یا عدم تعادل و ناهماهنگی (Imbalance ) را بدست آورد. جریان الکتروشیمیایی تولید شده یک شاخص برای سنجش کیفی سیستم می باشد. اگر یک Imbalance پایین در هنگام سنجش سرعت خوردگی عمومی بدست آید، در آن وقت احتمالاً Pitting کم در سیستم مشاهده می شود. همچنین در یک Imbalance خیلی بالا در هنگام سنجش سرعت خوردگی عمومی، سیستم مورد حمله Pitting (حفره دار شدن) یا خوردگی شکافی قرار خواهد گرفت. هنگامی که سرعت خوردگی خوانده شده با شاخص Imbalance با یکدیگر برابر باشند، در آن هنگام Pitting (حفره ها) ایجاد می شوند که این حفره های بوجود آمده احتمالا وسیع و کم عمق هستند.

پراب LPR می بایستی به صورت عمود بر جریان آب نصب شود. به منظور جلوگیری از ایجاد رسوب، پراب بایستی طوری نصب شود که جریانات آب از بین دو الکترود عبور کند.

در اندازه گیری سرعت خوردگی، خطاهای مهم در آبهایی با هدایت الکتریکی(رسانایی) کمتر از مقاومت ویژه محلول تاثیر پذیر می باشد. اطلاعات لازم درمورد محدوده عملیاتی برای ابزار LPR را از سازنده آن می توان بدست آورد. در جدول 6 فهرستی از کوریتور LPR تجاری و ضرایب الکترود آمده است:

جدول شماره 6

فهرست کوریتور LPR تجاری و ضرایب الکترود

ضرایب	فلز
00/1	فولاد کم کربن
92/0	فولاد زنگ نزن نوع 304
94/0	فولاد زنگ نزن نوع 316
2	مس
81/1	آدمیرالتی
90/1	برنج آلومینیوم
88/1	مس نیکل 90:10
67/1	مس نیکل 70:30

این ضریب پراب LPR در زمانی که جنس آلیاژ الکترودها مورد مصرف از مواد بجز فولاد کم کربن ساخته شده باشند، استفاده می شود. هدف از استفاده از ضرایب، تبدیل فولاد کم کربن به آلیاژهای دیگر است. ضرایب سرعت خوردگی برای واکنشهای آندی آلیاژهای خاص، از ظرفیت واکنشهای آندی، وزن معادل آلیاژ و چگالی آلیاژ تخمین زده می شود. الکترودهای LPR در فواصل معین و حداقل سالیانه می بایستی تعویض شوند.

در سرعت خوردگی بدست آمده توسط ابزارهای LPR اطلاعات به طور مستقیم و در عرض چند دقیقه آماده می شود. سرعتهای خوردگی بدست آمده، ایجاد خوردگی یکنواخت و احتمال حملات Pitting (حفره دار شدن) را پیش بینی می کند. رسوبات موجود بر روی الکترودها می تواند مقدار شاخص Pitting را تحت تأثیر قرار دهد. اگر مقدار این شاخص بالا باشد، پراب می بایستی تعویض گردد و ضایعات (ذرات رسوب موجود بر روی الکترود) به صورت بصری(چشمی) مورد بازدید قرار گیرد. اتصال رسوبات بر روی الکترودها، بر روی مقدار خوردگی عمومی و شاخص Pitting (حفره دار شدن) تأثیرگذار است.

ممکن است نتایج میزان LPR خوانده شده با سرعت خوردگی بدست آمده به وسیله کوپن با هم تفاوت داشته باشد. اطلاعات و دادههای LPR، نتایجی در زمان حال (بصورت آنی و لحظه ای) می باشند و میزان سرعت خوردگی در لحظه اندازه گیری را نشان می دهند، در حالی که سرعت خوردگی بدست آمده توسط کوپن، از حاصل جمع متوسط کاهش جرم، در مدت زمان کوپن گذاری بدست می آید. کاهش وزن کوپن روش اندازه گیری مستقیم سرعت خوردگی است در حالی که در روش LPR دادهها، از جریانات الکتریکی که خود تحت تأثیر عوامل دیگری می باشند بدست می آید.

مزیت اصلی LPR تشخیص سریع تغییرات ناگهانی در پارامترهای عملیاتی سیستم یا میزان مواد شیمیایی می باشد. از مراجع ASTMG 102 وpractice For Of Corrosion Rate And Related Information From Electrochemical Measurements

می توان جهت بدست آوردن جزئیات بیشتری از چگونگی محاسبه سرعتهای خوردگی به روش اندازه گیری الکتروشیمیایی استفاده نمود.

« مقاومت الکتریکی (ER) »

مقاومت الکتریکی (ER) یکی دیگر از تکنیکهای اندازه گیری و کنترل سرعتهای خوردگی به صورت On Line می باشد. این روش عمومی ترین تکنیک قابل اجرا برای تمام انواع خوردگی در محیطهایی با هدایت الکتریکی ضعیف از قبیل آب آشامیدنی یا آب دیونیزه (بدون یون) و سیستمهای فاز بخار (مانند بخار) است.

سازندگان دستگاههای اندازه گیری ER بسیار فراوان می باشند. دستگاه ER براساس تغییرات در مقاومت یک جسم فلزی (Corrode) اندازه گیری را انجام می دهد. جسم فلزی یا پراب معمولاً به شکل یک سیم، نوار و یا لوله می باشد. در زمانی که Corrode یکنواخت باشد، تغییرات در مقاومت الکتریکی با خوردگی متناسب می باشد.

R = K/A

که در این رابطه:

R= مقاومت پراب

A= سطح مقطع جسم فلزی

K= ضریب ثابت که تابعی از جنس پراب، طول جسم و مقاومت ویژه آن است، به عنوان مثال با کاهش سطح مقطع میزان مقاومت الکتریکی افزایش می یابد. بنابراین مقاومت الکتریکی اندازه گیری شده رابطه معکوسی با مقدار فلز باقیمانده بر روی پراب دارد. در نتیجه بالا بودن مقدار مقاومت اندازه گیری شده موجب کاهش وزن و افزایش خوردگی می شود.

مزیت و برتری استفاده از ER مترها در قابلیت آنها در اندازه گیری خوردگی در مایعات، فاز بخار و همچنین مکانهای غیر قابل دسترس می باشد. سرعت خوردگی در مایعاتی که حداقل هدایت الکتریکی (رسانایی) را داشته باشند با روش سیستم LPR اندازه گیری می شود. با این حال، سرعتهای خوردگی در این روش به صورت آنی (سریع) تعیین نمی شود.

سرعت خوردگی بدست آمده خود تابعی از جسم پراب و کاهش (وزن) فلز است. همچنین پرابهای ER تنها برای اندازه گری خوردگی یکنواخت مناسب می باشند. در این روش نمی توان شاخص حفره (Pit) را اندازه گیری نمود. هر حفره بوجود آمده بر روی جسم نشان دهنده افزایش نفوذ خوردگی و در نتیجه سرعت بیش از اندازه خوردگی می باشد.

پاسخ مناسب و اطلاعات در مورد پراب را می توان از سازنده (تولید کننده آن) بدست آورد. سرعت خوردگی از تغییر شاخص خوانده شده محاسبه می شود.

سرعت خوردگی

که در این رابطه:

∆D= تغییرات شاخص خوانده شده

PF= فاکتور پراب

T= زمان سپری شده برحسب روز

مدت زمان آزمایش به سرعت خوردگی وابسته می باشد. بیشترین سرعت خوردگی در کمترین دوره زمانی و بالعکس بدست می آید.

قرار دادن پراب در داخل محلول می بایستی مشابه قرار دادن الکترود LPR باشد. جریان آب می بایستی از پراب عبور کند، همچنین جهت خاصی برای پراب وجود ندارد.

بطور کلی LPR یک تکنولوژیِ ممتاز برای مونیتورینگ بصورت On Line برای آبهایی با هدایت الکتریکی(رسانایی) بالا مانند:آب گردشی سیستم برجهای خنک کننده صنعتی می باشد. برتری این روش براساس 2 فاکتور زیر می باشد:

1-ماهیت استفاده همزمان نسبی LPR

2-وجود حفره های منفرد علاوه بر تخریب، بر روی سنجش ER اثر گذاشته و موجب کاهش عمر مفید پراب ER می شود.

« تجزیه و تحلیل شیمیایی »

فرآیند خوردگی در سیستم از طریق تجزیه و تحلیل شمیایی پارامترهای آب قابل پیش بینی می باشد. این تکنیک کنترل سرعت خوردگی را بطور مستقیم نشان می دهد، ولی توانایی ارائه اطلاعاتی در مورد عوامل موثر بر خوردگی را ندارد.

انجام آنالیز کلی پارامترهای آب در این روش مورد نیاز نمی باشد. با این حال، تجزیه و تحلیل اصلی می بایستی برای تعیین وضعیت عملیاتی سیستم انجام گیرد. این روش خوبی برای بدست آوردن اطلاعات بصورت دوره زمانی معین می باشد. راهکار مناسب، انجام آنالیزهای کامل بصورت دوره ای است تا بدین وسیله بتوان تغییرات فصلی آب را ردیابی نمود.

شاخصه های مورد نیاز ارزیابی برای آنالیز جامع و کاربردی و اثرات آنها بر روی فرآیند خوردگی و رسوبگذاری را می توان در جدول شماره7 مشاهده نمود.

جدول شماره7

تمایل به تشکیل خوردگی یا رسوب	pH
سنجش ظرفیت بافر و اختلاف OH^- و CO^2-₃ و HCO^-₃	P
داده های موردنیاربرای محاسبه قابلیت تشکیل رسوب CaCo₃ را در اختیار می گذارد.کلیه گونه های قابل تیترانت با هیدروژن مانند PO4 ^3- و Si o₂ و پلیمرها را شامل می شود.اگر رابطه pH و قلیائیت خارج از حد مجاز باشد، در آن صورت می توان مقدار اضافی قلیائیت را به سایر گونه های دیگر نسبت داد.	M
برآوردی از جامد محلول کل	هدایت الکتریکی
کیفیت کلی یا کدورت آب را می سنجد.	مواد جامد معلق
غلظت یا میزان تجزیه بازدارنده را می سنجد.	ارتوفسفات
غلظت بازدارنده را می سنجد.	پلی فسفات
غلظت بازدارنده را می سنجد.	فسفانات
کیفیت کلی آب را می سنجد.	کربن آلی کل
قابلیت ته نشینی رسوب عامل سختی را می سنجد.	کلسیم کل
درصورتی که مقدار آن (کلسیم محلول) با کلسیم کل متفاوت باشد، در آن صورت می توان میزان ته نشینی رسوب عامل سختی را سنجید.	کلسیم محلول
پتانسیل رسوبگذاری را می سنجد.	منیزیم کل
در صورتی که مقدار منیزیم محلول با منیزیم کل اختلاف داشته باشد، می توان میزان ته نشینی رسوب سیلیلکات یا هیدروکسید را سنجید.	منیزیم محلول
غلظت میزان آهن و بازدارنده مورد نیاز برای تثبیت آهن را نشان می دهد.	آهن محلول
غلظت میزان منگنز را نشان می دهد.	منگنز کل
غلظت میزان منگنز و بازدارنده مورد نیاز برای تثبیت منگنز را نشان می دهد.	منگنز محلول
میزان بازدارنده جذب شده احتمالی را مشخص می کند و درصورتی که غلظت آن از mg/L1/0 بیشتر باشد میزان کاهش سطح حفاظت از خوردگی را می سنجد.	آلومینیوم کل
میزان بازدارنده جذب شده احتمالی را می سنجد و در صورتی که غلظت آن بیشتر از mg/L1/0 باشد، به ازای هر mg/L1 آلومینیوم به مقدار mg/L5/3 فسفات به هدر می رود.	آلومینیوم محلول
در صورتی که غلظت مس بیشتر از mg/L1/0 باشد، می توان پتانسیل خوردگی مس که حاصل کاهش سطح حفاظت از خوردگی فولاد می باشد را سنجید.	مس کل
پتانسیل خوردگی مس را می سنجد و محدوده قابل قبول آن کمتر از mg/L05/0 است.	مس محلول
قابلیت ته نشینی رسوب روی و غلظت مواد شیمیایی بهسازی مورد نیاز برای حفاظت از خوردگی و یا پراکنده کردن مواد جامد را می سنجد.	روی کل

« تست مبدل حرارتی »

یکی از ابزار کنترل و سنجش خوردگی و رسوبگذاری یک سطح انتقال حرارت، تست مبدل حرارتی است. تست مبدل حرارتی تنها یک روش کنترل و یا سنجش نمونه ای از تجهیزات جهت نشان دادن شرایط سیستم می باشد. عوامل اساسی در تجهیزات مبدل حرارتی که تعیین کننده خوردگی و رسوب بر روی سطح مبدل می شود عبارتند از:

*) درجه حرارت محصول، که خود تعیین کننده دمای سطح فلز است.

*) شدت جریان آب در لوله، که در سرعت رسوبگذاری تاثیر دارد. شدت آب بین 2 – 0 فوت بر ثانیه(m/s 6/0-0) می تواند موجب تشدید رسوبگذاری در سیستم گردد. متوسط شدت جریان آب از 5 – 3 فوت بر ثانیه(m/s 2-1) مشابه با سرعت نرمال(معمولی) رسوبگذاری است. همچنین شدت جریان بالای آب،12 – 6 فوت بر ثانیه(m/s 4-2) موجب کاهش رسوبگذاری سیستم می شود.

*) شار حرارت، تاثیر عمده ای بر روی رسوب و سرعت رسوبگذاری در سیستم دارد. شار حرارتی همچنین بر سرعتهای خوردگی موثر است. با این توضیح که تاثیر گذاری آن در درجه پائینتری می باشد.

مقدار شار حرارتی از 0 تا h.BTU/ft² 200 (w/m²6300 – 0) بر رسوبگذاری تاثیر کمی دارد. شار حرارتی در محدوده 2000 تا h.BTU/ft² 5000 (w/m²15800 – 6300) اثر متعادلی بر روی رسوبگذاری دارد، در حالیکه شار حرارتی از 5000 تا h.BTU/ft² 10000 (w/m²315000 – 15800) بیشترین تاثیر را بر رسوبگذاری در سیستم دارد.

بمنظور بدست آوردن نتایجی قابل قبول از تست مبدل حرارتی، می بایستی به عوامل تعیین شده در بالا توجه بیشتری نمود.

یک جسم گرمکن دارای مقاومت الکتریکی، برای ایجاد حرارت بر روی سطوح لوله فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. نمونه فلز مورد آزمایش داخل یک پوشش از جنس شیشه که در آن جریان آب بصورت حلقوی می باشد، قرار می گیرد. معمولا جنس لوله از شیشه می باشد که در این حالت امکان بازدید از وضعیت خوردگی و رسوبگذاری بر روی فلز راحتتر خواهد بود.

در پایان مدت زمان آزمون که حداقل 30 روز می باشد، لوله های انتقال حرارت می بایستی برای رسوب و خوردگی مورد بررسی قرار گیرند. معمولا تجزیه و تحلیلها شامل:

1)بازرسیهای بصری و عکسبرداری از واحدهای انتقال حرارت

2)خراشیدن رسوبات از سطح لوله ها برای تجزیه و تحلیل

3)برس کاری و شستشوی شیمیایی لوله، جهت بازرسی سطح لوله برای تعیین خوردگی عمومی یا یکنواخت

4)جهت بهره برداری از این دستگاههای مبدل حرارتی زمان و مطالعه دقیقی مورد نیاز می باشد. معمولا این روش از لحاظ با توجه به هزینه های فرعی قابل استفاده نمی باشد.

« نتیجه گیری »

طیف گسترده ای از تکنیکهای کنترل خوردگی برای بهبود کیفیت شیمیایی آب وجود دارد، این روشها بصورت منظم جهت اندازه گیر ی خوردگی یا فرسایش تجهیزات و لوله ها مورد استفاده قرار می گیرند. کنترل خوردگی یک ابزار مناسب و قابل قبول برای ارزیابی عملکرد هر برنامه بهسازی شیمیایی در سیستم می باشد.

طیف گسترده ای از ابزار کنترل خوردگی را می توان در هر صنعتی و با توجه به محدودیتهای موجود برای کنترل رفتار خوردگی سیستم استفاده نمود.

مترجم:سعید یونسی

وبسایت:شرکت محافظان بهبود آب(mbaco.ir)