آب-بندی و کنترل خوردگی فلزات

آب بندی و کنترل خوردگی فلزات بسیار مهم است. زیرا فلزات بخش مهمی از زندگی ما تشکیل می دهند. خانه ای که در آن زندگی می کنیم. ابزارآلاتی که از آنها استفاده می کنیم. آنچه که می پوشیم و می‌خوریم، مستقیم و غیر مستقیم به فلزات وابسته است. از این رو محافظت از آنها بسیار مهم است. هر نوع خسارت به آنها قطعا در زندگی ما تاثیرات منفی خواهد داشت.

بخش عظیمی از فلزات، در صنعت استفاده می‌شود. چرخ بسیاری از کارخانه ها با استفاده از انواع فلزات می چرخد. ماشین آلات، ابزار آلات، قطعات، لوله ها و ….. همگی از فلزات ساخته می‌شوند. عدم کنترل خوردگی فلزات باعث از بین رفتن آنها شده و علاوه بر اختلال در روند تولید، خسارت مالی بسیاری نیز وارد می کند.

علاوه بر ماشین آلات، لوله‌های صنعتی سهم مهمی در صنعت دارند. انواع لوله های انتقال دهنده آب و فاضلاب در تصفیه خانه‌ها، استخرهای تفریحی و صنعتی، لوله های انتقال سوخت، نفت گاز در صنایع پتروشیمی، لوله‌های انتقال برق، لوله های انتقال مواد در کارخانجات مختلف، لوله های عبور آب در منازل و ساختمانها و…..

چرا عایق کاری لوله های فلزی مهم است؟

عایق کاری و آب بندی لوله های فلزی و کنترل خوردگی فلزات بهترین راهکار برای حفظ آنها، افزایش طول عمر و کارایی آنهاست. علاوه بر آن تا حد زیادی در هدر رفتن مواد، انرژی و زیان های ناشی از آن جلوگیری خواهد شد.

ماهیت بتن را در مقاله بتن چیست شرح دادیم. وجود لوله های فلزی آب بندی نشده در کنار بتن مثل وجود مواد سوختنی در کنار شعله است. همانطور که هر بی دقتی می تواند یک آتش سوزی ایجاد کند، عدم رعایت آب بندی فلزات و آب بندی بتن می‌تواند منجر به خوردگی لوله فلزی، خارج شدن مواد داخل لوله‌های فلزی، نفوذ آن به بافت داخلی بتن و در نتیجه ویرانی سازه بتنی شود. از این رو عایق کاری لوله های فلزی به اندازه آب بندی سازه های بتنی اهمیت دارد. در این مقاله سعی داریم تا در مورد اهمیت آب بندی لوله های آب در ساختمانها، مخازن فلزی آب و نفت، مخازن حرارتی و لوله های انتقال نفت و گاز در پتروشیمی ها صحبت کنیم.

انواع آب بندی لوله های فلزی

در ساختمان سازی انواع لوله آب، لوله‌های آب گرم، لوله های شوفاژ و پکیج، لوله های ناودان، لوله های فاضلاب و لوله های انتقال سیم های برق و لوله گاز کارگذاری می شوند. جنس این لوله ها عمدتا فلزی یا پی وی سی است. در گذشته روش های آب بندی لوله های فلزی روند چشمگیری نداشت. در نتیجه لوله ها پس از مدتی بر اثر تاثیرات و واکنشهای عوامل خارجی و داخلی دچار خوردگی شده و زنگ می زدند. اگر به موقع رسیدگی نمیشد، قطعا سوراخ می شدند. و یا در اثر بی دقتی در نصب دچار نشتی شوند. از این رو بخشی از سرمایه ملی به هدر می رفت. با پیشرفت علم و تکنولوژی راهکارهای مناسب تر و نتیجه بخش تری برای آب بندی لوله های فلزی خانگی و صنعتی ارائه شد.

امروزه آب بندی لوله های فلزی چند نوعند:

• کنترل خوردگی فلزات و لوله های فلزی، که مربوط به ترمیم لوله های قدیمی و فلزاتی است که قبلا از آنها در سازه ای استفاده شده باشد.
• مقاوم سازی فلزات که مربوط به آب بندی و مقاوم کردن لوله های جدید برای جلوگیری از زنگ زدگی، خوردگی و آسیب دیدن آنها است.

نکته: آب بندی فلزات فقط به حفاظت از لوله های فلزی منتهی نمیشود. بلکه اسکلت فلزی سازه ها، مبلگردهای داخل سازه های بتنی نیز در این راستا معرفی می شوند.

اهمیت آب بندی لوله های آب

عایق کاری لوله های فلزی جزو ملزومات در لوله کشی ساختمانها است. زیرا هر آسیبی به لوله منجر به آسیب دیدن بتن سازه شود. یا ممکن است عدم آب بندی درست بتن، باعث زنگ زدگی و سوراخ شدن لوله های فلزی توکار شده و همه اینها می تواند خسارات جبران ناپذیری را وارد آورد.  علاوه بر آن, عدم آب بندی لوله های فلزی بخشی از انرژی را به هدر می دهد. آب و یا گرمای مورد نیاز پیش از رسیدن به مقصد (آشپزخانه، حمام، سرویس بهداشتی، پکیج و موتورخانه، کولر و….) در طول مسیر تلف شده و به هدر می رود. با عایق کاری لوله ها علاوه بر حفظ امنیت لوله و افزایش طول عمر کارایی آن، از به هدر رفتن آب، آسیب به ساختمان، آلودگی ها و اتلاف انرژی و منابع نیز جلوگیری می شود. علاوه بر همه اینها تا حد زیادی از هزینه های اضافی جلوگیری خواهد شد.

انواع عایق لوله‌های فلزی

با توجه به کاربرد لوله نوع آب بندی لوله ها متفاوت است. مواد عایق و روش‌های متفاوتی برای انواع لوله ها در نظر گرفته شده است. بر این اساس می توان به انواع عایق لوله اشاره کرد:

1. عایق رطوبتی
2. عایق حرارتی و عایق لوله های هدایت حرارتی
3. عایق تشعشعی
4. عایق نانو پلیمر

عایق حرارتی

عایق حرارتی موادی هستند که نسبت به گرما و حرارت بسیار مقاومند. را به صرف جلوگیری از تلف شدن و هدر رفتن گرما به خصوص در لوله های آب گرم، لوله های متصل به موتور خانه، لوله های پکیج و شوفاژ، کوره‌ها، استخرها و سونا، مخازن حرارتی و آبگرمکن استفاده می شوند. عایق های حرارتی ضریب هدایت حرارتی را کاهش می دهند و از اتلاف سوخت جلوگیری می کنند.

عایق رطوبتی

عایق رطوبتی برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و نم به دیوارها، کف و سقف ساختمان هاست. همچنین تاسیسات بنا را از آسیب های ناشی از نشت رطوبت محافظت می کند. ماستیک، قیر گونی یا قیر اندودی، عایق های پلی  یورتانی استفاده از چسب های پی وی سی چند نمونه از عایق های رطوبتی است.

عایق تشعشعی:

این عایق ها نسبت به مواد تشعشعی مثل اشعه ایکس مقاوند و مانع از تاثیر آنها بر روی فلزات و لوله ها می شوند. از جمله عایق های پشم شیشه ای، پشم سنگ از جمله عایق های حرارتی هستند.

چرا آب بندی لوله های فلزی الزامی است؟

لوله ها ابزاری برای انتقال سیالات و مواد اولیه در جایی به جای دیگر هستند. آب بندی لوله های فلزی  به خصوص لوله های آب گرم جزو الزامات در ساخت و ساز است. زیرا مانع به هدر رفتن انرژی و مواد داخل لوله می شود. علاوه بر آن از آلودگی های مختلف، نفوذ قارچ و خزه و باکتری، آلودگی های زیست محیطی خطرات دیگر جلوگیری می شود. در مصرف سوخت و انرژی انتقال نیز صرف جویی می شود. از ورود فلزات سنگین به مواد غذایی، محیط زیست، صنایعی که نیاز انسان به آنها وابسته است جلوگیری می شود. همچنین از سازه شما در برابر رطوبت و آلودگی های ناشی از سیالات ( آب، اسید، مواد سوختنی، مواد قلیایی) محافظت می شود.

همه لوله ها مصرف خانگی ندارند. بسیاری از لوله گذاری ها در صنعت اجرا می شود. لوله ها در مصارف خانگی بیشتر مربوط به لوله کشی آب و فاضلاب، گاز، پکیج، شوفاژ و کابل های برق در مجتمع های مسکونی است.

اما در صنعت، لوله کشی ها محدود به این موارد نیست. در صنعت، لوله ها علاوه بر موارد ذکر شده برای انتقال مواد، انتقال برق و …. در حجم زیاد، استفاده می شوند. مواد صنعتی داخل لوله ها ممکن است سلامت انسان و محیط را نیز تهدید کند. از این رو آب بندی لوله های صنعتی بسیار مهم است. در گذشته تمامی لوله ها از جنس فلز بود. اما امروزه بخشی از لوله ها از جنس بتن، پلاستیک، پلیمر و پی وی سی می سازند. اما قدرت و تاثیر سیالات و حتی هوا را نباید نادیده گرفت. این عوامل باعث خوردگی لوله ها و سوراخ شدن آنها و در نتیجه نشت مواد می شود. کنترل خوردگی فلزات مستقیما با آببندی لوله ها ارتباط دارد. از این رو تمامی لوله ها باید آب بندی و عایق شوند.

آب بندی لوله های انتقال نفت و گاز

عموما لوله های انتقال نفت و گاز را از جنس فلز می سازند. زیرا واکنش کمتری با مواد پتروشیمی خواهد داشت. البته این دلیل بر عدم خوردگی لوله و عدم آب بندی فلزات نیست. علاوه بر این فلزات در برابر فشار جریان مواد در حین انتقال و حرکت، گرما و سرمای محیط مقاوم ترند. عایق بندی و کنترل خوردگی لوله های فلزی نیز آسان‌تر است.

انواع خوردگی فلزات:

1. زنگ زدگی فلزاتی مثل فولاد و چدن  استفاده شده در مخازن، تانکرها و لوله های فلزی
2. پوسیدگی و سوراخ شدن لوله ها در اثر نشت مایعات داخل لوله، هوا یا تاثیرات محیطی و جوی
3. خوردگی و از بین رفتن آلیاژها در فرایندهای شیمیایی
4. سوراخ شدگی لوله های مسی و آلومینیومی در اثر تاثیرات مایعات یا رسوب زدگی
5. خوردگی پرّه های توربین های گازی، لوله های انتقال گاز در اثر تماس با مواد گازی یا تاثیرات جوی و محیطی بر آنها
6. خوردگی لوله های انتقال نفت، گاز، مواد اسیدی، مواد قلیایی و حتی لوله های آب بر اثر واکش فلز با سیالات داخل لوله و یا تاثیرات جوی محیط خارجی
7. خوردگی های حفره ای
8. خوردگی لوله در اثر اثرات سایشی
9. خوردگی در اثر واکنشهای هیدروژنی
10. خوردگی اتمسفری و تاثیرات هوای محیط

نفت و گاز امروزه نقش پر رنگی در زندگی بشریت و اقتصاد کشورها دارد. از این رو خطوط استخراج، تولید و انتقال آنها جزو خطوط پر کار در صنعت پتروشیمی است. از این رو آب بندی لوله های فلزی در این صنعت در سطح بین اللمل بسیار مهم و حائز اهمیت است.

انواع روش آب بندی فلزات در صنعت نفت و گاز:

آب بندی و کنترل خوردگی فلزات فقط محدود به لوله ها نیست. بلکه مخازن نفت و گاز ، مخازن آب حتی سایر مخازن هیدرولیکی در صنایع مختلف از جنس فلز هستند یا در بافت بخش بتنی خود اسکلت فلزی دارند. از این رو آب بندی فلزات در کنار عایق کاری لوله های فلزی مهم است. تمامی مواد داخل لوله ها مهم است و هر خطری که لوله های فلزی را تهدید کند، علاوه بر زیان مالی و تلف شدن سرمایه، شکستگی و سوراخ شدگی آنها، سلامت افراد را نیز به خطر می اندازد. از این رو در تمام صنایع و به خصوص صنعت نفت و گاز کارشناسان و متخصصان برای تعمیرات و عایق کاری لوله ها استخدام می شوند. این افراد به روش های مختلفی در مقاوم کردن لوله های فلزی عمل می کنند.

در گذشته از روشهای مکانيکی سنتی مثل جوشکاری لوله و یا جایگزینی لوله استفاده می شد. اما این روشها جزو روشهای خطر پذیر و پر ریسک محسوب می شود. زیرا:

• ممکن بود در حین اجرای عملیات بخشی از نفت و گاز داخل لوله به هدر برود.
• هزینه های مالی بسیاری را بر کارفرما تحمیل می کرد.
• پایداری و کارایی لوله افزایش نمیافت و در مدت زمان کوتاه مجدد دچار خوردگی و سوراخ شدگی می شد.
• در اثر جوشکاری ممکن بود دمای لوله بالا برود و با توجه به اشتعال زایی مواد نفتی خطر آتش سوزی و انفجار بالا بود.
• خطرات جانی در حین جابجایی لوله یا نصب آن وجود داشت.

با توجه به اهمیت بین المللی نفت و گاز، بررسی مشکلات نامبرده و پیشرفت علم و تکنولوژی، امروزه عایق کاری لوله های فلزی به خصوص در صنعت نفت و گاز با روش های نوینی اجرا می شود. استفاده از مواد آب بندی جدید عامل مهمی در کنترل خوردگی فلزات، مقاوم سازی آنها و افزایش پایداری و کارایی آنهاست.

انواع محصولات عایق کاری لوله های فلزی

• قیر اندود کردن

در این روش به صورت لایه لایه روی لوله قیر اندود شده و سپس روی آن را با نوار فایبرگلاس می پوشانند. سپس مجدد یک لایه قیر بر روی لوله اضافه شده و مجدد نوار فایبرگلاس به دور لوله قیراندود شده می پیچند. نوار فایبر گلاس مقاومت لوله قیر اندود شده را در برابر شرایط محیطی مثل رطوبت، باد، باران، سرما و گرمای محیط بالا میبرد.

• مواد پلی یورتان

پلی یورتان ها مواد آب بندی پلیمری هستند که روی سطح فلز را می پوشانند و از تماس مواد خارجی و هوا با لوله جلوگیری می کنند. علاوه بر آن از نشت و تراوش مواد و سیالات داخل لوله به بیرون جلوگیری می کنند.

• سینتیک (لاستیک و پلاستیک ها)

عایق های پلاستیکی که لوله را نسبت به تاثیرات دمایی و جوی ایمن می کنند. این مواد دور تا دور لوله را می پوشانند و مانع از واکنش عوامل تخریبی با فلز می شوند.

• کامپوزیت ها

کامپوزیت ها نیز جز محصولات عایق کاری لوله ها هستند که به عنوان یک پوشش خارجی از لوله های فلزی محافظت می کند.

• چسب PVC

این چسب در محل اتصال لوله ها به هم زده می شود تا از نشت سیالات به بیرون و واکنش رطوبت ایجاد شده با فلز در محل اتصال لوله ها جلوگیری شود.

هر کدام از این محصولات آب بندی با توجه به جنس فلز، کارایی و کاربرد لوله انتخاب می شود. این بدان معنی است که هر ماده آب بند برای لوله های خاصی قابل اجراست.