خوردگی در برج های خنک کننده

برج خنک کننده یکی از مهم‌ ترین دستگاه‌ هایی است که این روز ها در مکان های مختلفی از جمله کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد تا با خنک نگهداشتن محیط؛ از آسیب جدی به دیگر دستگاه ها جلوگیری شود. اما در این میان خود دستگاه کولینگ تاور یا همان برج خنک کننده هم ممکن است دچار آسیب شود که مهمترین آن مکانیزم خوردگی است. در این مقاله می خواهیم در مورد مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده به طور کامل توضیح دهیم.

خوردگی در برج خنک کننده به چه معنی است؟

اگر بخواهیم در مورد این وضعیت تعریف دقیقی ارائه دهیم، می ‌توان گفت که خوردگی در کولینگ تاور به معنی از بین رفتن تمام قطعات فلزی و تخریب کامل آنها می باشد که این اتفاق به خاطر واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی در مجاورت محیط انجام می شود. مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده در واقع عامل اصلی شکستن قطعات است که باید این قطعات را تعویض یا تعمیر نموده و یا رسوبات داخل آنها را از بین برد.

انواع خوردگی در برج خنک کننده

انواع خوردگی در برج های خنک کننده به صورت زیر تقسیم بندی می شود.

۱ . خوردگی حفره ای pitting

خوردگي حفره ای يكي از مخرب ترين انواع خوردگی در برج های خنک کننده می باشد كه غالباً سريع اتفاق مي افتد. اين نوع خوردگي اغلب در محلول هاي حاوي آنيون هاي خورنده تشکیل می شود. علاوه بر اين، خوردگي حفره اي در PH كم به عبارت دیگر، توليد يون H افزايش مي يابد.

۲ . خوردگی جدايشی Selective Leaching

در اين نوع خوردگي جدا شدن يكي از عناصر تشکیل دهنده آلياژ در نتيجه خوردگي خارج شده و در نهایت جسم متخلخلي باقي مي ماند. مثال آشكار از اين نوع خوردگي، جدا شدن روي (Zn) موجود در آلياژهاي برنج است كه دراين صورت آنرا زدايش روی مي نامند.

اين نوع خوردگي در اغلب آلياژها اتفاق مي افتد. در PH های کمتر از ۶ نیز خوردگي در نوع آلياژ برنج كه شامل (Zn %30 , Cu %69 , Sn %1) است، اتفاق مي افتد و در اثر اين نوع خوردگي مقاديري از روي آن خورده مي شود. زدايش روی اغلب به دو حالت انجام می شود؛ زدایش يكنواخت يا لايه اي Layer Type و زدایش نوع موضعي plug type.

۳ . خوردگی گالوانيكی Galvanic Corrosion

هنگامي كه دو فلز غير همجنس در داخل يك محلول هادي الكتروليت قرار مي گيرند، بين آنها اختلاف پتانسيلي ایجاد می شود. اگر اين فلزات در تماس با همدیگر بوده و يا از نظر الكتريكي به هم مربوط باشند، به علت اختلاف پتانسيل حاصل الكترون هايي به وجود مي آيند كه بين آنها جريان پيدا مي كنند. در اين حالت، خوردگی در فلز با مقاومت پایین تر افزايش يافته و برعكس مکان های خوردگی به فلز مقاومتر كاهش مي يابد. به عبارت ديگر فلز با مقاومت كمتر، آند شده و فلز با مقاومت بالاتر، كاتد مي شود. خوردگی در اين قبيل سيستم ها كه همراه با توليد جريان الكتريكي است را خوردگی گالوانيكی يا دو فلزي مي نامند كه در واقع يك پديده الكتروشيميايي است.

۴ . Crevice Corrosion

اغلب در داخل شكاف ها و درزها و ساير نقاط مختلف سطوح فلزات كه روي هم قرارگرفته و سبب ايجاد گوشه ها و حفره هاي مخفي گرديده اند و در شرايطي كه در معرض مواد خوردنده واقع شده باشند خوردگی شديدي رخ مي دهد اين نوع خوردگی معمولا به علت وجود مقاديري محلول در حفره ها، سطح Gasket ها، اتصال های روی هم، زير پوشش ها و رسوبات سطحي، شكاف هاي زير پرچ ها و مهره ها يا سرپيچ ها ايجاد مي گردد. به همين دليلDeposit Corrosion ، Crevice Corrosion و یا Gasket Corrosion ناميده مي شود.

۵ . خوردگی بين دانه ای Inter Granular Corrosion

خوردگي بین دانه اي در نتيجه وجود ناخالصي ها در مرزدانه ها، يا غني تر شدن يكي از عناصر موجود در آلياژ در اين ناحيه و يا با مهاجرت و تخليه يكي از عناصر متشكله آلياژ در منطقه مرزدانه اتفاق مي افتد. اين نوع خوردگي در سيستم هايTower Cooling اهمیت خاصی ندارد.

۶ . خوردگی تنشی Stress Corrosion Cracking

وقتی که نيروهاي كششي و محيطی خورنده با هم عمل کنند، باعث تخریب سريع فلز مي شود. از آنجايي كه اثرات اين تخريب منجر به ايجاد ترك هايي در قطعه مورد نظر مي شود که این ترک ها را، ترک خوردگی تنشي گويند و با علامت S.C.C نمایش مي دهند.

۷ . خوردگی سايشی Corrosion Erosion

آخرین نوع خوردگی در برج های خنک کننده، خوردگی سایشی است. درمواردي كه سطح جسمي در نتيجه حركت سيال، سائيده مي شود، غالباً به علت وجود ذرات جامد يا حباب هاي گاز به صورت معلق در محيط انجام مي شود که در اصطلاح به آن، سائيدگي می گويند. در حالت هایی كه اثر خورندگی محيط اين تخریب تشديد می گردد، اصطلاح خوردگی، سائيدگي بدان اطلاق مي شود.

اين صدمات كه همواره با سائيدگي مكانيكي قطعات همراه مي باشد، عمدتاً به سرعت انجام مي شود. در اين حالت فلز يا به صورت يون هاي محلول درآمده و يا با ايجاد محصولات خوردگی جامد، از سطح فلز كنده مي شود.

انواع مختلف محيط هاي خورنده سبب ايجاد خوردگی سائيدگي مي شوند. از جمله در سيستم هاي گازي، محلول هاي آلي و فلزات مايع بويژه موقعي كه سيال حاوي ذرات جامد معلق باشد، شدت حملات تخریبی بيشتر مي شود.

روند تشکیل خوردگی در برج خنک کننده 

زمانی که خوردگی اتفاق می ‌افتد، شما این موضوع را در جایی می بینید که فلز حل می شود که به آن قسمت آند می گویند. قسمت آند با کاتد فاصله زیادی دارد و یک پتانسیل الکتریکی بین این دو قسمت وجود دارد که باعث می شود جریان الکتریکی بین آنها انتقال پیدا کند. اگر مشکلات زیر در سیستم وجود داشته باشد، خوردگی اتفاق می افتد.

• تنش های متمرکز و پشت سر هم
• خوردگی سایز ذرات آهن
• شکستگی سطوح فلزی
• مشکلات مربوط به دما
• مشکلات اکسیژن رسانی
• هر گونه ناخالصی داخل فلز

عوارض ناشی از خوردگی در کولینگ تاور 

خوردگی می تواند عاملی برای ایجاد مشکلات مختلف باشد. به عنوان مثال در صورتی که خوردگی به صورت یکنواخت ایجاد شود، ممکن است در برج خنک کننده با رسوب و گرفتگی مواجه شد. از طرفی مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده به گونه ای است که خود می تواند عاملی برای حفره حفره شدن باشد که یکی از بزرگترین مشکلات در برج خنک کننده است و به سرعت به دستگاه آسیب وارد می شود.

گاهی اوقات خوردگی عاملی برای حالت سنگ شویی می باشد. یعنی در چنین حالتی آلیاژ فلز در یک قسمت دچار مشکل می شود که در چنین حالتی زینک زدایی روی آن انجام می دهند.

عوامل ایجاد خوردگی در برج خنک کن

آشنایی با مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده به تنهایی کافی نمی باشد. زیرا باید عوامل محیطی تأثیرگذار روی این وضعیت را شناسایی کرد.

مهمترین عوامل ایجاد خوردگی کولینگ تاور شامل موارد زیر است.

• سطح قلیایی

اگر سطح قلیایی بین شش و نیم تا نه باشد، مناسب است اما در غیر این صورت اگر ph تغییر کند، ممکن است خوردگی زودتر اتفاق بیفتد.

• سختی کلسیم

اگر سختی کلسیم خیلی زیاد باشد، حالت بازدارندگی کم می شود و خوردگی بیشتر اتفاق خواهد افتاد.

• سرعت آب

سرعت بالای آب باعث می شود که مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده بیشتر شود.

• تجمع یون های مهاجم

یون مهاجم یکی دیگر از عواملی است که در مکانیسم خوردگی در برج خنک کننده تاثیر گذار است. در واقع یون های مهاجم شامل یون کلراید و یون سولفات هستند که به لایه محافظ اطراف فلز حمله‌ ور می‌ شوند و باعث می شوند تا لایه محافظ فلز از بین برود و خوردگی رخ بدهد.

نحوه کنترل خوردگی در کولینگ تاور

تا اینجا با مکانیزم خوردگی در برج خنک کننده آشنا شدید؛ اما باید اطلاعات بیشتری در مورد نحوه کنترل این وضعیت را کسب کرد. 3 روش برای کنترل این وضعیت پیشنهاد می شود که به شرح ذیل می باشد.

• کنترل این وضعیت می ‌تواند از طریق تغییر فلز یا محیط باشد؛ یعنی اگر شما بتوانید فلز داخل کولینگ تاور را کنترل کنید، وضعیت سیستم را نیز مدیریت کرده اید.
• کار دیگری که می توان انجام داد، این است که محیط را به طور گسترده تغییر داد که با انجام این کار خوردگی کنترل خواهد شد.
• برای جلوگیری از این اتفاق، همچنین می توان از محلول ضد خوردگی هم استفاده نمود. به طوری که بازدارنده خوردگی داشته و یک لایه محافظ روی فلز به وجود می آورند و باعث می شوند که فلز به الکترولیت دسترسی نداشته باشد و در نتیجه فرآیند خوردگی به طور کل از بین می رود یا اینکه خیلی کند می شود.