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

خوردگی حفره ای یکی از مخرب ترین انواع خوردگی در برج های خنک کننده می باشد که غالباً سریع اتفاق می افتد. این نوع خوردگی اغلب در محلول های حاوی آنیون های خورنده تشکیل می شود. علاوه بر این، خوردگی حفره ای در PH کم به عبارت دیگر، تولید یون H افزایش می یابد.

۲ . خوردگی جدایشی Selective Leaching

در این نوع خوردگی جدا شدن یکی از عناصر تشکیل دهنده آلیاژ در نتیجه خوردگی خارج شده و در نهایت جسم متخلخلی باقی می ماند. مثال آشکار از این نوع خوردگی، جدا شدن روی (Zn) موجود در آلیاژهای برنج است که دراین صورت آنرا زدایش روی می نامند.

این نوع خوردگی در اغلب آلیاژها اتفاق می افتد. در PH های کمتر از ۶ نیز خوردگی در نوع آلیاژ برنج که شامل (Zn %۳۰ , Cu %۶۹ , Sn %۱) است، اتفاق می افتد و در اثر این نوع خوردگی مقادیری از روی آن خورده می شود. زدایش روی اغلب به دو حالت انجام می شود؛ زدایش یکنواخت یا لایه ای Layer Type و زدایش نوع موضعی plug type.

۳ . خوردگی گالوانیکی Galvanic Corrosion

هنگامی که دو فلز غیر همجنس در داخل یک محلول هادی الکترولیت قرار می گیرند، بین آنها اختلاف پتانسیلی ایجاد می شود. اگر این فلزات در تماس با همدیگر بوده و یا از نظر الکتریکی به هم مربوط باشند، به علت اختلاف پتانسیل حاصل الکترون هایی به وجود می آیند که بین آنها جریان پیدا می کنند. در این حالت، خوردگی در فلز با مقاومت پایین تر افزایش یافته و برعکس مکان های خوردگی به فلز مقاومتر کاهش می یابد. به عبارت دیگر فلز با مقاومت کمتر، آند شده و فلز با مقاومت بالاتر، کاتد می شود. خوردگی در این قبیل سیستم ها که همراه با تولید جریان الکتریکی است را خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی می نامند که در واقع یک پدیده الکتروشیمیایی است.

۴ . Crevice Corrosion

اغلب در داخل شکاف ها و درزها و سایر نقاط مختلف سطوح فلزات که روی هم قرارگرفته و سبب ایجاد گوشه ها و حفره های مخفی گردیده اند و در شرایطی که در معرض مواد خوردنده واقع شده باشند خوردگی شدیدی رخ می دهد این نوع خوردگی معمولا به علت وجود مقادیری محلول در حفره ها، سطح Gasket ها، اتصال های روی هم، زیر پوشش ها و رسوبات سطحی، شکاف های زیر پرچ ها و مهره ها یا سرپیچ ها ایجاد می گردد. به همین دلیلDeposit Corrosion ، Crevice Corrosion و یا Gasket Corrosion نامیده می شود.

۵ . خوردگی بین دانه ای Inter Granular Corrosion

خوردگی بین دانه ای در نتیجه وجود ناخالصی ها در مرزدانه ها، یا غنی تر شدن یکی از عناصر موجود در آلیاژ در این ناحیه و یا با مهاجرت و تخلیه یکی از عناصر متشکله آلیاژ در منطقه مرزدانه اتفاق می افتد. این نوع خوردگی در سیستم هایTower Cooling اهمیت خاصی ندارد.

۶ . خوردگی تنشی Stress Corrosion Cracking

وقتی که نیروهای کششی و محیطی خورنده با هم عمل کنند، باعث تخریب سریع فلز می شود. از آنجایی که اثرات این تخریب منجر به ایجاد ترک هایی در قطعه مورد نظر می شود که این ترک ها را، ترک خوردگی تنشی گویند و با علامت S.C.C نمایش می دهند.

۷ . خوردگی سایشی Corrosion Erosion

آخرین نوع خوردگی در برج های خنک کننده، خوردگی سایشی است. درمواردی که سطح جسمی در نتیجه حرکت سیال، سائیده می شود، غالباً به علت وجود ذرات جامد یا حباب های گاز به صورت معلق در محیط انجام می شود که در اصطلاح به آن، سائیدگی می گویند. در حالت هایی که اثر خورندگی محیط این تخریب تشدید می گردد، اصطلاح خوردگی، سائیدگی بدان اطلاق می شود.

این صدمات که همواره با سائیدگی مکانیکی قطعات همراه می باشد، عمدتاً به سرعت انجام می شود. در این حالت فلز یا به صورت یون های محلول درآمده و یا با ایجاد محصولات خوردگی جامد، از سطح فلز کنده می شود.

انواع مختلف محیط های خورنده سبب ایجاد خوردگی سائیدگی می شوند. از جمله در سیستم های گازی، محلول های آلی و فلزات مایع بویژه موقعی که سیال حاوی ذرات جامد معلق باشد، شدت حملات تخریبی بیشتر می 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. ۳ 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.