انواع لوله

انواع لوله :

لوله ها را می توان به انواع مختلف از نظر جنس ، کاربرد و نحوه اتصالات دسته بندی نمود .

لوله هایی که در سیستم آبرسانی و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد به شرح ذیل می باشد .

لوله های گالوانیزه :

لوله های گالوانیزه خود به دو دسته تقسیم می شوند : لوله های فولادی گالوانیزه و لوله های آهنی گالوانیزه این دو نوع در بازار به لوله های آهنی سفید معروفند و عموماً بین این دو فرقی گذاشته نمی شود ،در صورتیکه لوله های فولادی گالوانیزه در مقایسه با نوع آهنی آن سبک تر و براق تر هستند .

لوله های فولادی گالوانیزه :

این نوع لوله ها گاهی برای تخلیه فاضلاب لوازم بهداشتی کوچک به کار برده می شود ولی مورد استفاده اصلی آنها برای تهویه است . جنس این لوله ها از فولاد نرمی است که در ساختن آن ورقه فولاد را با فشار داخل قالب عبور داده درز آن را جوش می دهند و سپس آنها را جهت افزایش مقاومت در برابر اسیدها و زنگ زدگیها در یک وان آبکاری روی اندود (گالوانیزه) می کنند . این نوع لوله ها نسبت به نوع آهنی در برابر اسیدها مقاومت کمتری دارند و کلیه اسیدهایی که برای چدن مضر می باشند فولاد گالوانیزه را هم خراب می کنند .

لوله های آهنی گالوانیزه :

جنس این لوله ها از آهن سفید نورد شده است که درز آن توسط دستگاه های درز جوش بهم جوش داده می شود و سپس لوله را در فلز روی مذاب فرو می برند . به همین علت آنها را لوله های با درز نیز می گویند . این نوع لوله ها از رنگ تیره و خاکستریشان شناخته می شوند .و عموماً به دو صورت سبک و متوسط تولید می شوند .

کلیه لوله های فولادی و آهنی گالوانیزه در شاخه های 6 متری و دو سر دنده با قطر اینچ تا 8 اینچ تولید می گردند . قر این لوله ها معمولاً‌قطر اسمی است که بزرگتر از قطر داخلی و کوچکتر از قطر خارجی است .

همچنین در بازار این لوله ها را بر اساس نمره می شناسند . لوله های گالوانیزه نیز به وسیله دنده پیچی به یکدیگر وصل و توسط مواد مناسب آب بندی می شوند .

نکته : از اتصال این لوله ها به روش جوشکاری باید پرهیز نمود زیرا بر اثر حرارت ناشی از جوشکاری و سوختن روکش گالوانیزه (آلیاژ روی) دود غلیظ و سفیدی تولید می شود که محیط کار را آلوده می نماید و تنفس آن ایجاد مسمومیت کرده و موجب آسیب دیدن دستگاه تنفسی می شود .

لوله های چدنی :

جنس این لوله ها از چدن ریخته گری است و بر حسب نوع کاربرد آنها انواع و مقدار آلیاژ ، شکل و طول لوله ،‌نوع اتصالات آنها با هم متفاوت هستند و اغلب در سیستم لوله کشی فاضلاب استفاده می شوند .

لوله های چدنی که در سیستم لوله کشی فاضلاب به کار می رود :

الف) سرتوپی (یک سرتوپی – دو سرتوپی)

ب) دو سر تخت

نکته : لوله های چدنی با سرتوپی و سرتخت به ترتیب لوله های بوشن دار و بدون بوشن نیز نامیده می شوند .

مزایای لوله های چدنی :

در برابر فشار وارده به جداره های خارجی دارای مقاومت و استحکام خوبی هستند .

فرسودگی این لوله ها کمتر از لوله های فلزی است .

می توان براحتی از دستگاه تراکم هوا جهت باز کردن و رفع گرفتگی لوله استفاده نمود .

قیمت لوله های چدنی نسبت به لوله های آهنی ارزانتر است .

معایب لوله های چدنی :

نصب لوله های چدنی نسبت به لوله های آهنی کندتر انجام می شود .

لوله های چدنی به علت تاثیر مواد شیمیایی موجود در فاضلاب زنگ می زنند و جلوگیری از زنگ زدگی آنها میسر نمی باشد .

داشتن وزن زیاد قطعات و کثر اتصالات و در نتیجه زیاد پیوند از معایب دیگر لوله های چدنی می باشد .

مقایسه لوله چدنی توپی دار و سر تخت :

قابلیت تحمل فشار لوله های سرتخت بیشتر است .

لوله های سر تخت به دلیل نداشتن مادگی و لبه های قیطانی و وزن و ضخامت کمتر و نوع پیوند کاربرد بیشتری دارند .

لوله های سرتخت به دلیل خاصیت الاستیکی نوع پیوند آن تغییر حرارت بیشتری را نسبت به لوله های دیگر تحمل می کند .

وزن لوله های چدنی توپی دار فاضلاب (استاندارد ASTM)

قطر لوله لوله های یک سرتوپی لوله های دو سرتوپی

Mm ln وزن یک متر لوله kg وزن یک فوت لوله lb وزن یک متر لوله kg وزن یک فوت لوله lb

50 2 140/12 5/5 140/12 5/5

75 3 000/21 5/9 000/21 5/9

100 4 700/28 13 700/28 13

1215 5 500/37 17 500/37 17

150 6 150/44 20 150/44 20

نکته :‌در اتصالات چدنی دو نوع تبدیل کاهنده و تبدیل افزاینده در اندازه های تبدیلی متنوع وجود دارد که بر حسب جهت توپی سر وصاله ،‌اگر قطر توپی بزرگتر از لوله باشد تبدیل فزاینده و در غیر این صورت کاهنده خواهد بود .

افست یا دو خم :

در تغییر امتداد لوله های افقی و قائم سیستم لوله کشی فاضلاب به کار می رود وبا مقادیر انحراف مختلف تولید می شوند .

طریقه اتصال لوله های چدنی :

اتصال لوله های چدنی توپی دار با استفاده از کنف و سرب انجام می گیرد و اتصال لوله های چدنی دو سر تخت به کمک واشر لاستیکی و بست مخصوص انجام می شود .

روش اتصال لوله های چدنی توپ دار :

ابتدا بایستی بدنه لوله واتصالات از نظر سالم بودن تست شود و نحوه آزمایش از طریق زدن ضربات آرام چکش امکان پذیر است . چنانچه لوله شکسته باشد یا حتی دارای ترک مویی حزیی باشد صدای ضربات به صورت بم که اصطلاحاً صدای «مرده چدن» نام دارد شنیده می شود .

پس از اینکه لوله ها در یک امتداد به صورت هم محور در داخل یکدیگر قرار داده شدند کنف مخصوص بایستی با استفاده از قلم و چکش در طوقه مطابق شکل متراکم شود .

لازم به ذکر است کنف مورد استفاده به دو روش دو رشته ای و سه رشته ای بافته می شود و کنف بافته شده بایستی متناسب با قطر لوله های اتصالی بوده و فضای بین نر و مادگی را تا عمق 5/2 سانتی متری لبه مادگی پر نماید .

سرب مذاب که قبلاً توسط چراغ کوره ای یا کوزه ذوب تهیه شده با ملاقه مطابق شکل داخل طوقه ریخته می شود . چنانچه محل پیوند به صورت کاملاً عمودی و سرتوپی رو به بالا باشد نیازی به کمربند سرب ریزی نیست اما اگر محل پیوند افقی یا مایل یا سرتوپی رو به پایین باشد استفاده از کمربند سرب ریزی ضروری است و باید با استفاده از کمربندهای نخ سوز یا لاستیکی یا فلزی یا گل رس با ایجاد مسیر سرب ریزی عمل سرب ریزی را انجام داد .

بعد از تمام مراحل فوق وقتی سرب سرد شد آن را باید با استفاده از قلم سرب کوبی و چکش به طور آهسته کوبید تا مواد لازم حتی الامکان به داخل اتصال برود .

روش اتصال لوله های چدنی سر تخت :

ابتدا باید واشر لاستیکی را از طوقه فولادی خارج کرده و سالم بودن آن را بررسی نمود .

واشر لاستیکی را در انتهای قطعه اول لوله مورد اتصال قرار داده به طوریکه رگه برجسته میانی واشر به لبه انتهایی لوله مماس باشد .

قسمت آزاد واشر لاستیکی را به پایین برگردانده تا رگه برجسته میانی روی لبه انتهایی لوله قرار گیرد .

قطعه دوم مورد اتصال را وارد واشر لاستیکی نموده به طوریکه لبه آن روی رگه برجسته میانی قرار گیرد . سپس باید قسمت برگردانیده شده واشر را به حالت اول خود درآورد .

بست نگهدارنده فولادی را باز رده جهت سهولت بسته شدن سطح داخلی آن را کمی چرب نموده و طوقه را در محل خود و بر روی واشر لاستیکی قرار داده و پیچها را در محل خود باید بتدریج سفت نمود .

لوله های پلاستیکی :

لوله های پلاستیکی که در تاسیسات آب و فاضلاب بکار برده می شوند عبارتند از :

لوله های پلاستیکی پی وی سی (PVC – مخفف پلی و نیل کلراید)

لوله های پلاستیکی (PE مخفف پلی اتیلن)

لوله های پلاستیک ABS (مخفف اکریلونیتریل ، بوتادین و استیرن)

لوله های پلاستیک PP (مخفف پلی پروپلین)

لوله های پلاستیکی CPVC (مخفف کلرینیتد پلی و نیل کلراید)

لوله های پلاستیکی PB(مخفف پلی بوتیلن)

نکته : در شبکه فاضلاب از لوله های پی وی سی و پلی اتیلن بیشترین استفاده به عمل می آید .

مزایای لوله های PVC:

اتصال لوله و قطعات آن بسیار آسانتر و سریعتر از سایر لوله ها انجام می شود .

در نصب روکار احتیاجی به رنگ آمیزی ندارند .

دارای وزن سبک هستند و به راحتی در بین سقف کاذب و مکانهایی که دسترسی بدان مشکل است نصب می شود .

در مقایسه با لوله های دیگر قطر خارجی کمتری داشته و به راحتی در داخل دیوار جاسازی و اجرا می شود .

در برابر مواد شیمیایی از مقاومت بالایی برخوردار هستند .

معایب لوله های PVC:

لوله های پی وی سی خشک در برابر سرما بسیار حساس و شکننده می باشند .

لوله های پی وی سی در برابر حرارت زیاد فرم و استحکام خود را از دست می دهند .

به علت قدرت مقاومت کم جداره این نوع لوله ها بایستی از فنر لوله بازکنی برای گرفتگی مجرای لوله ها استفاده نمود .

در برار نیروهای خارجی دارای مقاومت کمتری هستند

نکته : لوله های فاضلاب PVC از نوع خشک در دو نوع فشار ضعیف به رنگ خاکستری و متمایل به آبی و فشار قوی به رنگ خاکستری روشن تولید می شوند . کاربرد لوله های PVC فشار ضعیف در لوله کشی تهویه آب باران و اتصال برای آب باران بالکنها و لوله های اتصالی توالتها است اما کاربرد لوله های PVC فشار قوی در سیستمهای فاضلاب ساختمان به عنوان لوله های عمودی و جمع آوری کننده و لوله تخلیه اصلی فاضلاب است .

مشخصات لوله های PVC فشار ضعیف :

200 150 125 100 70 50 40 قطر اسمی mm

4 2/3 5/2 2/2 8/1 8/1 8/1 ضخامت جدار لوله mm

مشخصات لوله های PVC فشار قوی :

200 150 125 100 قطر اسمی mm

5/4 6/3 3 3 ضخامت جدار لوله

نکته 1 :‌ اتصال لوله های PVC بر حسب نوع لوله و اتصالات به روشهای مختلف انجام می شود که نوع اتصال چسبی متداولتر است .

نکته 2 : اتصال حداقل به مدت 10 تا 15 دقیقه به هیچ وجه نبایستی حرکت داده شود تا سفت گردد .

مزایای انواع لوله های PE:

نوع اول – داشتن چگالی ، مقاومت حرارتی پایین و قابلیت انعطاف خوب از مزایای این نوع می باشد.

نوع دوم – دارای چگالی متوسط و اندکی سخت تر از نوع اول هستند و در دمای بالا مقاومتشان بیشتر بوده و قابلیت انبساط بهتری دارند .

نوع سوم – بسیار سنگین تر از نوع قبلی و چگالی بیشتری دارند و برترین خواص فیزیکی از نظر مقاومت – قابلیت انبساط- درجه سختی – ضریب زبری را دارا هستند و از این رو کاربرد وسیعی در گازرسانی و آبرسانی دارند .

نکته 1 : اتصال لوله های PE به روشهای مختلف دنده ای – فلنچی – بستی – اورینگی و نر و مادگی با روش اتصال جوش حرارتی و جوش سر به سر انجام می شود .

نکته 2 : اتصال دنده ای در مورد کلیه لوله های پلاستیکی سنگین و 4 اینچ به پایین قابل اجرا است .

مزایای لوله های PB :

لوله پلی بوتیلن در برابر خوردگی ، یخ زدگی ، زنگ زدگی ، خاکهای اسیدی و رسوب گرفتگی مقاوم است . این لوله هنگام انجماد ترک نمی خورد و در دمای 82 درجه سانتی گراد فشار 5/6 اتمسفر را تحمل می کند .

نکته : به سبب انعطاف پذیری این لوله های در شبکه لوله کشی ضربه قوچ اتفاق نمی افتد .

لوله های پنج لایه :

در تاسیسات لوله کشی ساختمان خوردگی و رسوب در لوله های فلزی خسارات و مشکلاتی را بوجود می آورد . برای حل این مشکل تا کنون تلاشهای زیادی صورت گرفته است .استفاده ازآلیاژهای مختلف با پوشش گوناگون از راه حل هایی است که تا کنون برای افزایش مقاومت فلز در برابر خوردگی به کار رفته است بی آنکه هیچ یک پاسخی قطعی به مشکل بدهند .

یکی دیگر از راه هایی که برای پرهیز از مشکلات لوله های فلزی پیشنهاد شده است استفاده از لوله های پلیمری است اما به کارگیری این لوله ها در عمل نشان داده که اگر چه جایگزینی فلز با پلاستیک مسله خوردگی و پوسیدگی لوله را حل می کند اما مشکلات دیگری را باعث می شود که پیش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اکسیژن ، محدودیت در تحمل فشار یا دمای بالا ، ضریب انبساط زیاد و ... .

در این شرایط گروهی از دانشمندان به تلفیق فلز و پلیمر توجه کردند . به عنوان مثال سوپر پایپ نقطه اوج همین تکنولوژی است . تلفیقی هوشمندانه که حاصل آن لوله ای است پنج لایه شامل یک لوله آلومینیومی ، دو لایه پلیمر و دو لایه چسب مخصوص – که مقاومت در برابر خوردگی ، زنگ زدگی ، رسوب و پوسیدگی را از لوله های پلیمری و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذیری را از لوله های فلزی به ارث برده است . سوپر پایپ آخرین دستاورد تکنولوژی است هک برای تمام تاسیسات ساختمان قابل استفاده است و حتی در بدترین شرایط صد سال عمر می کند .

جدول مقایسه ای سوپر پایپ :

فلزی پلیمری سوپر پایپ

خورندگی از داخل یا خارج بلی خیر خیر

رسوب پذیری بلی خیر خیر

تحمل دما و فشار بالا بلی خیر بلی

فریب انبساط طوری کم زیاد کم

نفوذ اکسیژن خیر بلی خیر

مقاومت مکانیکی خوب کم خوب

شکل پذیری بلی خیر بلی

وزن سنگین سبک سبک

ساختار لوله های سوپر پایپ :

یک لوله آلومینیمی با جوش طولی اولتراسونیک ،‌بدنه اصلی سوپر پایپ را تشکیل می دهد . این لایه فلزی مقاومت در برابر فشار ، حرارت و نفوذ اکسیژن را تامین می کند . در لایه های داخلی و بیرونی سوپر پایپ به جای پلی اتیلن مشبک (PEX) از پلیمر جدید PEOC استفاده می شود که عمر این پلیمر در شرایط سخت کاری و در فشار و دمای بالا حتی با ضریب اطمینان 5/2 بیش از 400 سال است .

لایه های فلزی و پلیمر طی فرآیندی توسط دو لایه چسب مخصوص با هم تلفیق می شوند .

مزایای لوله های پنج لایه :

زنگ نمی زند ، رسوب نمی گیرد و هرگز نمی پوسد .

به راحتی خم می شود و شکل می پذیرد .

نصب آن سریع ، آسان و بدون ضایعات می باشد .

بسیار سبک و حمل و نقل آن آسان است .

عدم امکان نفوذ اکسیژن به لوله و جلوگری از لجن زدگی و تغییر رنگ آب .

ضریب انبساط طولی بسیار ناچیز .

افت فشار بسیار ناچیز بدلیل هموار بودن سطح داخل لوله .

مقاوم در برابر ضربه و مواد شیمیایی .

مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولی آلومینیوم .

در لوله کشی توکار مطمئن و در نصب روکار زیبا است .

توان تحمل حرارت مداوم .

خوردگی :

امروزه مسائل خوردگی در فلزات در ابعاد وسیعی مورد توجه قرار گرفته است چرا که اصولا اغلب فلزات در طبیعت به صورت سنگ معدن – لیمونیت و گوتیت – و به حالت ترکیب یافت می شوند . لذا کاربرد آن ها مشمول فراگیری های متعدد و در عین حال دشوار و پر هزینه و زمان و سرمایه کلانی را در این خصوص می طلبد . به عبارت دیگر فرآیند خوردگی بازگشت فلز به حالت طبیعی است که از معضلات تکنولوژی بوده و سالیانه ضرر و زیان بسیاری را متوجه صاحبان صنایع می نماید .

بر طبق تحقیقات به عمل آمده هر ساله حدود یک سوم فولاد تولیدی در جهان در اثر خوردگی غیر قابل استفاده می گردد .

خسارات ناشی از خوردگی یک واقعیت اجتناب ناپذیر در زندگی ماشینی امروزی است و در همه جا از فضا گرفته تا روی خاک ، زیر خاک ، در دریاها و تاسیسات و ابزار آلات ساخته دست بشر را مورد تهدید قرار می دهد .

تعاریف خوردگی :

با توجه به تخصص ها و دیدگاه های مختلف تعاریف مختلفی برای خوردگی ارائه شده است که به طور خلاصه بیان می گردد :

خوردگی به فساد مواد ( معمولا آهن ) و تغییر خواص آن گفته می شود که در نتیجه واکنش با محیط حاصل می گردد .

خوردگی اکسیداسیون است .

خوردگی یک حمله شیمیایی به فلز است .

خوردگی پدیده ایست الکتریکی ، بعبارت دیگر الکترولیز است .

خوردگی پدیده ایست الکتروشیمیایی .

خوردگی عبارت است از تخریب اجسامی که از طریقی ، غیر از عمل مکانیکی حاصل می شود .

و تعاریفی دیگر ...

و اما بهترین تعریفی که امروزه مورد قبول همگان است :

خوردگی عملی است شیمیایی یا الکتروشیمیایی که بین فلزات و محیط اطرافشان واقع گشته و موجب فساد و دگرگونی در خواص آنها می شود .

طبق استاندارد ISO – 8044 تعریف بعضی از نظریه های اولیه خوردگی عبارت است از :

برهم کنش فیزیکی و شیمیایی بین فلز و محیط اطراف که نتیجه آن تغییر در خواص فلز است و این اغلب منجر به لطمه به وظیفه فلز ، محیط زیست و یا سیستم های فنی که این ها در آن شرکت دارند می شود .

تبصره : این بر همکنش معمولا دارای طبیعت الکتروشیمیایی است .

خوردگی معمولا در هر محیطی صورت می گیرد و بستگی به آن دارد که با چه مصالحی سرو کار داریم . بیش از 57 نوع خوردگی وجود دارد – حتی اجسام غیر فلزی مانند چوب ، پلاستیک ، سرامیک ، لاستیک ، شیشه ، بتن و غیره نیز خورنده می باشند - اما خوردگی و فساد غیر فلزات به شکل های دیگری ظاهر می شود .

عوامل موثر در واکنش های خوردگی:

واکنش اولیه آهن با اکسیژن در آب خالص منجر به تشکیل هیدروکسید می شود و اگر یکی از عوامل مزبور حضور نداشته باشد خوردگی صورت نخواهد گرفت .

یادآور می شود که در صورت وجود ناخالصی ها یا آلودگی ها مثلا در آب محصولات دیگری ( غیر از هیدروکسید فرو ) نیز پدید خواهند آمد . پدیده زنگ زدن آهن در محیط مرطوب ، پیچیده و با تغییر شرایط اندکی متفاوت است .

زنگ آهن ماده ای متخلل و قهوه ای رنگ است که می توان آنرا اکسید آهن (III) آب دار به شمار آورد

مهمترین عواملی که در واکنش های خوردگی دخالت موثر دارند عبارتند از :

درجه حرارت : افزایش درجه حرارت موجب ازدیاد میزان و سرعت خوردگی می شود . حتی زمانیکه درجه حرارت قسمت های مختلف از قطعه معینی متفاوت باشد . عموما آن قسمت که درجه حرارتش بیشتر باشد نسبت به سایر نقاط آندتر می شود .

اختلاف پتانسیل : در حالیکه فلزات غیر همجنس و متصل به هم در محیط مشترکی قرار گرفته باشند به علت اختلاف پتانسیل موجود بین الکترود ها ( مثلا دو فلز روی و آهن در آب نمک ) فلزی که در جدول سری گالوانیکی بالاتر است آند بوده خورده خواهد شد . و در نتیجه این عمل فلز دیگر را محافظت خواهد نمود .

عملیات حرارتی : در نتیجه اعمال عملیات حرارتی رفتار خوردگی اغلب فلزات و آلیاژها شدیدا متاثر خواهد شد .

شرایط سطحی : شروع و سرعت خوردگی در مورد سطوح صیقلی و تمیز فلزات نسبت به سطوح زبر و خشن و یا سطوحی که دارای فیلم های سطحی بوده و یا دیگر موارد خارجی در آن حضور داشته باشند به شدت تغییر می کند .

سرعت : چون فیلم های اولیه خوردگی به دلیل وجود سائیدگی از بین می رود و سطح فلز لخت و فعال مجددا در معرض خوردگی های بعدی قرار می گیرد از این رو مورد بررسی و توجه می باشد .

تشعشع : در این زمینه تحقیقات کمتری صورت گرفته است اما آزمایشاتی که انجام گرفته روشن نموده که در محیط های حاوی تشعشعات اتمی بر روی فلزات میزان و شدت خوردگی تا حدودی افزایش می یابد .

ناخالصی های محیطی : وجود ناخالصی های مختلف در محیط عامل بسیار مهمی بوده و اثرات گوناگونی بر روی خوردگی می گذارند .

زمان : معمولا پیشرفت خوردگی با زمان افزایش می یابد اما شرایطی وجود دارند که میزان خوردگی نسبت به زمان کاهش می یابد .

تنش : مواد و قطعات در شرایطی که تحت تنش های کششی در معرض محیط های خورنده قرار می گیرند شدیدتر و سریعتر از بین می روند .

فشار : بررسی ها و مطالعات نشان داده که فشار عامل موثری روی واکنش های شیمیایی و اکسیداسیون مواد می باشد .

خواص فلزی : توجه به خواص و مشخصات متالوژی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است . ساختمان بلوری ،مرزدانه ها ، خواص مکانیکی اختصاصی فلزات و آلیاژها روش های ریخته گری ،عملیات حرارتی و ترکیب آلیاژها از عوامل مهم و موثری هستند که مد نظر قرار می گیرند.

مقیاس اندازه گیری های خوردگی:

هنگامی که خوردگی به وقوع می پیوندد وزنی حاصل یا از دست می رود . این وزن در یک واحد سطح و در یک واحد زمانی و اندازه معمولی میلی گرم بر دسی متر مربع در روز است که آنرا با MDD مشخص می کنند . از دست دادن ضخامت فلز را در سال MPY در یک میل در سال نشان می دهند که مناسب ترین واحد جهت میزان خوردگی در طراحی به شمار می آید ( یک میل برابر یک هزارم اینچ می باشد)

واحد های دیگری نیز به کار برده می شوند که به سهولت قابل محاسبه با واحد های دیگر هستند . از جمله :

گرم بر دسی متر مربع در روز – گرم بر سانتی متر مربع در روز – گرم بر اینچ مربع در ساعت – گرم بر متر مربع در ساعت – اینچ در سال (IPY) و میلی متر درسال

چنانچه خوردگی فلز کمتر از IPY 005/0 باشد آنرا جز فلزات مقاوم می شناسند و اگر مقدار خوردگی بین IPY 05/0 تا IPY 005/0 باشد جز فلزات معمولی و چنانچه مقدار خوردگی از IPY 005/0 بیشتر باشد جز دسته فلزات ضعیف در برابر خوردگی محسوب می شود .

مهمترین و معمولی ترین روش های کنترل خوردگی عبارتند از :

حفاظت کاتدی

حفاظت آندی

مواد کند کننده

پوشش ها

انتخاب مواد

طراحی مناسب دستگاه ها

وسایل مورد نیاز در آزمایشات و کنترل خوردگی لوله :

چند نمونه از دستگاه هایی که در آزمایشات خوردگی مورد استفاده قرار می گیرند در زیر به اختصار آمده است . هر چند امروزه دستگاه های الکترونیکی جدیدتری به بازار عرضه گردیده است با وجود این کاربرد همه آن ها مشابه است

ولت متر :

این دستگاه به منظور اندازه گیری ولتاژ بین لوله و الکترو مرجع به کار می رود جهت آزمایش وضعیت خاک ، آب دریا و پتانسیل خط لوله نسبت به زمین به کار می رود که باید با انتخاب صحیح ولتمتر انجام شود .

امروزه ولت مترهایی الکترونیکی موجود است که احتیاج به تنظیم نداشته و به منظور بررسی جریان های سرگردان می توان از آنها استفاده کرد . این ولت مترها دارای مقاومت داخلی زیاد می باشند .

آمپرمتر :

این ستگاه جریان های خروجی آندهای موقت ، ترانس های دائم و آزمایشات لازم جهت میزان کارآیی پوشش را اندازه گیری می کند . به منظور صرفه جویی در وقت از دستگاهی که شامل آمپرمتر و ولتمتر باشد استفاده می شود .

دستگاه اندازه گیری مقاومت خاک :

که به منظور تعیین مقاومت الکتریکی خاک به هنگام طراحی بستر آندی و مسیر خط لوله مورد استفاده قرار می گیرد .

دستگاه میگر:

که به منظور اندازه گیری مقاومت خاک مورد استفاده قرار می گیرد .

دستگاه آزمایش :

به منظور کنترل و جلوگیری از هدر رفتن ولتاژ در انشعابات و منتهی علیه خطوط انتقال که از فلنج عایقی استفاده می گردد به کار می رود .

دستگاه اندازه گیری ضخامت لوله :

این دستگاه الکترونیکی قادر به نشان دادن ضخامت لوله می باشد و توسط آن می توان مقدار خوردگی در لوله و به خصوص در خم ها را مشخص نمود .

اهم متر :

برای اندازه گیری مقاومت و تعیین ضخامت قطع بودن مدارها به کار می رود .

دستگاه عیب یاب پوشش :

با آن نقاط ضعف پوشش لوله که با چشم قابل رویت نیستند مشخص می شود اساس کار آن توسط اختلاف سطح الکتریکی که بر روی قطر پوشش اعمال می گردد و با گذراندن الکترودی بر سطح پوشش می باشد . در صورتیکه نقایصی وجود داشته باشد تخلیه الکتریکی شده و با علامت هشدار دهنده نقاط ضعف مشخص می شود . ولتاژ اعمالی بین 12000-8000 ولت می باشد .

لوله یاب :

محل دقیق عبور لوله را در جایی که مسیر خط لوله مشخص نباشد مشخص می کند .

پیرسون :

قادر است نقاط ضعف پوشش لوله های مدفون در خاک را از سطح زمین مشخص نماید .

سی اسکن :

این دستگاه را می توان تکمیل شده پیرسون دانست . که قادر است محل لوله ، عیب پوشش ، خوردگی لوله و عمق لوله مدفون را مشخص سازد.

دستگاه PCS 2000 :

دستگاه جدید دیگری که می تواند اشکالات لوله های مدفون در خاک را با دقت بیشتری نشان دهد .

آزمایش پتانسیل لوله نسبت به خاک :

این امر به منظور حصول اطمینان از حفاظت کاتدی و جلوگیری از خوردگی لوله نسبت به خاک انجام می گیرد .

جهت تعیین مقادیر اندازه گیری از ولت متر با امبلانس داخلی زیاد ( 10 مگا اهم ) که بین الکترود مرجع و کابل آزمایش که به لوله متصل می گردد استفاده می شود . الکترود مرجع یا نیم پیل از یک میله مسی که در مرکز ظرف حاوی محلول اشباع سولفات مس تشکیل شده است . قسمت تحتانی ظرف متخلخل بوده که ضمن تماس با زمین می تواند جریان الکتریکی را به خوبی هدایت کند .

واکنش کاهش یا افزایش پتانسیل در لوله تحت حفاظت کاندی می تواند در نتیجه یکی از عوامل زیر باشد :

1. جریان های سرگردان
2. اشکال در پوشش
3. تخلیه جریان به یک سازه همجوار فلزی

الکترود های دیگری نیز در شرایط مخصوص مورد استفاده قرار می گیرند که از آنجمله:

1. الکترود هیدروژن که فقط در آزمایشگاه استفاده می شود .
2. الکترود کالومل که اغلب در آب هاب تازه یا آب شور قرار می گیرد .
3. الکترود سرب / کلرید سرب که در مطالعات خوردگی کابل های سربی به کار می رود .
4. الکترود نقره / کلرید نقره که قابل استفاده در آب شور بوده و در اثر تماس با آب دریا فاسد نمی شود .

جریان های سرگردان :

یکی از بدترین نوع خوردگی بر روی فلزاتی که در خاک کار گذاشته می شوند در محل هایی است که جریان های الکتریکی سرگردان وجود دارند . منابع چنین جریان هایی ممکن است سیستم حفاظت کاتدی ، سیستم حمل و نقل برقی ، کارگاه های آبکاری الکتریکی ، وسایل الکتریکی و غیره باشد . از آنجا که مقاومت ویژه خاک ها زیاد است جریان های الکتریکی داخل زمین از طریق فلزات داخل خاک که مقاومت کمی دارند عبور خواهد کرد که نقطه ورودی جریان سرگردان کاتد و نقطه خروجی آن آند ( پیل خوردگی ) خواهد بود .

جریان های اعمالی به یک سیستم حفاظت کاتدی به سهولت به تاسیسات همجوار وارد می گردند به خصوص اگر بستر های آندی به تاسیسات دیگر نزدیک باشد .

در این صورت تاسیساتی که حفاظت کاتدی نمی گردند . در نقطه تخلیه جریان دچار خوردگی می شوند . بدون اغراق می توان گفت خوردگی ناشی از این جریان ها از خوردگی هایی که عوامل محیطی به بار می آورند بیشتر است .

به منظور کاهش تداخل جریان روش هایی را می توان به کار برد از جمله :

1. اتصال خطوط لوله متقاطع به یکدیگر
2. استفاده از آند های فدا شونده در محل تقاطع ( می توان از آهن قراضه نیز استفاده کرد (
3. کاهش دادن مقاومت الکتریکی در محل تقاطع توسط تقویت پوشش نواری
4. استفاده از موانع الکتریکی و همچنین بالا بردن مقاومت الکتریکی

همجواری خطوط انتقال نیرو با خطوط لوله :

مجاورت خطوط لوله با شبکه های برق فشار قوی باعث القا ولتاژ روی خطوط لوله شده و نتیجه سو در حفاظت کاتدی بر جای خواهد گذارد . جریان برق با فرکانس50 هرتز بسیار خطرناک بوده به طوریکه اگر برق 35 ولت را در نظر بگیریم جریان حاصل از آن در شرایطی که بدن خشک باشد 5/3 میلی آمپر خواهد بود کا تاثیر فیزیکی بر روی بدن خواهد داشت اگر خطوط لوله ناچارا با خطوط انتقال برق موازی گردد در شرایط متقاطع هر چند جریان القایی تاثیر بر پوشش نقاط تقاطع خواهد گذارد معهذا اثرات القایی آن ناچیز بوده ، به طوریکه می توان با تقویت پوشش حتی الامکان با ایجاد فاصله تا حدی جبران این نقیضه را نمود .

در مورد همجواری خطوط انتقال نیرو ( زیر زمینی ) با خطوط لوله مسئله القا وجود دارد ولی چندان حاد نمی باشد . زیرا پوشش مسطح کابل تا 80 درصد حوزه مغناطیسی را محدود می سازد که اثرات القایی خطوط زیر زمینی بر خطوط لوله ناچیز خواهد بود.

به منظور رهایی از جریان های القایی حاصل از هجواری خطوط انتقال نیرو با خطوط لوله می توان از وسیله ای استفاده نمود که در آزمایشات نتایج مطلوبی از آن به دست آمده است این وسایل همانند یک خازن عمل می کنند . با به کارگیری آن می توان جریان های القایی را حذف نمود .

کند کننده ها :

این مواد که اصولا شیمیایی هستند ، قادرند واکنش های خوردگی را کند یا متوقف سازند که به صورت آندی و یا کاتدی عمل می کند . کند کننده های آندی از حساسیت خاصی برخوردارند به طوریکه اگر به مقدار کافی به کار نروند موجب تشدید خوردگی موضعی بر روی فلز خواهند گشت . کند کننده های کاتدی هر چند تاثیر آن ها مورد رضایت کامل نیست ولی در صورت کم بودن تولید خطری برای دستگاه نخواهد کرد .

این مواد به دو دسته تقسیم می شوند :

1. دسته ای که به مایع درون لوله اضافه گشته و گازها را کنترل می کنند .
2. دسته ای که فیلمی محافظ بر روی سطح فلز ایجاد نموده و از نفوذ مواد خورنده جلوگیری می نمایند .

به عنوان مثال سولفیت سدیم اکسیژن را جذب و به سولفات تبدیل می گردد و خطری را متوجه دستگاه نخواهد ساخت :

گاهی به کمک مواد محلول در آب نظیر بیکربنات ها عمل ممانعت بهتر انجام می گیرد و برای بازده بهتر در پیشگیری از خوردگی به آب افزوده می شوند . البته اگر سرعت آب خیلی زیاد باشد این ممانعت کننده ها را بی اثر می کند و وقتی که سرعت آب کم باشد رسوبات ناشی از مواد جامد معلق تشکیل پیل خوردگی موضعی را داده و باعث افزایش خوردگی خواهند شد .

مواد روغنی با آب خوردگی را کاهش می دهند مانند ضد یخ ( اتیلن گلیکول) که در رادیاتور اتومبیل می ریزند . گاهی از کند کننده های اکسیدان نیز استفاده می گردد و برای جلوگیری از خوردگی در رادیاتور نیترات سدیم به میزان 5% و نیتریت سدیم 5% به گلیکول می افزایند .

بعضی از کند کننده ها نظیر براکس محیط های اسیدی را قلیایی می سازند و در سیستم های خنک کننده آب یک طرفه از موادی نظیر پلی فسفات و آهک برای کند کنندگی استفاده می شود .

1. آب خورنده مشخصات خاصی دارد که عبارتند از :
2. حاوی اکسیژن و گازهای محلول است .
3. حاوی اجسام محلول یا معلق می باشد .
4. قلیایی یا اسیدی است .
5. دارای سرعت و حرارت است .
6. فعالیت میکروب ها در آن صورت می گیرد .

PH آب را می توان با افزودن سود ( 5/9-5/7)تنظیم نمود . گاهی پلی فسفات ها و کرومات ها را می توان همراه به کار برد که نتیجه مطلوب تری خواهد داشت و خطری متوجه فلز نمی شود .

اگر آهن در آبی که محتوی نمک طعام و به میزان محاسبه شده ای کرومات سدیم باشد بتدریج در مقابل خوردگی مصون می ماند زیرا کرومات با محصولات فرو حاصل از زنگ زدن آهن ترکیب می شود ؛ کرومات سدیم را به محصولات فریک که خاصیت پوششی دارند تبدیل می کند .

مواد کند کننده ممکن است به قلیایی ، خنثی ، قابل حل ، آلی و غیر آلی تقسیم بندی شوند . موادی که با قطع جریان عواملی مانند اکسیژن واکنش های کاتدی سطح فلز را متوقف می نمایند کند کننده کاتدی نامیده می شوند در اثر فعل و انفعالات کاتدی رسوب یک قشر هیدروکسید در نواحی کاتدی سطح فلز را در بر می گیرد .

اگر فولاد زنگ نزن دارای مقاومت زیاد است به علت ورود قشر اکسیدی است که در سطح فلز همیشه مجود است . در صورت صدمه دیدن این قشر خوردگی در آن قسمت تشدید خواهد شد .

کند کننده های عمومی : که تشکیل قشر محافظ بر روی سطح تمام فلز چه آندی و چه کاتدی داده و فلز را تحت حفاظت قرار می دهند .

کرومات روی : کند کننده خوردگی فولاد حاوی کربن زیاد در آب است . در دستگاه های آب گرم در گردش ( شوفاژ مرکزی ساختمان ها ) به غلظت 1/0 درصد به کار می رود .

سیکلو هگزیل آمین: کند کننده خوردگی لوله های گاز طبیعی و مواد نفتی و فرآورده های مشتق آن است که در لوله های فولادی جریان دارد .

آمینو اتیلن : کند کننده خوردگی فلزات سیاه ( فولاد های معمولی ) در گاز طبیعی است و برای حفاظت لوله به غلظت 1/0 درصد بکار می رود .

بوتیل کرومات]: کند کننده خورندگی فولاد ، منیزیم ؛ مس و آلیاژهای آنهاست .

مورفولین : در دستگاه های تقطیر آب و تولید بخار در نیروگاه های فشار قوی و جهت تنظیم PH به آب تزریق می شود و مخلوط آن با هیدرازین موثر است . همچنین برای کاستن خوردگی لوله های گاز طبیعی مصرف می گردد .

بوتیل فسفات : کند کننده خوردگی آهن ، مس ، روی ، در بنزین و از این قبیل با اکتان بالا به غلظت 12-1 کیلوگرم در 1000 لیتر بنزین استفاده می گردد .

نتیجه اینکه کند کننده ای شیمیایی با برخورد با مکانیسم خوردگی آن را کند و یا متوقف می سازند . در قسمت پیوست ممانعت کننده هایی که در بعضی سیستم ها به کار می روند آورده شده است .

آلیاژها :

با استفاده از آلیاژها می توان مقاومت فلزات را تا چند برابر در محیط های خورنده و با درجه حرارت های بالا افزایش داد .

از 80 نوع فلز شناخته شده تاکنون بیش از 40 هزار نوع آلیاژ با خواص مختلف به دست آمده است . اگر آلیاژی را آلیاژ آهنی بنامند به معنی این است که فلز اصلی آهن است . از آلیاژهای مهم آهن ، آلیاژ آهن و کروم است که 9 – 4 درصد آن کروم بوده و در ساخت دستگاه ها تصفیه نفت به کار می رود و با 30 – 9 درصد کروم در ساخت قطعات کوره ها و مشعل مورد استفاده قرار می گیرند . کروم مقاومت آهن را در برابر درجه حرارت زیاد می کند . یکی از مهمترین فولاد های ضد زنگ فولاد 18 درصد و 8 درصد نیکل می باشد .

مرغوبیت فولاد زنگ نزن از نوع 316 به علت داشتن مولیبدن است .

گاهی غیر از کروم و نیکل سیلیسیم را نیز برای افزایش مقاومت در ترکیب فلز بکار می برند که سوپاپ های موتور های احتراق از آنجمله اند . هرچه مقدار کرو زیادتر شود سخت تر و مقاومت آن در برابر خوردگی بیشتر می شود اما بیش از 15 درصد کروم و فولاد را شکننده تر می سازد.

ورشاب آلیاژی ایت از مس ، نیکل و وری که در وسایل تزئین خانگی استفاده می شود و برنج قرمز که آلیاژی است از روی و مس که در صنعت استفاده فراوان دارد .

پوشش و روش اعمال آن ها :

پوشش ها و لایه های محافظ به منظور های مختلفی انجام می گیرند که بیشترین هدف جداسازی فلز از محیط های اطراف است باید خاطرنشان ساخت که پوشش صددر صد وجو ندارد چنانچه نقطه ای از پوشش صدمه ببیند می توان آن را مجددا پوشش داد ولی هیچگاه مرغوبیت پوشش اولیه را نخواهد داشت . قبل از پوشاندن سطح فلز تمیز کردن آن یک امر اساسی است که از کواد پاک کننده قلیایی و یا عملیات ساچمه زنی و شن پاشی یا گاهی از وسایل مانند برس سیمی نیز بدین منظور استفاده می گردد .

پوشش ها عموما به فلزی و غیر فلزی تقسیم می گردند :

پوشش های فلزی :

فلز پایه با فلزاتی چون مس ، کادیم ، قلع ، سرب و آلومنیوم و غیره پوشانده می شود .

عمل پوشش به منظور حفاظت به چند طریق صورت می گیرد :

1. با قرار دادن فلز پایه در درون فلز مذاب
2. از طریق الکترولیز ( مانند سپر اتومبیل ها)
3. گردپاشی : فلز پوشاننده به صورت مذاب و به شکل گرد یا پودر بر جسم مورد نظر پاشیده می شود .
4. با حرارت دادن فلز پایه تا درجه حرارت بالا و غلطانیدن آن بر روی گرد فلز پوشاننده .
5. با قرار دادن فلز اصلی در مجاورت بخار پز پوشاننده

پوشش های فلزی در برابر آسیب ها مقاومند و در مقابل حرارت و نور و آب و اکسید شدن حساسیت کمتری دارند . تغییری نیز در خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی فلز به وجود نمی آورند .

در هر صورت دارای خلل و فرج هایی خواهد بود که موجب خوردگی در سطح فلز خواهد شد و در صورتیکه یکبار خورده شود برخلاف پوشش های آلی قابل ترمیم نمی باشد .

پوشش های مسی : فلزات که تحت تاثیر گازهای ازت و کربن باشند را می توان با مس پوشاند چرا که این گازها بر روی مس اثر ندارند .

پوشش کادیم : با توجه به شفافیت این فلز و مقاومت آن در برابر حملات جوی پوششی مناسب بر روی فلزات می باشند . این فلز قادر است آلومنیوم و آلیاژهای آن را به طور کاتدی محافت نماید

پوشش قلع : کاربرد زیادی در صنایع غذایی دارد زیرا اسیدهای میوه روی قلع اثر نمی کنند و مواد غذایی برای مدت بیشتری محفوظ می مانند . به این نوع آهن یا فولاد که با قلع پوشیده شده است حلبی می گویند چون موقعیت آهن در سری الکتروشیمیایی بالاتر از قلع است با پیدایش خراش روی آن با سرعت قابل ملاحظه ای زنگ می زند زیرا آهن نسبت به قلع آند است و خورده می شود .

پوشش گالوانیزه : هنگامی که لایه ای از روی ( یا آلومنیوم ) بر سطح آهن قرار گیرد آن را آهن گالوانیزه گویند .

پوشش سرب : سرب دارای خاصیت چکش خواری زیاد بوده و یکی از مقاوم ترین فلزات در برابر خوردگی به شمار می آید ولی با توجه به سمی بودن آن توصیه به عدم استفاده از آن به عنوان ظروف غذایی می شود . استفاده از آن به منظور حفاظت لوله های فولادی زیاد بوده و گاهی جهت عمل بهتر و چسبندگی بیشتر از همبستگی آن با قلع نیز استفاده می شود .

پوشش آلومنیوم : آلومنیوم از فولاد به طور کاتدی حفاظت به عمل می آورد و مقاومت آن در شرایط جوی دو برابر روی می باشد و به عنوان پوشش مناسبی برای لوله های فولادی می باشد این فلز در محلول های الکترولیت به سرعت کند گردیده و غیر فعال می شود زیرا یک فیلم نازک اسید آلومنیوم روی فلز را می پوشاد که فقط این پوشش در ترکیب با یون کلر حساس بوده و در محیط های قلیایی نیز حل می شود .

پوشش های غیر فلزی :

پوشش سیمانی : ضریب انبساط حرارتی سیمان با فولاد تقریبا برابر است و اگر به آن ضربه مکانیکی جاصل نیاید مقاومت آن بیش لز 50 سال است .

پوشش شیشه ای : شیشه را به عنوان لعابی جهت مقاومت بیشتر به کار می برند به عنوان مثال در اگزوز هواپیما که خوردگی در آن در اثر حرارت زیاد و سوخت زیاد است . این پوشش به صورت مذاب بر روی فلز قرار می گیرد .

پوشش های فسفاته :

که در ایران بدان کمتر توجه شده است که ایجاد پوششی بر روی سطح فولاد یا آهن توسط محلولی از اسید فسفریک رقیق و سایر مواد شیمیایی می کند .

سطح فلز در اثر تماس با این مواد لایه ای محافظ از کریستال های فسفات غیر محلول تبدیل می شود .

انواع پوشش های فسفاته :

پوشش فسفاته روی :

این پوشش ها ممکن است با کریستال های درشت و یا با پوشش سبک و نازک با کریستال های ریز باشد . رنگ آن از خاکستری روشن تا تیره متغیر است که باعث پایداری رنگ یا روغن ، افزایش مقاومت در برابر سایش و رنگ زدگی می شد . نمونه آن در بدنه شمع ، مهره چرخ اتومبیل ، اشپیل ( پین) پیستون دیده می شود .

پوشش فسفاته آهن :

امروزه به صورت کریستال های ریز و رنگ آبی یا قهوه ای مایل به آبی هستند که کاربرد اصلی آن ها پایداری رنگ می باشد .

پوشش فسفات منگنز :

باعث ایجاد مقاومت در برابر سائیدگی خوردگی می گردد رنگ آن سیاه یا سیاه مایل به قهوه ای است و در محل هایی که اصطکاک وجود داشته باشد به کار می رود مانند موتورهای درون سوز .

پوشش های حفاظتی خط لوله

لوله هایی که در خاک هستند معمولا دارای پوشش هایی هستند که به نحوی تماس فلز را با خاک قطع نموده و به عنوان عایق الکتریکی عمل می کنند . یک پوشش خوب باید داری شرایط زیر باشد :

1. بدن منفذ باشد و به خوبی به لوله بچسبد .
2. رطوبت ناپذیر باشد .
3. نسبت به واکنش های شیمیایی درون خاک بی اثر باشد .
4. نسبت به تنش های خاک مقاوم باشد
5. مقاومت الکتریکی آن زیاد باشد .

http://samankarimi60.vcp.ir