مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده

مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده به دليل گرد آمدن عوامل اصلي مانند وجود محيط تر به واسطه حضور آب كه لازمه و مقدمه تشكيل الكتروليت ميباشد و استفاده از فلزات مختلف با پتانسيل هاي متفاوت در نقاط گوناگون سيستم خنك كننده از جمله مبدل ها، لوله ها و … كه مكان مناسبي براي بروز واكنش هاي الكتروشيميايي (اكسيداسيون و احيا) و تشكيل آند و كاتد مي باشد شرايط تشكيل يك پيل الكترو شيميايي و خوردگي را در سيستم خنك كننده را فراهم مي سازد. قبلا در مطلب خوردگي در برج خنك كننده به توضيح كلي اين پديده پرداختيم ولي در اين مطلب به بررسي دقيق مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده مي پردازيم.

بررسي مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده

همانطور كه اشاره شد آب به عنوان الكتروليت و وجود فلزات مختلف در نقاط گوناگون سيستم خنك كننده شرايط تشكيل يك پيل الكتريكي را مهيا كرده و موجب بروز خوردگي مي شود. از طرفي ورود اكسيژن، گازهاي سولفور, ميكرو ارگانيسم ها و گردو غبار از طريق هوا و دماي بالاي آب چرخشي و تغييرات PH نيز به نوبه ي خود به خوردگي دامن زده و منجر به تشديد آن مي گردد. اساسا، دونوع واكنش هاي اكسيداسيون و احيا و مهاجرت الكترونها از آند كه محل توليد الكترون طي واكنش اكسيداسيون مي باشد به كاتد كه محل مصرف اين الكترون ها مي باشد علت اصلي وقوع پديده ي خوردگي است. از طرفي آب و يا رطوبت هوا نيز بستر لازم را جهت حركت يون هاي مثبت و منفي فراهم منمايد و حلقه ي تشكيل مكانيزم خوردگي را تكميل مي كند.

واكنش آندي باعث بروز پديده ي يونيزاسيون و كنده شدن اتم هاي فلز از سطح فلز مي شود با توجه به فراهم بودن شرايط  لازم جهت بروز پديده خوردگي در سيستم هاي خنك كننده، اين پديده به اشكال مختلف مانند خوردگي شياري، حفره اي و غيره اتفاق مي افتد. خوردگي حفره اي در زير لايه هاي رسوبي تشكيل شده در سطح فلز صورت مي گيرد. به دليل غلظت كم اكسيژن در زير اين لايه، يك آند مخلي تشكيل مي شود و در محيط اطراف آن چون غلظت اكسيژن بيشتر است، يك كاتد محلي تشكيل مي گردد. بنابر اين فلز توسط اين نوعي از مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده كه به آن خوردگي حفره اي مي گويند، مورد حمله قرار مي گيرد. خوردگي شياري در شكاف ها و مناطق مرده اي كه در آنها آب جريان ندارد اتفاق مي افتد. حال ببينيم چگونه مي توان از انواع مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده جلوگيري نمود.

از آنجاييكه براي انجام پديده ي خوردگي سه عامل اصلي ,آند , كاتد و الكتروليت مورد نياز است اگر هركدام از اين عوامل به طريقي حذف شود خوردگي تشكيل نخواهد شد. بازدارنده هاي خوردگي، نيز مطابق با اين مكانيزم عمل مي كنند. اين بازدارنده ها، مواد شيميايي هستند كه با تشكيل يك لايه نازك كه اصطلاحا  “لايه ي محافظ”  ناميده مي شود بر سطح آند و يا كاتد فرآيند خوردگي را كاهش داده و يا متوقف مي نمايند.

وجود محيط تر به واسطه حضور آب كه همان الكتروليت ميباشد، استفاده از فلزات مختلف با پتانسيل هاي متفاوت در نقاط گوناگون سيستم خنك كننده از جمله مبدل ها، لوله ها و … كه مكان مناسبي براي بروز واكنش هاي الكتروشيميايي (اكسيداسيون و احيا) و تشكيل آند و كاتد مي باشد شرايط تشكيل يك پيل الكترو شيميايي و تكميل مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده را فراهم مي سازد.

بازدارنده هاي خوردگي به دو دسته ي آندي و كاتدي تقسيم بندي مي شوند. بازدارنده هاي كاتدي، يك لايه محافظ بر روي سطح كاتد تشكيل داده و مانع از رسيدن اكسيژن محلول در آب به سطح فلز مي شوند. بازدارنده هاي آندي يك لايه محافظ بر روي سطح آند تشكيل مي دهند و از اين طريق واكنش هاي خوردگي كاهش مي يابد.

انتخاب يك بازدارنده ي مناسب بستگي به پارامترهاي طراحي سيستم خنك كننده و تركيبات آب دارد و همچنين نوع فلزات به كار رفته در سيستم، شرايط تنش وارد بر سيستم، تميز كاري و سرعت آب، همگي بر انتخاب يك بازدارنده مناسب، تاثير گذار است. عوامل ديگري كه بايستي در نظر گرفته شود شامل حد شاخص مورد نياز براي آب ، PH ، اكسيژن محلول ، نمك ها و تركيبات معلق در آب مي باشد. حال، در ابتدا با مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده آشنا شده و در ادامه به شرح بيشتر آن ميپردازيم.

روابط شيميايي مكانيزم خوردگي در برج خنك كننده

زماني كه فلز در تماس با آب قرار مي گيرد, به دليل يكنواخت نبودن تركيبات موجود در فلز, نقاط كوچكي با پتانسيل الكتريكي كمتر (آندهاي محلي) و تعداد نقاط زيادي با پتانسيل بيشتر (كاتد هاي محلي) بر روي سطح آن تشكيل مي شود و سپس واكنش هاي الكتروشيميايي شكل ميگيرد.

زماني كه سطح فلز با آب كه شامل اكسيژن محلول است تماس پيدا مي كند واكنش هاي فوق انجام مي شود. زماني كه رسوبات لجني كه اغلب متشكل از ميكرو ارگانيسم ها مي باشد به سطح فلز مي چسبد يك شرايط هوازي در زير رسوبات ايجاد مي شود و باكتري احيا كننده سولفات رشد پيدا مي كند. سپس واكنش خوردگي در بعضي نواحي به دليل توليد سولفيد هيدروژن پيشرفت پيدا مي كند. جهت مطالعه ببشتر به مطلب ” كنترل PH آب برج خنك كننده ” مراجعه فرماييد.

http://badrantahvie.com/corrosion-mechanism-in-cooling-tower/