خوردگی را به چند بیان می توان تعریف نمود:
(1) از بین رفتن یا پوسیدن یک ماده در اثر انجام واکنش با محیطش
(2) از بین رفتن مواد در اثر عواملی که صددرصد مکانیکی نیستند
(3) عکس متالوژی استخراجی(1)
آشنایی با آب و ناخالصی های آن
Introduction To Water And to Impurities
آب از آغاز زمان طبیعت و انسان حیاتی بوده است، چرخه اصلی تبدیل آب به بخار، مایع شدن و ریزش آن بصورت باران و جاری شدن در سطح زمین، بر زندگی حیوانات و گیاهان حکومت می کند. این آب هیچگاه خالص نیست و ناخالصی های آن مساله مورد نظر در امر تصفیه و بهبودسازی آبهای صنعتی است. آب تقریباً 70 درصد سطح زمین را می پوشاند که قسمت عمده آن در دریاها و بقیه در رودخانه ها، دریاچه ها و منابع آب آشامیدنی و مواد معدنی می باشند و بطور روزافزونی نیز مورد توجه کارشناسان حفاطت محیط زیست قرار می گیرند.
همچنان که آب چرخه خود را طی می کند، ناخالصی ها را با خود برداشته و حمل می نماید که این ناخالصی ها نشان دهنده ترکیبات موجود در هوا و در پوسته زمین می باشند.
آب باران می تواند قبل از رسیدن به زمین، گازهای موجود در هوا را در خود حمل و مواد محلول و غیر محلول آنرا در خود جذب کند. این آب ممکن است بوسیله اکسیژن محلول، اشباع شده و همچنین حاوی دی اکسید کرین[1] باشد و توسط گازهای صنعتی نظیر گوگرد و اکسیدهای ازت آلوده شده باشد، آب باران ممکن است دارای مواد آلی صنعتی که هوا را آلوده کرده اند و یا مواد آلی حاصله از نباتات باشد.
بسیاری از ترکیبات موجود در سطح زمین می توانند در اثر ریزش آب بر روی آنها یا عبور آب از آنها در آب حل شوند. در جدول (1-1)، هشت عنصر اول شکل ترکیبات گوناگون 62/98 درصد از ترکیبات زمین را تشکیل می دهند. نتایج آزمایش داده شده در جدول مزبور میانگین آنالیزهای مختلف می باشد. در هر مورد بخصوص، ممکن است که ترکیب هوا تشکیل دهنده نمونه بعلت وجود رسوبات متراکم
سنگ آهک، مگنزیت[2] سنگ آهن، گچ[3]، گوگرد و سایر ترکیبات با آنچه در جدول داده شده است تفاوت داشته باشد. میزان سنگ آهک، ماگنزیت و دولومیت[4] (کربنات مضاعف کلسم و منیزیم) قابل حل در آب به غلظت دی اکسید کربن در آب وابسته است زیرا که ترکیبات مزبور فقط به میزان جزئی در آب قابل حل می باشد.
متداولترین مواد معدنی محلول که در آبهای صنعتی موجود است عبارتند از :
قابلیت حل ، ترکیبات فوق در آب زیاد یا متوسط است، باستثنای سیلیس که فقط به مقدار جزئی در آب حل می شود.
اکسید آهن و اکسید منگنز موجود در زیر زمین از طریق انجام واکنش بادی اکسیدکربن و تشکیل املاح بیکربنات
آنها قابل حل در آب می گردند. ذیلا یک وکنش نمونه برای اکسید آهن نشان داده شده است
آبهای سطحی معمولا از اکسیژن اشباع بوده و دارای دی اکسیدکربن با غلظت کمی می باشند زیرا با هوا که دارای99/20 درصد اکسیژن و مقدار متوسط 03/0 درصد دی اکسید کربن استدر حال تعادل می باشند.
برخلاف آبهای سطحی، آبهای زیر زمینی ممکن است مقدایر قابل توجهی از گازهای دی اکسید کرین، متان[5] وسولفید هیدروژن[6] که از تجزیه مواد آلی حاصل می شوند در خود داشته باشند. ممکن است غلظت دی اکسیدکربن آنچنان زیاد باشد که وقتی آب از زمین خارج شد بصورت جوشان در آید. حضور سولفید هیدروژن درآب باعث ایجاد بوی تخم مرغ گندیده می شود.
اسیدهای آلی محلول در آب نظیراسید هیومیک[7] اغلب با غلظت های زیاد در آب مرداب ها و آبهائی که از چنین جاهائی گرفته شده است وجود دارند و اغلب زمینهای پوشیده از گیاه، آبهای جاری تا حدودی دارای چنین موادی هستند. سایر مواد آلی محلول در آب از فضولات انسان و حیوانات از تجزیه آنها، پساب های صنعتی ومواد حشره کش و قارچ کش مورد مصرف در کشاورزی حاصل می گردد.
آبهای زیرزمینی عمدتا شامل حداقل مقدار مواد معلق می باشند زیرا که آب هنگام فرو رفتن به زمین و عبور از خلل و فرج آن تصفیه می شود. بطورکلی، غلظت ناخالصی های آلی در آبهای زیرزمینی در هر منطقه بخصوص، باستثنای چاههای کم عمق، عمدتا مقدار ثابتی است غلظت ناخالصی ها در آبهای سطحی نقاط مختلف ممکن است کاملا متفاوت باشد.( جدول 2-1) نشان دهنده مقایسه بین غلظت ناخالصی هائی است که عمدتا در آبهای سطحی و آبهای زیر زمینی یافت می شوند.
مشکلات آب صنعتی
Indurtrial water problems
کیفیت مطلوب برای آبهای صنعتی کاملا به کاربردن آن بستگی دارد. برای تولید بخار در دیگهای بخار با فشار بالا آب با خلوص خیلی زیاد مورد نیاز است در حالیکه برجهای خنک کننده باسیستم مدار باز از آب جبرانی با ناخالصی زیاد هم می توانند استفاده نمایند. ناخالصی های آب که در این فصل مورد بحث قرار گرفته است می توانند موجب مسائل عملیاتی مهمی گردند. مسائل مزبور از تشکیل رسوب، خوردگی فلزات، ایجاد کف در سیستم تولید بخار، آلودگی های میکروبی وفاسد شدن تدریجی نرده های چوبی در برج های خنک کننده ناشی می گردد.
آسیبی که توسط این رسوبات به مجموعه مورد ذکر وارد خواهد گردید مورد بحث قرار می گیرد. مراتب طراحی و پارامترهای عملیاتی در همین رابطه مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. در نهایت روشهای متداول و جدید که همراه با استفاده از مواد شیمیائی جدیدتر و مؤثرتر نظیر آنتی فولنت ها می باشد بررسی و مطالعه خواهد گردید.
رسوباتی که در آب تشکیل می گردد
water Formed Deposits
یک برنامه کنترل رسوب ضعیف ممکن است به مشکلات عملیاتی مهم، هزینه های جاری و سرمایه ای قابل ملاحظه برای کارخانه منجر شود. تجمع رسوبات در سیستم های توزیع آب باعث تقلیل سطح مقطع جریان می گردد ودر سطوح انتقال حرارت بعوان یک لایه عایق عمل منی کند. هر دو عامل مزور در کاهش میزان انتقال حرارت دخالت داند. در مثال اول آب به مقدار کافی به مبدل حرارتی نرسیده و از رسیدن آن به ظرفیت طراحی جلوگیری می نماید. این وضعیت با طراحی مبدلهائی با ظرفیت تبادل حرارتی زیاد، که انعطاف پذیری اندکی در برابر فولینگ دارند مغایرت خواهد داشت.و نتیجه نهائی عبارت از کاهش راندمان خنک سازی خواهد بود که بصورت بالا رفتن دما در جریانهای خنک کننده ظاهر خواهد شد.
عامل اخیر ممکن است پی آمدهای متعددی در عملیات واحدهای صنعتی داشته باشد. بعضی کارخانه ها ، می توانند در برخی از مبدلهای حرارتی خود درجه حرارت بالاتری را در جهت فرایند تحمل کنند، مخصوصا اگر درجه حرارت مزبور با آنچه که مورد نظر طراح بوده است چندان متفاوت نباشد، گرچه، در اکثر واحدهای صنعتی، کاهش میزان انتقال حرارت تأثیر نامطلوب ببار می آورد. درجات حرارت بالا در سمت محصول ممکن است باعث تغییراتی در قسمت های پائین دستی گردیده و موجب تولید محصولاتی با کیفیت پائین تر یا کاهش میزان تولید و یا باعث خواباندن دستگاه به منظور تمیز کردن آن شود. همه اینها برای یک واحد صنعتی به مفهوم هزینه های بالاتر عملیاتی و اتلاف سرمایه می باشد.
کاهش سختی یا نرم سازی توسط آب آهک
Lime Softening
کاهش سختی بوسیله آب آهک در درجه حرارت محیط (فرآیند نرم سازی سرد) اغلب بعنوان یک مرحله مافوق عمل زلال سازی معمولی محسوب می گردد زیرا که در این فرایند از مواد جامد محلول نیز کاسته می شود. افزودن آب آهک باعث کاهش مقدار بیکربنات کلسیم از طریق رسوب دادن آن به شکل کربنات کلسیم می گردد. وقتی که رسوب تشکیل می شود عمل زلال سازی نیز انجام می گردد.
به منظور انجام صحیح کار ضروری است که همواره نیاز به یک ماده لخته کننده بررسی شود تا از کیفیت بهینه آب عمل آورده شده اطمینان حاصل گردد. ممکن است یک ماده لخته کننده برای رسوب دادن ناخالصی های آب خام یا جهت ته نشین کردن رسوبات ریزتر که در فرآیند تشکیل شده است مورد نیاز باشد.
همچنین افزودن آب آهک می تواند قلیائیت با منشأ منیزیم را از بین ببرد. افزودن این مده باعث تشکیل ئیدروکسید منیزیم و کربنات کلسیم می شود. واکنش های اصلی بترتیب زیر می باشد :
واکنش های مزبور نشان میدهند که دو برابر مقدار آهکی که برای کاهش سختی کلسیم مورد نیاز است برای کاهش سختی منیزیم مصرف می گردد. در هر یک از موارد مزبور دی اکسید کربن آزاد با آب آهک ترکیب شده کربنات کلسیم غیر محلول را بوجود می آورد.
شامل 144 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله نقش آب و خوردگی در صنایع
