لوله مسی نقش برجسته در طراحی و اجرای بسیاری از سیستم‌های صنعتی دارند. از این لوله‌ها برای عبور گاز کلر در سیستم‌های کلرزنی آب شرب حین فرآیند تصفیه نیز استفاده می‌شود.
اما در خلال فعالیت کلرزنی با مشکلات جدی مانند خوردگی لوله های مسی مواجه هستیم. به شکلی که تخریب و انسداد ناشی از خوردگی لوله های مسی حاوی گاز کلر بسیار متداول است و عملاً در فعالیت کلرزنی به جهت ضدعفونی کردن و پاک‌سازی آب شرب تأثیرگذار است.
خوردگی لوله های مسی در سیستم کلرزنی خسارت پیچیده و هزینه برداری است. خصوصاً که عملاً باعث اختلال در جریان مناسب فعالیت پاک‌سازی آب شرب می‌شود. قاعدتاً بررسی علت خوردگی لوله های مسی حاوی گاز کلر در مواجه شدن با این مشکل بهترین راهکار است. در این مقاله از تیم کارشناسی مس باران به بررسی علت انسداد لوله های مسی حاوی گاز کلر در سیستم‌های تصفیه آب و جریان فعالیت‌های کلرزنی می‌پردازیم.
چرا لوله های مسی حاوی گاز کلر مسدود می‌شوند؟
رایج‌ترین مشکل در جریان پروسه کلرزنی آب شرب انسداد لوله های مسی است. اول آنکه بهره‌مندی از لوله های مسی بهترین متریال برای انتقال گاز کلر است. زیرا گاز کلر تنها در حین عبور از لوله‌ها با جداره‌های مسی فاز گازی خود با قابلیت اثرپذیری کامل را دارد. اما همین لوله های مسی در حین فعالیت جابجایی گاز کلر به کرات مسدود می‌شوند.
برای بررسی علت انسداد لوله های مسی حاوی گاز کلر آزمایش‌های متعدد تحقیقاتی به روش‌های پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شده است. در تمامی این آزمایش‌ها نتایج مشخصی حاصل شده که خوردگی فلز مس دلیل اصلی انسداد لوله های مسی حاوی گاز کلر است. این خوردگی به شکل لکه‌هایی پوسته شده است که تحت تأثیر جریان گاز کلر از بدنه مسی لوله جدا شده و منجر به انسداد خواهد شد.
پیشنهاد ویژه: خرید لوله مسی شاخه ای
علت خوردگی لوله های مسی حاوی گاز کلر چیست؟
این خوردگی به علت وجود ناخواسته حجم اندکی رطوبت در فضای داخلی لوله های مسی است. توجه کنید که از این لوله های مسی برای عبور گاز کلر در تکمیل سیستم کلرزنی آب شرب و ضدعفونی سازی محیط استفاده می‌شود. قاعدتاً همواره احتمال نفوذ رطوبت به فضای داخلی لوله های مسی وجود دارد.
از نگاه عملیاتی برای بهره‌برداری از سیستم‌های کلرزنی استانداردهایی به جهت سرویس مناسب بخش‌های فنی خصوصاً لوله های مسی تدوین شده است. انجام این سرویس‌ها به خشک شدن کامل و خروج تمامی رطوبت از فضای داخلی لوله های مسی می‌انجامد.
اما وجود هر مقدار رطوبت ناخواسته در داخل لوله های مسی مستعد واکنش شیمیایی قدرتمند گاز کلر است که در ادامه فلز مسی جداره‌ی داخلی لوله را تحت تأثیر قرار داده و تخریبی به شکل خوردگی سنگین مس اتفاق می افتد. هر اندازه حضور رطوبت در داخل لوله های مسی بیشتر باشد و یا در مدت زمان طولانی‌تر باقی بماند، دامنه‌ی خوردگی مس نیز تشدید شده و عملاً به انسداد کامل لوله می‌انجامد. اما چرا واکنش شیمیایی رطوبت (آب) یا گاز کلر تأثیر در فرسایش مس دارد؟
پیشنهاد ویژه: خرید عایق لوله مسی کولر گازی
تأثیر واکنش شیمیایی گاز کلر در خوردگی لوله های مسی
تا زمانی که مجرای داخل لوله های مسی حین فرایند کلرزنی کاملاً خشک است، گاز کلر بدون هیچ واکنش پذیری شیمیایی به راحتی عبور می‌کند. اما وجود رطوبت باعث ایجاد زنجیره‌ی واکنش‌های شیمیایی و تولید اسید هیدروکلریک می‌شود. این اسید بسته به مقدار رطوبت حجم ناچیزی است اما قدرت واکنش پذیری بالایی دارد.
حضور اسید هیدروکلریک پس از واکنش زنجیره‌ای رطوبت با گاز کلر به تشکیل الکترولیت خورنده می‌انجامد. الکترولیت ایجاد شده میان اسید هیدروکلریک با فلز مس منجر به ایجاد ترکیبی شیمیایی با عنوان پاراتاکامیت (CU2(OH)3CL) می‌شود.
این ترکیب جدید ایجاد شده بر پایه مس منجر به تولید بافت متخلخل در جداره لوله خواهد شد. در واقع ترکیب شیمیایی پاراتاکامیت یک ترکیب حجیم شونده است و حضور آن به جداره داخلی لوله مس فشار آورده و تحت تأثیر جریان پیوسته گاز کلر منجر به پیدایش حفره‌ها و بافت متخلخل جداره مسی می‌شود. لذا عملاً خوردگی لوله‌های مس اتفاق افتاده است که در ادامه منجر به تخریب بافت لوله، کنده شدن خوردگی‌ها و انسداد لوله و حتی نشتی گاز کلر خواهد شد.
آنچه مسلم است حضور حتی مقدار اندک رطوبت منجر به پیدا شدن مقدار کمی اسید هیدروکلریک شده که به راحتی مستعد ایجاد زنجیره‌ی تخریب و فرسایش رونده است.
در واقع جداره لوله مسی نمی‌تواند در مقابل افزایش حجم ترکیبات پاراتاکامیت پس از واکنش اسید هیدروکلریک مقاومت کند. تخلخل پس از خوردگی منجر به ایجاد ترک خواهد شد که به رشد سریع لایه خوردگی در بخش داخلی جداره لوله های مسی کمک می‌کند. تجمع این خوردگی‌ها در بافت اسفنجی شده غیر قابل کنترل است و در نهایت به جدا شدن قطعات و تجمع پیوسته بخش‌هایی رسوب شده می‌انجامد.
چگونه از خوردگی لوله های مسی حاوی گاز کلر جلوگیری کنیم؟
تخریب لوله های مسی پس از خوردگی اسید هیدروکلریک و ایجاد بخش‌های متخلخل پاراتاکامیت غیر قابل جبران است. عملاً نمی‌توانیم لوله دستخوش فرسایش را مجدداً احیا کنیم. لذا پیشگیری همواره بهترین راهکار است.
آنچه مسلم است، وجود رطوبت دلیل خوردگی لوله های مسی حاوی گاز کلر است. بنابراین با خروج کامل رطوبت از داخل لوله ها می‌توانیم از خوردگی و انسداد آنها در درازمدت جلوگیری کنیم.
برای خشک کردن مجاری داخلی لوله های مسی نیز راهکارهای خلاقانه و کارآمد ابداع شده است. روش‌ها مانند وکیوم برای خارج کردن تمامی رطوبت اثر بخش هستند.