سیاه شدن لوله مسی در اثر زمان شاید به ظاهر یک پدیده‌ی نه چندان جدی باشد که گویا فقط ظاهر جداره لوله‌های مسی را کدر می‌کند، اما در عمل این لکه‌های سیاه رنگ در امتداد خوردگی سنگین مس تحت فرایند شیمیایی با اکسیژن محیط در هوایی مرطوب ایجاد شده است که می‌تواند آسیبی بالقوه باشد.
علت سیاه شدن لوله مسی در ترکیب پنهان اما پیوسته جداره فلزی این لوله‌ها با اکسیژن است. این لکه‌های سیاه نوعی خوردگی مس هستند که به مرور زمان و با تداوم جریان خوردگی تحت تأثیر عمیق اکسیژن بر لوله‌های مسی تغییر رنگ داده و در فاز تهاجمی با از ظاهر قهوه‌ای تیره یا کاملاً سیاه که متمایل به سبزی لجنی شده است، ظاهر می‌شود.
لذا قبل از رسیدن تا این مرحله لازم است تا با بررسی علت سیاه شدن لوله مسی از وقوع آنها جلوگیری کنیم. در این مقاله از مس باران به بررسی دلایل سیاه شدن لوله مسی و راهکارهای تقابل با آن می‌پردازیم.
پدیده خوردگی مس چیست؟
اگر چه فلز مس نیز در مجاورت اکسیژن و رطوبت دچار فرسایش می‌شود، اما فرسایش آن از نوع اکسیداسیون نیست. لذا عملاً خوردگی مس با خوردگی فلزات مانند آهن و یا آلیاژهای آهنی متفاوت است.
خوردگی مس در ترکیب الکترولیتی آن با اکسیژن محیط اتفاق می‌افتد. این موضوع به بهره‌مندی اتم‌های فلزی از الکترون‌های آزاد مربوط است.
هر کدام از فلزات به خاطر داشتن این الکترون‌ها مستعد تبدیل شدن به یک الکترود از واکنش‌های الکترولیتی هستند که در آن قرار است تا بخشی از الکترون‌های آزاد فلز به اکسیژن موجود در محیط منتقل شود.
هر گاه شرایط خوردگی مس یعنی رطوبت بالا و اکسیژن زیاد فراهم باشد، نرخ انتقال الکترون از اتم‌های مس تا اکسیژن محیط افزایش یافته و عملاً پدیده خوردگی مس گسترش می‌یابد.
این پدیده در شرایط بحرانی باعث ایجاد لکه‌های سیاه در سطح مس شده که در نهایت به توسعه شدید و تولید لکه‌های سبز تیره و تخریب فلز مس می انجامد.
پیشنهاد ویژه: خرید لوله مسی شاخه ای
انواع خوردگی مس
لکه‌های سیاه نتیجه واکنش الکترولیتی فلز مس است که مقدمه آغاز خوردگی سنگین آن می‌باشد. اما فلز مس تحت شرایط محیطی با الگوهای متفاوتی دچار خوردگی می‌شود که در یک نگاه کلی به دو گروه خوردگی یکنواخت و غیر یکنواخت دسته‌بندی می‌شوند:
- خوردگی یکنواخت مس: خوردگی در یک ناحیه مشخص از سطح جداره لوله‌های مسی است که به شکل توده‌ای یکنواخت از لکه‌های سیاه شده در امتداد فرسایش مس ظاهر می‌شوند. این نوع خوردگی معمولاً از بخش‌های داخلی جداره لوله‌های مسی ظاهر شده و تا رسیدن به فاز تهاجمی و تخریب نهایی لوله قابل شناسایی ساده نیست. عمق تخریب این توده‌های یکنواخت نیز بسیار زیاد است و عملاً بافت جداره لوله‌های مسی را به کلی نابود می‌کند.
- خوردگی غیر یکنواخت لوله مسی: به هر نوع ظاهر شدن لکه‌های سیاه اما جداگانه در جداره داخلی و یا بیرونی لوله مسی گفته می‌شود. این نوع خوردگی در ابعاد کوچک از لکه‌های جدا از هم اما معمولاً به تعداد زیاد ظاهر می‌شوند که در اثر کم توجهی دامنه تخریب آنها زیاد شده و هر لکه‌ی سیاه رنگ مستعد ایجاد حفره و یا سوراخ‌هایی عمیق در جداره لوله مسی است که حتی ممکن است به نشتی سیال بیانجامد.
عواملی که باعث سیاه شدن (خوردگی) مس می‌شوند
در بخش قبلی گفتیم که لکه‌های سیاه رنگ در سطح جداره‌ی مس به علت واکنش الکترولیتی فلز مس با اکسیژن محیط در بستری مرطوب شکل می‌گیرد. به این ترتیب عامل تحریک کننده وقوع لکه‌های سیاه رنگ همان اکسیژن و رطوبت موجود در محیط است.
اما آیا در هر شرایطی حضور این دو عامل محرک به خوردگی و سیاه شدن لوله مسی می‌انجامد؟ در این صورت چه عوامل دیگری می‌تواند سرعت شکل‌گیری فرایند الکترولیت مس را افزایش دهد؟
فرایند الکترولیت مس دائماً جریان دارد، اما آن‌قدر کند است که به زودی تخریب گسترده‌ی خود را نمایان نمی‌سازد. با این وجود عوامل محرک زیر در افزایش سرعت خوردگی مس تأثیرگذار هستند:
- عدم تعادل PH محیط: هر نوع PH بالای ۷ و یا کمتر از ۷ سرعت خوردگی مس را افزایش می‌دهد. لذا عبور آب‌های اسیدی و یا قلیایی شده تأثیری مخرب بر جداره لوله مسی دارد.
- هم‌جواری هم‌زمان اکسیژن و رطوبت محیط: هر اندازه این دو عامل تحریک کننده در کنار هم افزایش پیدا کنند، استعداد بالاتری در ایجاد الکترولیت با فلز مس و تداوم خوردگی آن دارند. به این ترتیب افزایش اکسیژن‌های محلول در آب از عوامل جدی تحریک و تقویت خوردگی مس است.
- هم‌جواری با نمک‌های محلول در آب: عبور نمک‌های محلول در آب عامل تحریک کننده واکنش لوله‌های مسی است. این نمک‌ها در حضور رطوبت با جداره مس ترکیب شده که مستعد فعال‌سازی یون‌های آزاد مس و ترکیب هر چه بیشتر آنها با اکسیژن موجود در سیال است.
- وجود عوامل مخرب الکتروشیمیایی: هر نوع نشتی جریان الکتریکی در سیستم‌های صنعتی و انتقال آن به لوله‌های مسی مستعد تقویت الکترولیت و جابجایی الکترون‌ها از یون مس تا اکسیژن است. به عنوان مثال عدم زمین کردن مناسب تجهیزات و ایجاد جریان‌های سرگردان در تجهیزات صنعتی و ساختمانی احتمال ایجاد واکنش‌های مخرب الکتروشیمیایی را افزایش می‌دهد.
علاوه‌بر موارد ذکر شده برخی عوامل دیگر نیز مانند عبور دبی بالای سیال از داخل لوله، وجود ماسه و یا ذرات ریز در سیال و حتی حضور باکتری‌ها بر تشدید پدیده الکترولیت و واکنش اکسیژن در فلز مس تأثیرگذار هستند که دیر یا زود منجر به سیاه شدن لوله‌های مسی خواهد شد.
آیا مجاورت دائمی با آب باعث سیاه شدن لوله مسی می‌شود؟
خوردگی مس که به لکه‌های سیاه شده می‌انجامد، در واقع هر نوع مجاورت لوله‌های مسی با آب و یا هوای آلوده به عوامل اکسید کننده است.
این عوامل نیز متنوع هستند، اما در کل هر نوع جریان آب که دارای اسیدهای اکسید کننده، نمک‌های فلزات سنگین، آمونیاک، گوگرد و حتی ترکیبات حاوی آمونیاک و گوگرد باشد در فهرست عوامل تحریک کننده قرار می‌گیرند. مجاورت با آب‌هایی که دارای چنین آلودگی‌های تحریک کننده نیستند، منجر به خوردگی و سیاه شدن لوله مسی نمی‌شود.
چگونه از سیاه شدن لوله مسی جلوگیری کنیم؟
خوردگی لوله مسی یک فرایند یک‌طرفه است. این بدان معنی است که جداره لوله‌های سیاه شده کاملاً تحت تأثیر فرسایش خوردگی مس قرار دارند و دیگر نمی‌توانیم آنها را بازآفرینی کنیم. اما می‌توانیم هوشمندانه از تداوم فرسایش‌ها جلوگیری کرده و یا اصولاً مانع از ایجاد خوردگی مس در تجهیزات تازه دارای لوله‌های مسی شویم.
راهکارهای جلوگیری از سیاه شدن لوله مسی به قرار زیر هستند:
- ایجاد پوشش‌های روغنی: با کاور کردن سطوح مسی به وسیله روغن‌ها مانند وازلین می‌توانیم از آنها در مقابل تهاجم محیط مرطوب پر از اکسیژن محافظت کنیم. هر چند پوشاندن سطوح مسی با روغن روش چندان کارآمدی نیست و در هر تجهیزی نیز نمی‌توان از این روش استفاده کرد، اما در کل مناسب پوشش لوله‌های مسی استفاده شده در فضاهای ساختمانی است.
- تمیز کردن و رسیدگی پیوسته: اگر لوله‌های مسی را دائماً بازدید کرده و سطح جداره‌ی آنها را با استفاده از نمک و سرکه یا جوش شیرین تمیز کنید، از احتمال خوردگی مس جلوگیری کرده‌اید. در هر صورت اگر در محیط خانگی و یا صنعتی با تجهیزاتی که دارای لوله‌های مسی هستند کار می‌کنید، لازم است تا مراتب بازرسی دائمی و تمیز کردن دوره‌ای را برنامه‌ریزی کنید.
- استفاده از پوشش های رنگی: رنگ کردن لوله‌های مسی علاوه بر زیبایی تأثیر مطلوبی در افزایش مقاومت شیمیایی آن در مواجهه با شرایط نامطلوب محیطی دارد.
پیشنهاد ویژه: خرید عایق لوله مسی کولر گازی
جمع‌بندی
سیاه شدن لوله مسی با ظاهر شدن لکه‌هایی کوچک آغاز شده و آرام و پیوسته توسعه پیدا می‌کند. در هر صورت اگر چنین لکه‌هایی مشاهده می‌کنید، مطمئن هستیم که با عاملی تحریک کننده در محیط مواجه شده‌ایم. حتی ممکن است نوع سیال عبوری از داخل لوله در ایجاد این خوردگی تأثیرگذار باشد. با انجام اقدامات پیشگیرانه به راحتی می‌توانید شرایط حاکم بر لوله‌ها را مدیریت کرده و از تداوم خوردگی‌ها جلوگیری کنیم.