چرا کیفیت آب بر عملکرد تجهیزات صنعتی تأثیر می گذارد؟

کیفیت آب در تجهیزات صنعتی، وابسته به کنترل و پایش ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آبی است که در چرخه های حرارتی جریان دارد. بسیاری از مجموعه ها، سنگین ترین سرمایه گذاری ها را روی خرید ماشین آلات پیشرفته انجام می دهند. اما برای آبی که در چرخه های حرارتی گردش می کند، پروتکل های نظارتی مشخصی ندارند.

آنها اغلب از این واقعیت غافل اند که کیفیت آب می تواند تعیین کننده سلامت تجهیزات باشد. آبی که می تواند ده سال به عمر دستگاه ها بیفزاید یا با ایجاد رسوب و خوردگی، آن ها را در کمتر از چند ماه از رده خارج کند. اما مسئله این است که چگونه می توان از این ریسک بزرگ جلوگیری کرد؟ در این مقاله، پارامترهای کنترل کیفیت آب و روش های جلوگیری از خسارت را بررسی می کنیم. 

مهم ترین مشکلات ناشی از آب نامناسب در تجهیزات صنعتی

وقتی کیفیت آب در تجهیزات صنعتی ضعیف باشد، سه آسیب اصلی به سیستم های صنعتی وارد می شود که هر کدام ریشه فیزیکی مجزایی دارند. اولین مشکل، تشکیل لایه های جامد معدنی، دومین تهدید، خوردگی شیمیایی فلزات و سومین چالش نیز، مسدود شدن مسیرهای جریان است. 

این سه معضل به طور همزمان پیش می روند و هم دیگر را تقویت می کنند. نتیجه، افت بازده انرژی، افزایش فشار پمپاژ، کاهش عمر مفید تجهیزات و بالا رفتن ریسک خرابی ناگهانی است. 

• تشکیل رسوب و کاهش انتقال حرارت

زمانی که آب سخت در دمای بالا گرم می شود، کربنات کلسیم و سولفات کلسیم به صورت لایه سفید رنگی روی دیواره لوله ها رسوب می کنند. رسانایی حرارتی این لایه کمتر از یک دهم فولاد است. در مبدل های حرارتی، این لایه نازک باعث کاهش ۱۰ تا ۱۵ درصدی راندمان انتقال حرارت می شود. 

• خوردگی قطعات و گرفتگی مسیرهای جریان

pH خارج از محدوده مجاز، آب را خورنده می کند. اکسیژن محلول نیز با آهن واکنش داده و اکسید آهن تولید می کند که هم خورندگی ایجاد می کند و هم در فیلترها و شیرهای کنترلی می نشیند. رسوبات بیولوژیکی مانند جلبک و باکتری نیز داخل برج های خنک کننده رشد کرده و مقطع لوله ها را کاهش می دهند.

• کاهش راندمان و افزایش هزینه نگهداری

کیفیت پایین آب باعث می شود که سیستم برای تولید همان خروجی، بیشتر کار کند. بنابراین برق، سوخت و آب خنک کننده بیشتری مصرف می شود. هزینه شستشوی شیمیایی، تعویض زودتر قطعات و توقفات تعمیراتی نیز به بودجه جاری اضافه می شود. 

پارامترهای مهم برای ارزیابی کیفیت آب صنعتی

برای کنترل کیفیت آب در تجهیزات صنعتی باید مجموعه پارامترهای فیزیکی و شیمیایی را دوره ای بسنجید. سختی کل، هدایت الکتریکی، pH، کلرید، سیلیس و آهن محلول مهم ترین موارد هستند. سختی بیش از حد خطر رسوب را بالا می برد.

pH خارج از محدوده مجاز خوردگی را شروع می کند. سیلیس و کلرید باید در بازه مشخصی نگه داشته شوند تا رسوبات سخت و خوردگی حفره ای پیش نیاید. انجمن ABMA و ASME جداول حد مجاز را برای دیگ های مختلف منتشر کرده اند. برای برج های خنک کننده شاخص اشباع لانژلیه (LSI) پیش بینی می کند آب به سمت رسوب می رود یا خوردگی.

• سختی و املاح آب

سختی کل، مجموع کلسیم و منیزیم محلول است که برحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم بیان می شود. گردش سختی آب نباید از ۵۰۰ بالاتر رود.

• pH و غلظت یون ها

آب تغذیه دیگ بخار باید pH بین ۸٫۳ تا ۱۰٫۰ داشته باشد تا خوردگی لوله ها کم شود. برای برج های خنک کننده pH بهینه بین ۷٫۸ تا ۸٫۵ است. کلرید در آب برج نباید از ۳۰۰ ppm بیشتر باشد تا فولاد کربنی دچار خوردگی نشود. سیلیس محلول برای دیگ های فشار بالا نیز باید کمتر از ۲ ppm نگه داشته شود.

• ذرات معلق و آلاینده ها

گل ولای، شن و زنگ آهن غشاهای تصفیه را فرسوده می کنند. مواد آلی با باکتری ها لایه ای لزج روی سطوح حرارتی می سازند. کربن آلی کل (TOC) برای دیگ های فشار پایین باید زیر ۱ ppm باشد تا کف و انتقال قطرات آب همراه بخار کنترل شود.

روش های کنترل و تصفیه آب مورد استفاده در صنایع

برای کاهش سختی و حذف املاح معدنی، استفاده از رزین تبادل یونی رایج ترین روش است. رزین های سختی گیر با تبادل یون های کلسیم و منیزیم با سدیم، مانع رسوب در دستگاه ها می شوند. برای سیستم های با حساسیت بالا مانند دیگ های فشار قوی، سیستم اسمز معکوس به همراه دی اراتور (اکسیژن زدا) به کار می رود. تزریق همزمان مواد شیمیایی مانند بازدارنده های خوردگی و رسوب زداها نیز در این مسیر ضروری است. 

رطوبت چگونه باعث آسیب به تجهیزات صنعتی می شود؟

تغییر غیرمجاز کیفیت رطوبت در تجهیزات صنعتی، زمینه ساز آسیب های جدی به بخش های مکانیکی و الکترونیکی خطوط تولید است. در فرآیندهای حساس، رطوبت نسبی هوا نباید از حد مشخص بیشتر شود. برای مثال، هوای مرطوب فلزات را سریع تر دچار زنگ زدگی می کند و لایه های اکسیدی روی سطوح شکل می گیرد. 

قطرات آب ناشی از تقطیر نیز روی بردهای الکترونیکی می نشینند و اتصال کوتاه رخ می دهد. تنظیم دقیق میزان رطوبت در سالن های مونتاژ، مانع توقف ناگهانی ماشین آلات می شود.

روش های کنترل رطوبت در محیط های صنعتی

رطوبت محیط نباید به نقطه ای برسد که آب روی سطوح خنک تقطیر شود. برای دستیابی به این هدف، سه روش شامل رطوبت گیری تبریدی یا جذبی، استفاده از سیستم تهویه مطبوع طراحی شده و کاربرد جاذب های فیزیکی به کار گرفته می شود. هر یک از این سیستم ها برای شرایط دما و رطوبت مشخصی کارایی بهتری دارند. 

• رطوبت گیر صنعتی

دستگاه های رطوبت گیر مکانیکی با خنک سازی هوا بخار اضافی را به مایع تبدیل و تخلیه می کنند. این تجهیزات درصد رطوبت نسبی سالن تولید را بین چهل تا پنجاه درصد حفظ می کنند. 

• تهویه مناسب 

جریان یکنواخت هوا مانع تجمع بخار آب در گوشه های تاریک و سرد انبار می شود. کانال کشی اصولی هوا، نقاط شبنم را از بین می برد و تقطیر رخ نمی دهد. 

• مواد جاذب رطوبت 

ترکیبات شیمیایی خشک کننده، مولکول های آب موجود در فضای بسته جعبه ها را به درون منافذ خود می کشند. استفاده از این مواد، هزینه نگهداری تجهیزات را پایین می آورد.

استفاده از مواد جاذب رطوبت برای حفاظت از تجهیزات

کنترل کیفیت رطوبت در تجهیزات صنعتی، با استفاده از مواد جاذب رطوبت انجام می شود. این مواد به دلیل سطح مقطع داخلی بالایی که دارند، تا ۴۰ درصد وزن خود رطوبت جذب می کنند. استفاده از مواد نشان دار مانند سیلیکاژل نارنجی به عنوان جاذب ایمن و بدون مواد سرطان زا امروزه در اکثر صنایع الکترونیک و ابزار دقیق جایگزین نمونه های قدیمی شده است. 

تفاوت عملکرد جاذب های رطوبت و معیار انتخاب آن ها

در گذشته سیلیکاژل آبی به عنوان جاذب رطوبت، با شاخص تغییر رنگ کبالت در صنایع به کار می رفت. نمک کبالت موجود در نوع آبی خطرات زیست محیطی ایجاد می کند و استانداردهای جدید مصرف آن را محدود کرده اند. جاذب نارنجی ساختاری بدون خطر دارد و بازده جذب بالاتری در دماهای مختلف از خود نشان می دهد. 

نوع سفید بدون شناساگر نیز برای بسته بندی های کدر، انتخاب بهتری است. ارزیابی وزن بسته ها زمان احیا یا جایگزینی را مشخص می کند.

saeid

مدیر مسئول و سردبیر مجله اینترنتی گهر با بیش از 14 سال سابقه در حوزه وب، برنامه نویسی و سئو .تولید محتوا در پورتال گهر یکی از علاقمندی های من هست و در کنار آن مسئولیت نظارت بر محتوای نویسندگان