خوردگی مس و آلیاژهای آن

خوردگی تنشی بخش در تماس با بخار

در میان آلیاژهای مس که معمولا برای لوله کندانسورها مورداستفاده قرار می گیرند, برنج ها (مس روی) در محیط های حاوی آمونیاک به خوردگی تنشی بسیار حساس هستند. سایر مواد حساس شامل برنج آلومینم آرسنیکی و برنج دریایی هستند. شرایط محیطی که منجر به خوردگی تنشی آلیاژ مس می شود, محلول آمونیکی حاوی اکسیژن محلول است. آمونیاک از ترکیبات مورد استفاده برای تصفیه آب ورودی بویلر ناشی می شود که به دلیل اثرات حرارتی بویلر تجزیه می شوند. غلظت آمونیاک معمولا در بخش هوازدایی زیاد است و این قسمت اغلب در معرض SCC قرار می گیرد. غلظت های بالای آمونیاک به این دلیل ایجاد می شوند که بافل ها به صورت موضعی از تیوب ها محافظت می کنند و از شسته شدن محصولات میعان به وسیله محصولات میعان که از بالا ریخته می شوند, جلوگیری می کنند. عامل مهم دیگری که در به وجود آمدن SCC نقش دارد, اکسیژن است که از هوایی که از درون اتصالات و ولوها و غیره به داخل کندانسور کشیده می شوند، تامین می شود. علاوه بر روش های معمول برخی روش های کنترل خوردگی تنشی برخی از روش ها برای کنترل خوردگی تنشی در لوله های کندانسور مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از:

1- استفاده از آلیاژهای مقاوم به خوردگی تنشی. تیوب های برنجی می تواند با کاپرونیکل, فولاد زنگ نزن یا تیتانیم به ویژه در بخش هوازدایی که شرایط محیط خشن تر است جایگزین شوند.

2- کاهش یا حداقل کردن آمونیاک و افزودنی های حاوی آمونیاک به آب ورودی بویلر.

3- غلظت آمونیاک در بخش هوازدایی را می توان با تغییر طراحی برای حذف کردن بافل های افقی یا با نصب سیستم رگبار آب (water showering) برای رقیق کردن محصولات میعان حاوی آمونیاک کاهش داد.

4- اگر خوردگی تنشی به دلیل آمونیاک آزاد شده از ارگانیسم های فاسد شده در هنگام خاموشی باشد, باید هر روز سیستم را با آب تمیز برای مدت کوتاهی شستشو داد.

5- حذف کردن اکسیژن از سیستم. تمامی منایع ورود هوا باید شناسایی و تعمیر شوند.

آزمون خوردگی تنشی ASTM B154: تست نیترات جیوه دار, تست استانداردی برای تشخصی خوردگی تنشی مس و آلیاژهای آن است. این آزمون روشی شتاب گرفته برای تشخیص حضور تنش باقی مانده است که ممکن است به خوردگی تنشی برخی قطعات در حین کار یا در زمان نگهداری ایجاد شود.

 7- خوردگی میعانات

لوله های آلیاژ مس به خصوص برنج تنها می توانند در برابر میعانات بخار مقاومت خوبی نشان دهند  به استثنای زمانی که میعانات حاوی مقادیر بالای آمونیاک و اکسیژن باشد. خوردگی میعانات به نام حمله آمونیاک نیز شناخته می شود که در بخش در تماس با بخار کندانسورها و معمولا در بخش حذف هوا رخ می دهد زیرا در آنجا غلظت آمونیاک و اکسیژن بالاست. بسیاری از روش های جلوگیری از خوردگی تنشی آمونیاک برای پیشگیری خوردگی میعانات نیز مفید هستند.

 8- حمله رسوبات

حمله رسوبات در لوله های کندانسور در شرایطی که آب ساکن یا با سرعت کم در حال حرکت باشند (معمولا کمتر از 1 متر بر ثانیه) رخ می دهد. رسوب ذرات آب آورده روی سطح لوله ها منجر به هوادهی و حل شدن آندی ناهمسان ماده لوله می شود. می توان با استفاده از روش های زیر از حمله رسوبی جلوگیری کرد:

 سرعت آب در بخش تیوب ها بالای 1 متر بر ثانیه نگهداشته شود و از رکود آب در محیط خورنده با شستشوی سیستم با آب در زمان خاموشی جلوگیری شود.

استفاده از مواد مقاوم تر مانند مس نیکل 30/70 و 10/90 و تیتانیم

9- خوردگی لکه داغ

خوردگی لکه داغ نوع متمرکز حفره دار شدن است که در لکه های داغ روی دیواره لوله کندانسور به دلیل سرعت حرکت اندک آب یا فلوی حرارتی بالا ایجاد می شود. این شرایط می تواند به وسیله توزیع ضعیف بخار یا عدم حضور آب در بخش سرد کننده لوله ها رخ دهد. این شکل خوردگی به ندرت در کندانسورهای بخار رخ می دهد.

 10- تشکیل پوسته مار

تشکیل پوسته مار در نتیجه رسوب محصولات خوردگی مس است که به وسیله آب ورودی کم فشار لوله های برنج دریایی یا لوله های گرمکن آب ورودی فشار بالا از جنس مونل 400 یا آلیاژ مس – نیکل 30/70 ایجاد می شود. رسوبات به صورت یک پوسته فلسی شکل که مشابه به پوست مار است روی لوله تشکیل می شود. این پوسته زمانی که لوله ها خشک می شوند، سقوط می کنند.