צנרת של ברזל ופלדה הינה שכיחה מאד במגוון רחב של תשתיות תעשייתיות. אולם, יש לה סיכון גבוה לפתח תהליכי קורוזיה כאשר היא נחשפת לאוויר, ללחות או לחומרים כימיים אגרסיביים.
תהליכי פסיבציה לצנרת ברזל ופלדה הינם "תרופה" מונעת להגנה על המתכות הללו מפני קורוזיה. במסגרת תהליך הפסיבציה יוצרים שכבת מגן דקה של תחמוצות על פני השטח של הצנרת.
כך, שתהליך הקורוזיה הינו חיוני וחשוב במגזר התעשייתי כדי לשמר את תקינותם ובטיחותם של צנרות המתכת.
מהי קורוזיה?
קורוזיה (בעברית – שיתוך) הינה תהליך כימי הרסני שנוצר בעת חשיפה לחומר אחר הנמצא בסביבה (כמו חמצן למשל).
זהו תהליך טבעי הגורם לפירוק החומרים עקב תגובות כימיות שנוצרות בשל מגע עם הסביבה.
לכן, תהליך הקורוזיה הינו תהליך של חמצון חומרים, כפי שניתן לראות במגוון רחב של מתכות, ביניהן: ברזל ופלדה.
החשיפה גורמת לתגובת נגד, כמו למשל כאשר ברזל מחליד במים ובאוויר.
סוגים שונים של קורוזיה בצנרת ברזל ופלדה
קורוזיה כללית – כשקיים פיזור אחיד של הקורוזיה על פני כל שטחה של הצנרת.
קורוזיה נקודתית – כשנוצרים משקעי קורוזיה ממוקדים העלולים לגרום לחורים במקום ולדליפה.
קורוזיה על רקע מאמץ – הנוצרת בעקבות לחץ חזק הגורם לכשלים מכניים.
קורוזיה מסוג גלווני – הנגרמת ממגע בין שני סוגי מתכות.
מהי הבעייתיות של צנרת פלדה וברזל בכל הקשור לקורוזיה?
הבעייתיות של צנרת פלדה וברזל היא הנטייה שלה לפתח קורוזיה, שלאורך זמן מפרקת את המתכת ופוגעת במבנה שלה וביכולתה התקינה להעביר דרכה נוזלים וחומרים שונים.
אין ספק שהקורוזיה מקצרת מאד את אורך החיים של הצנרת, פוגעת באמינות תפקודה, מהווה סיכונים בטיחותיים ובריאותיים ומחייבת ביצוע תיקונים תכופים והחלפת חלקי צנרת.
התפתחות קורוזיה בצנרת מתכת יכולה לקרות במצבים הבאים:
גורמים סביבתיים בעיתיים
-הימצאות במקום מאד לח ורטוב הגורם למתכת להתחמצן וליצור חלודה.
- סביבה חומצית המזרזת את תהליך הקורוזיה.
- חשיפה למליחות, כמו: מי ים או מים עשירים בכלור.
היחלשות המתכת
בשל הקורוזיה המתכת נחלשת ומאבדת חומר, דבר הגורם לירידה בלחץ המים ולפגיעה בזרימה בצנרת. קיימת סכנה להיווצרות בקעים, חורים ואפילו להתפוצצות של הצנרת במקרים של עייפות חומר רבה.
סכנת דליפה מהצנרת
במידה והמתכת נסדקה, המים העוברים בה עלולים לדלוף החוצה ולגרום לנזקים סביבתיים ולסכנות בטיחותיות. כמו כן, מצב כזה הינו מצב בעל פוטנציאל של סכנה בריאותית, כשמי השתייה מזדהמים, מתמלאים בחלודה ובחלקיקי מתכת ואיכותם נפגעת משמעותית.
כל התופעות והנזקים הללו גורמים להוצאות כספיות כבדות, להשבתה של מערכות ייצור ולהפסד ניכר של ימי עבודה לצורך התיקונים.
תהליך הפסיבציה לטיפול בצנרת ברזל/פלדה
הפסיבציה הינה שיטת טיפול להגנה על המתכת מפני קורוזיה.
שימוש בחומרים כימיים מתאימים לתהליכי פסיבציה במסגרת התהליך הכימי יוצרים על הדופן הפנימי של הצנרת שכבת הגנה מקרונית שהופכת את המתכת ל"פסיבית" לסביבתה וכך אינה מושפעת מהקורוזיה.
אם צנרת הפלדה/ברזל תישאר ללא הגנה זו ותמשיך להיחשף לסביבה מזיקה, היא תתכלה במשך הזמן, "תפריש" מזהמים בצורת ברזל מומס לנוזל הזורם בצנרת, תפגע בתהליכים המתקיימים באתר בשל זיהום הנוזל ותוך כדי כך הצנרת תיפגע קשות ביכולת עמידותה ובחוזק שלה.
שלבים בתהליך הפסיבציה
- לפני ביצוע תהליך הפסיבציה יש צורך לנקות את הצנרת כדי להסיר שומנים, לכלוך, קורוזיה שכבר קיימת ומשקעים שונים. ניקוי זה המתבצע בשלב הראשו נקרה דה גריז'ינג (Degreasing) מתבצע בעזרת חומרים ייעודיים לניקוי כזה בעיקר להסרת שכבת שומנים ומזהמים אורגנים הנוצרים לאורך הזמן בדופן הפנימי של הצינורות.
- במהלך תהליך הפסיבציה יוצרים שכבה של תחמוצת פסיבית של חומרים כימיקלים על פני צנרת המתכת, המונעים קורוזיה (למשל: חומצה חנקתית לצנרת נירוסטה או חומצת לימון למתכות כגון פלדה וברזל).
- עוד שיטה לבצע פסיבציה בצינורות מתכת היא ע"י תהליך אלקטרוכימי, שבמהלכו מייצרים שכבה של תמיסה אלקטרוליטית הכוללת חומצות (חומצה חנקתית, גופריתית או תמיסת נתרן) בהתאם לסוג צנרת המתכת. נוצרת שכבה בין פני השטח של הצנרת לחומרי התמיסה. כל זה נעשה באמצעות הפעלת זרם חשמלי.
- לזירוז תהליך הפסיבציה ובהתאם לתנאים בשטח יכולים להשתמש בתהליך הפסיבציה גם בטמפרטורה גבוהה או בלחץ מבוקר על הצנרת.
- לאחר התהליך יש לשטוף את הצנרת באופן יסודי מהתמיסה החומצית ומהחומרים הכימיים ולהוציא בשטיפה את כל שרידי הברזל והפלדה הצפים.
- בסיום יש צורך לייבש את הצנרת בצורה מוחלטת, מכיוון שאם תישאר לחות היא עלולה ליצור מחדש קורוזיה.
- יש לשקול האם קיים צורך להוסיף לתהליך הפסיבציה ציפויים פולימריים, ציפוי בשכבת אבץ או ציפוי קרמי - במידה והצנרת הינה במצב בעייתי.
