تشدید خوردگی در سختی گیر های مغناطیسی

دلایل آسیبهای ناشی هنگام استفاده از سختی‌گیر مغناطیسی

هدف از ارائه این گزارش بررسی دلایل فنی آسیب‌های ناشی از بکارگیری سختی گیرهای مغناطیسی (مغناطیس دائم، الکترومغناطیسی یا مغناطیسی الکترونیکی) است. به طور کلی سختی گیرهای مغناطـیسی بخشی از اصـلاح گرهای فیزیکی آب  (Physical Water Treatment , PWT) هستند که با استفـاده از ایجاد تغییرات در امـلاح محلول در آب تمایل رسوبگذاری آب را کـاهش می‌دهند. در این روش سعی بر آن است تا در نقاط بحرانی (مبدل‌های حرارتی یا بویلرها) که رسوبگذاری مشکلات بیشتری ایجاد می‌نماید با نصب سختی گیر مغناطیسی رسوبگذاری کاهش و رسوبات از منطقه بحرانی دور شوند البته با توجه به محدودیت برد سختیگیرهای مغناطیسی بدیهی است جهت پوشش کل مدار لوله کشی به بیش از یک سختی گیر نیاز است که این امر در بحث مقایسه اقتصادی روش‌ها می‌بایست لحاظ گردد. حداکثر برد سختی گیرهای مغناطیسی به شرایط آزمایشگاهی 40 الی 50 متر است که می بایست لوله مستقیم و بدون خم و انشعاب بوده و جریان آب داخل آن در شرایط غیر توربولان (لامینار) باشد.
اما مهمترین ایراد سختی گیرهای مغناطیسی ایجاد خوردگی فلزی در نقطه نصب است که ذیلاْ مستندات فنی تقدیم می‌گردد:

1- تصویر ذیل مقطع طولی یک لوله فلزی را نمایش می دهد که در آن آب در حال جریان است.
لولــه فلــزی دارای آهن2 ظرفیتـی است. آب و اکسیژن محلول باعث ایجاد یک لایه اکسیـد آهنی 3 ظرفیتی (Fe3O4) می گردد. این لایه بسیار شکننـده بوده و از طرف دیگر لایه بسیار خوبی برای محافظـت سطح لوله در مقابل خوردگی پوشش دهنده است.

​

اهمیت این لایه مگنتیک آنقدر زیاد است که در سیستم‌های صنعتی پس از  اسید شویی با تمهیداتی تعمداً این لایه اکسید را بر روی سطوح تشکیل می‌دهند (دیگهای بخار نیروگاهی). از طرف دیگر نقطه ضعف این لایه محافظ، ترد و شکننده بودن آن است که با تکان‌های لوله و یا ضربه قوچ و… براحتی سطـح آن ترک خـورده و آب درون لولـه مجـدداً از طریق این شـکاف‌ها در تماس با آهـن آزاد لولـه  (2 ظرفیتی ) قرار می‌گیرد. این فرآیند در تمامی لوله‌های فلزی در تماس با سیال آب وجود دارد و رنگ مشکی مگنتیک (رسوبات آهن سه ظرفیتی) به راحتی قابل شناسایی است.

نصب بلوک‌های مغناطیسی همانطور که در تصویر 3 نمایش داده شده است باعث ایجاد شار مغناطیسی از قطب‌های N به S میگردد. عبور جریان آب حامل آنیون‌ها (یون‌های منفی نظیر کربنات و سولفات‌ها…) و کاتیون‌ها (یون‌های مثبت کلسیم، منیزیم سدیم و…) از زیر میدان‌های مغناطیسی باعث قطع شدن شارهای میدان مغناطیسی توسط یون‌های مثبت و منفی می‌گردد و این امر باعث ایجاد الکترون ولت در منطقه مورد نظر می‌گردد.
در این حالت، فلز 2 ظرفیتی (لوله یا آند)، سطح فلز 3 ظرفیتی (لایه محافظتی – مگنتیک یا کاتد) و سیال (الکترولیت) وجود داشته که عبور جریان سیال و یونهای درون آن، باعث ایجاد جریان الکتریکی ضعیف بر مبنای الکترون ولت و نهایتاً تشکیل پیل الکتروشیمیایی می‌گردد. مادامی که سختی گیر مغناطیسی نصب است الکترون ولت ایجاد شده ،باعث حرکت جریان الکتریکی از آند به کاتد شده که باعث تبدیل فلز 2 ظرفیتی (لوله) به 3 ظرفیتی یعنی رسوب مگنتیک می‌گردد که عملاً خوردگی فلز بوده و نهایتاً از حجم لوله کاسته می‌شود.

بررسی اجمالی سختی گیرهای مغناطیسی اروپایی و آمریكایی نیز بیان کننده همین نكته است. تمامی محصولات خارجی و حتی تولید داخل  جهت فرار از خوردگی شدید در محل نصب از آلیاژ  استینلس استیل یا پلیمری استفاده می‌نمایند و هیچ سازنده‌ای در دنیا بلوك‌های مغناطیسی را مستقیماً بر روی لوله نصب نمی‌نماید.
به طور مختصـر ایرادات سختی گیرهای مغناطیسـی فـارغ از  بحث در مورد عملكرد آنها به شرح ذیل است :
•    عملكرد آنها موضعی (Local)  بوده و تنها تا چند ده متر بعد از محل نصب را پوشش می‌دهند.
•    برای پوشش كل مدار لوله كشی به بیش از یك دستگاه سختی گیر نیاز است.
•    باعث خوردگی شدید در محل نصب و تجهیزات بعد از آن می‌گردند.
•    بدلیل خاصیت مغناطیسی ذرات فلزی را در محل نصب به خود جذب و باعث كاهش سطح مقطع آزاد عبور سیال و نهایتاً گرفتگی مسیر می‌شوند. افزایش سرعت آب ناشی از كاهش سطح مقطع باعث جدا شدن رسوبات و صدمه رساندن به تجهیزات بعد از آن می‌شود.
•    در صورتی كه آب جریان نداشته باشد، سختی گیرهای مغناطیسی فاقد عملكرد می‌شوند و نحوه تاثیرگذاری به سرعت بهینه آب عبوری بستگی دارد.
•    سنگ‌های مغناطیسی به مرور زمان انرژی اولیه خود را از دست داده و می‌بایست تعویض گردند.( 2 الی 5 سال)
•    در نزدیكی میدان‌های مغناطیسی و خصوصا الكتروموتور و ژنراتورها فاقد تاثیر هستند.
•    سختی گیرهای مغناطیسی به عنوان مكمل سختی گیرهای رزینی در نظر گرفته می‌شوند و بدون وجود سختی گیرهای رزینی در بهترین شرایط آزمایشگاهی بیش از 40 درصد كارایی ندارند.

​

بیشتر بدانید :

10 مورد از معایب و محدودیت های سختی گیر مغناطیسی

ضعف عملکرد سختی گیر های مغناطیسی در سرعت های مختلف آب