خوردگی لوله مسی و علت آن

لوله‌های مسی به‌عنوان یکی از پرکاربردترین اجزای سیستم‌های انتقال حرارت، تهویه مطبوع، تأسیسات آب‌رسانی و سامانه‌های برودتی، به دلیل ویژگی‌هایی نظیر رسانایی حرارتی بالا، انعطاف‌پذیری، مقاومت مکانیکی مناسب و عمر طولانی، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف یافته‌اند. با وجود این مزایا، خوردگی لوله‌های مسی یکی از چالش‌های فنی و اقتصادی است که می‌تواند عملکرد تجهیزات را مختل کرده و موجب نشتی، کاهش بازدهی، آسیب به سازه‌ها و هزینه‌های تعمیراتی سنگین شود.

شناخت علل، انواع و عوامل مؤثر بر خوردگی در لوله‌های مسی، برای مهندسان، تکنسین‌ها و پیمانکاران فعال در حوزه تأسیسات و صنایع مرتبط، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. در این مقاله، با نگاهی علمی و تحلیلی، به بررسی دقیق پدیده خوردگی لوله مسی و علت‌های اصلی آن پرداخته و در ادامه راهکارهایی برای پیشگیری و کنترل این فرآیند ارائه خواهد شد.

خوردگی (Corrosion) به فرآیندی گفته می‌شود که در آن یک فلز در اثر واکنش‌های شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیط اطراف خود دچار تخریب تدریجی می‌شود. در مورد لوله‌های مسی، این تخریب اغلب در سطح داخلی یا خارجی لوله‌ها اتفاق می‌افتد و منجر به کاهش ضخامت دیواره، نشتی، افت فشار و در نهایت از کار افتادگی سیستم می‌گردد.

در ظاهر، لوله‌های مسی به دلیل مقاومت ذاتی به خوردگی، انتخابی ایده‌آل به نظر می‌رسند. اما در عمل، عواملی مانند کیفیت آب، وجود یون‌های مهاجم (نظیر کلرید)، PH نامناسب، جریان‌های الکتریکی سرگردان و شرایط نامطلوب نصب می‌توانند باعث تسریع در فرآیند خوردگی شوند. این موضوع به‌ویژه در سیستم‌های لوله‌کشی با عمر بالا یا در مناطق با آب‌های سخت و قلیایی یا بسیار اسیدی، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

شناخت دقیق ماهیت خوردگی در لوله‌های مسی و تحلیل علل بروز آن، نقش مهمی در طراحی اصولی، بهره‌برداری ایمن، و افزایش طول عمر سیستم‌های تأسیساتی ایفا می‌کند. بی‌توجهی به این مسئله می‌تواند منجر به هزینه‌های نگهداری بالا، توقف‌های ناخواسته در عملکرد سیستم، و خطرات ایمنی جدی شود.

خوردگی در لوله‌های مسی می‌تواند به اشکال مختلفی بروز کند که هر یک ویژگی‌ها، دلایل و پیامدهای خاص خود را دارد. آشنایی با این انواع خوردگی به درک بهتر خطرات موجود و انتخاب راهکارهای پیشگیرانه کمک می‌کند.

۱. خوردگی یکنواخت (Uniform Corrosion)

در این نوع خوردگی، سطح لوله به‌طور یکنواخت دچار کاهش ضخامت می‌شود. اگرچه این نوع خوردگی قابل پیش‌بینی‌تر از انواع دیگر است، اما در صورت بی‌توجهی، منجر به نشتی گسترده یا ترکیدگی لوله می‌شود.

۲. خوردگی حفره‌ای (Pitting Corrosion)

یکی از خطرناک‌ترین انواع خوردگی، خوردگی حفره‌ای است که در آن حفره‌های کوچک اما عمیقی روی سطح داخلی یا خارجی لوله ایجاد می‌شود. این نوع خوردگی به‌ویژه در حضور یون کلرید یا آب با PH پایین رخ می‌دهد و ممکن است بدون علائم ظاهری تا زمان بروز نشتی ادامه یابد.

۳. خوردگی بین‌دانه‌ای (Intergranular Corrosion)

این نوع خوردگی بین دانه‌های فلزی و در مرزهای کریستالی فلز اتفاق می‌افتد. دلایل آن می‌تواند به ترکیب شیمیایی نامتعادل فلز یا عملیات حرارتی نادرست مربوط باشد. در لوله‌های مسی با کیفیت پایین یا ناخالصی بالا، احتمال این نوع خوردگی بیشتر است.

۴. خوردگی گالوانیکی (Galvanic Corrosion)

زمانی رخ می‌دهد که لوله مسی با فلزی دیگر (مثلاً فولاد یا آلومینیوم) در تماس باشد و در عین حال، محلول الکترولیت (مثل آب) بین آن‌ها وجود داشته باشد. در چنین حالتی، یک سلول گالوانیکی تشکیل می‌شود که باعث می‌شود یکی از فلزها دچار خوردگی سریع شود (معمولاً فلز ضعیف‌تر).

۵. خوردگی فرسایشی (Erosion Corrosion)

این نوع خوردگی در اثر جریان سریع و متلاطم آب در داخل لوله و برخورد ذرات جامد یا گازهای محلول با دیواره داخلی ایجاد می‌شود. نتیجه آن ترکیبی از سایش مکانیکی و واکنش شیمیایی است که به تخریب سریع سطح داخلی منجر می‌شود.

محیط اطراف لوله‌های مسی، چه در فضای بسته مانند ساختمان‌ها و چه در فضای باز مانند نیروگاه‌ها یا صنایع، می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در بروز و شدت خوردگی ایفا کند. ترکیب رطوبت، دما، گازهای موجود در هوا و عوامل آلاینده، شرایطی را به وجود می‌آورند که در آن‌ها حتی مس که به‌طور ذاتی مقاوم است، دچار خوردگی می‌شود.

۱. رطوبت بالا و تماس مداوم با آب

یکی از مؤثرترین شرایط در تشدید خوردگی، وجود رطوبت مداوم است. اگر لوله‌های مسی در محیط‌های مرطوب نصب شوند، یا به‌صورت مداوم در معرض تراکم بخار آب یا نشتی‌های جزئی قرار بگیرند، احتمال تشکیل الکترولیت در سطح فلز افزایش یافته و واکنش‌های خوردگی آغاز می‌شوند.

۲. وجود گازهای خورنده در محیط

در محیط‌های صنعتی که در آن‌ها دی‌اکسید گوگرد (SO₂)، آمونیاک (NH₃)، کلر (Cl₂) یا دیگر گازهای شیمیایی حضور دارند، لایه اکسیدی طبیعی سطح مس ممکن است تخریب شده و خوردگی تسریع‌یافته رخ دهد. این موضوع در پالایشگاه‌ها، تصفیه‌خانه‌ها و کارخانه‌های شیمیایی بسیار رایج است.

۳. دمای بالا

افزایش دما معمولاً باعث تسریع واکنش‌های شیمیایی می‌شود. در نتیجه، اگر لوله‌های مسی در محیطی با دمای بالا نصب شده باشند، احتمال خوردگی به‌ویژه از نوع گالوانیکی یا یکنواخت بیشتر خواهد بود.

۴. تغییرات ناگهانی دما (شوک حرارتی)

تغییرات سریع و مداوم دما باعث ایجاد انبساط و انقباض در فلز می‌شود. این موضوع می‌تواند منجر به ایجاد ترک‌های ریز یا تغییر ساختار فلزی شده و در نهایت شرایط را برای نفوذ یون‌ها و شروع خوردگی فراهم سازد.

۵. آلودگی‌های سطحی و رسوبات خارجی

گرد و غبار، چربی، مواد شیمیایی باقیمانده از فرآیندهای صنعتی یا حتی لایه‌های نازک سیمان، می‌توانند با جذب رطوبت، به محیط‌های خورنده موضعی تبدیل شوند. این آلودگی‌ها، در صورت عدم پاک‌سازی مناسب، می‌توانند باعث شروع خوردگی موضعی یا حفره‌ای شوند.

با وجود اینکه مس به‌عنوان یکی از مقاوم‌ترین فلزات در برابر خوردگی شناخته می‌شود، شواهد و تجربیات میدانی نشان می‌دهند که شرایط محیطی نامناسب، ترکیبات شیمیایی خورنده، کیفیت پایین آب، تماس با فلزات ناهمجنس و طراحی غیراصولی می‌توانند زمینه‌ساز انواع خوردگی در لوله‌های مسی شوند. این خوردگی‌ها نه‌تنها منجر به کاهش عملکرد و راندمان سیستم‌های انتقال سیال می‌شوند، بلکه در صورت بی‌توجهی، باعث خسارات مالی، توقف عملیات صنعتی و حتی تهدیدات ایمنی خواهند شد.

بنابراین، شناخت دقیق دلایل خوردگی لوله‌های مسی و به‌کارگیری راهکارهای پیشگیرانه مانند انتخاب مناسب مواد، کنترل PH و یون‌های مهاجم، عایق‌کاری اصولی و بازرسی‌های دوره‌ای، از اهمیت بالایی برخوردار است. با مدیریت صحیح این فرآیند، می‌توان عمر مفید لوله‌ها را به‌طور قابل توجهی افزایش داد و از ایجاد هزینه‌های ناخواسته جلوگیری کرد.

اگر برای خرید انواع محصولات مسی، فلزات رنگی و آلیاژی دیگر و همچنین فلزات آهنی نیاز به مشاوره دارید با ما تماس بگیرید.