مواد الحماية من التآكل WPE-DK في البيئات الكيميائية العدوانية

تم تصميم مواد الحماية من التآكل WPE-DK UHPC للبيئات الصناعية الصعبة التي تتعرض فيها الأسطح الخرسانية للاحتكاك، والرطوبة، والأملاح، وبقايا العمليات الصناعية، والأحماض، والوسائط القلوية، والغازات الساخنة. وبفضل بنيتها الكثيفة، ونفاذيتها المنخفضة للغاية، ومقاومتها الميكانيكية العالية، فإنها مناسبة للعديد من التطبيقات التي تصل فيها المواد التقليدية القائمة على الأسمنت إلى حدود أدائها. ومع ذلك، يجب دائماً تقييم المقاومة الكيميائية وفقاً لظروف التشغيل المحددة، إذ لا توجد مادة مرتبطة بالأسمنت مقاومة عالمياً لجميع المواد الكيميائية.

 

تعتمد متانة مواد WPE-DK UHPC في البيئات العدوانية بشكل أساسي على بنية مجهرية شديدة الكثافة. وبالمقارنة مع المونة الأسمنتية التقليدية والخرسانة العادية، تقلل هذه البنية الكثيفة بشكل كبير من سرعة اختراق السوائل، والأيونات الذائبة، والمواد النشطة كيميائياً. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تأخير أو تقليل الهجوم الكيميائي، ولا سيما في حالات التعرض المتقطع أو عندما لا يُسمح للسوائل العدوانية بالبقاء على السطح لفترات طويلة. وفي العديد من التطبيقات الصناعية، يجعل ذلك من WPE-DK UHPC بديلاً معدنياً قوياً لبطانات الخرسانة التقليدية، ومونة الإصلاح، وأنظمة الحماية التقليدية من التآكل.

يحدث التحلل الكيميائي للمواد القائمة على الأسمنت عادة عندما تتفاعل المواد العدوانية مع الرابط الأسمنتي أو تقوم بإذابته. وبمجرد تعرض الرابط للهجوم، تضعف البنية الداخلية، وقد تنكشف الركام، ويفقد السطح تدريجياً جزءاً من مقاومته وكثافته وتماسكه. وتعتمد سرعة وشدة هذا الهجوم على عدة عوامل، منها قيمة الرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، والتركيز، ومدة التعرض، ودورات البلل والجفاف، والتهوية، وتنظيف السطح، ونوع المادة الكيميائية المعنية.

البيئات الحمضية

تُعد الأحماض من أكثر المواد خطورة بالنسبة للمواد الأسمنتية. فالأحماض غير العضوية القوية وبعض الأحماض العضوية يمكن أن تهاجم مرحلة الرابط وتؤثر في السلامة الإنشائية للسطح. ويزداد الخطر عندما يكون تركيز الحمض عالياً، أو تكون قيمة الرقم الهيدروجيني منخفضة، أو تكون درجة الحرارة مرتفعة، أو عندما تبقى السوائل الحمضية على تماس مع المادة لفترات طويلة.

 

بالنسبة للبيئات التي قد يحدث فيها تعرض للأحماض، يجب اختيار وتصميم أنظمة WPE-DK UHPC بعناية. ويوصى باتباع الاحتياطات التالية:

تجنب التعرض الدائم للأحماض ذات قيمة pH أقل من 5، ما لم يكن النظام قد تم اختباره خصيصاً لهذا التطبيق.

تجنب تكاثف الأبخرة الحمضية على السطح. ويمكن تحقيق ذلك من خلال الحفاظ على درجة حرارة السطح أعلى من نقطة الندى أو من خلال عزل المنشأ من الخارج عند الحاجة.

تنفيذ عمليات شطف منتظمة أو إجراءات غسل محكومة في المناطق التي قد تتراكم فيها بقايا حمضية.

تجنب تجمع السوائل الحمضية الراكدة في الزوايا أو القنوات أو الفواصل أو المنخفضات.

تقييم التركيب الكيميائي للطور السائل، وليس فقط الطور الغازي. فعادة ما يصبح الهجوم الكيميائي حرجاً عندما تذوب المركبات العدوانية في المكثفات أو سوائل العمليات الصناعية.

 

عندما يُتوقع تعرض شديد للأحماض، يوصى بشدة بإجراء اختبارات مخبرية في ظروف واقعية مماثلة لظروف المشروع قبل الاختيار النهائي للمادة.

البيئات القلوية

معظم المواد الأسمنتية قلوية بطبيعتها، ومواد WPE-DK تكون مستقرة عموماً في العديد من البيئات القلوية. وغالباً ما يكون التعرض القلوي العادي أقل خطورة من التعرض الحمضي. ومع ذلك، فإن المحاليل القلوية شديدة القوة قد تصبح عدوانية، وخاصة عند درجات الحرارة العالية أو في حالة التعرض المستمر.

في البيئات التي تتجاوز فيها قيمة pH مستوى 12، يجب تقييم التعرض بالتفصيل. فالمحاليل القلوية عالية التركيز، أو المكثفات القلوية الساخنة، أو الغمر المستمر في محاليل قلوية يمكن أن تؤثر مع مرور الوقت في المصفوفة الأسمنتية. ولهذا السبب، ينبغي تطبيق المبادئ التقنية نفسها المستخدمة في حالة التعرض للأحماض على البيئات شديدة القلوية أيضاً: تجنب السوائل الراكدة لفترات طويلة، ومنع تكوّن التكاثف، وتوفير التصريف المناسب، وإجراء اختبارات مقاومة خاصة بالمشروع عند الحاجة.

الأملاح والكلوريدات والكبريتات

توجد الأملاح والكلوريدات والكبريتات بشكل متكرر في البيئات الصناعية. ولا تهاجم هذه المواد دائماً مصفوفة WPE-DK UHPC بشكل مباشر، لكنها قد تسبب مخاطر ثانوية على المتانة. فالكلوريدات والكبريتات يمكن أن تؤثر في حديد التسليح، أو المكونات المعدنية المدمجة، أو الألياف الفولاذية إذا كانت موجودة ومكشوفة. وعند حدوث تآكل في التسليح، قد تؤدي نواتج التآكل التمددية إلى تشقق أو تقشر أو فقدان موضعي لسلامة السطح.

 

ولهذا السبب، يجب عند تصميم بطانات وأنظمة إصلاح WPE-DK UHPC مراعاة الهيكل بأكمله، وليس الطبقة السطحية فقط. وتشمل التفاصيل المهمة سماكة الغطاء أو الطبقة الواقية، وتصميم الفواصل، والتحكم في التشققات، وحماية الحواف، والتصريف، ودورات التعرض، والتوافق بين مادة WPE-DK والركيزة القائمة.

مناطق غازات العادم والتكاثف

يمكن استخدام مواد WPE-DK في أنظمة غازات العادم، والقنوات، والأعاصير الصناعية، والمنشآت الصناعية المماثلة. وفي مثل هذه التطبيقات، غالباً ما يكون الطور الغازي نفسه أقل خطورة من المكثفات التي يمكن أن تتشكل عندما يبرد الغاز. وقد تحتوي غازات العادم على مركبات كبريتية، أو كلوريدات، أو مكونات تفاعلية أخرى. وعندما تذوب هذه المركبات في المكثفات، يمكن أن يصبح السائل الناتج شديد الحمضية والعدوانية.

ولتقليل هذا الخطر، يجب منع التكاثف حيثما أمكن. وينبغي الحفاظ على درجة حرارة البطانة فوق نقطة الندى لتيار الغاز، وقد تكون هناك حاجة إلى عزل حراري على الجانب الخارجي للمنشأ. وإذا تعذر تجنب التكاثف، فيجب تحليل التركيب الكيميائي وقيمة pH للمكثفات، كما يجب اختبار نظام WPE-DK UHPC في ظروف مماثلة.

التعرض الكيميائي عند درجات الحرارة العالية

عند درجات الحرارة المرتفعة، تصبح المقاومة الكيميائية أكثر تعقيداً. فبعد حدود حرارية معينة، لا يتأثر التآكل والهجوم الكيميائي فقط بكيمياء السائل أو الغاز، بل أيضاً بالإجهادات الحرارية، وظروف الأكسدة والاختزال، والمركبات القلوية والكبريتية، إضافة إلى التغيرات التي تحدث في البنية المجهرية الأسمنتية.

في التطبيقات الصناعية ذات درجات الحرارة العالية، يمكن للمركبات المنصهرة أو التفاعلية مثل البوتاسيوم، أو الصوديوم، أو غيرها من المواد المحتوية على القلويات أن تخترق السطح. وإذا بردت هذه المركبات وتصلبت ثم انصهرت مرة أخرى خلال دورات حرارية متكررة، فقد تحدث أضرار موضعية. كما يلعب الغلاف الجوي المحيط دوراً مهماً. فالأجواء المؤكسدة قد تتصرف بشكل مختلف عن الأجواء المختزلة، ولذلك يجب تقييم البيئة الكيميائية بأكملها.

بالنسبة للتطبيقات التي تشمل درجات حرارة عالية، أو غازات عدوانية، أو دورات حرارية متكررة، توصي WPE-DK بإجراء تقييم تقني خاص بالمشروع، وإذا لزم الأمر، اختبارات تعرض مخبرية قبل التنفيذ.

توصيات عملية للتصميم

لا يعتمد الاستخدام الناجح لمواد الحماية من التآكل WPE-DK UHPC في البيئات الكيميائية العدوانية على المادة نفسها فقط، بل يعتمد أيضاً على التصميم الصحيح للنظام. وينبغي مراعاة المبادئ التالية أثناء التخطيط:

توفير تصريف فعال وتجنب السوائل الراكدة.

تجنب تراكم المواد الكيميائية في الفواصل، والزوايا، والتشققات، ومناطق الانتقال.

منع تكوّن التكاثف عند وجود غازات عدوانية.

اختيار سماكات طبقات مناسبة للتعرض المتوقع وللأحمال الميكانيكية.

النظر إلى الاحتكاك والتعرض الكيميائي معاً، لأن كلا التأثيرين يتفاعلان في العديد من البيئات الصناعية.

تقييم درجة الحرارة، وقيمة pH، والتركيز، ومدة التعرض كملف تعرض مشترك واحد.

إجراء اختبارات خاصة بالمشروع للبيئات الكيميائية الشديدة أو غير المعتادة أو المختلطة.

ضمان التحضير الصحيح للسطح، والخلط، والتنفيذ، والمعالجة وفقاً للتعليمات التقنية الخاصة بـ WPE-DK.

الخلاصة

توفر مواد الحماية من التآكل WPE-DK نظام حماية معدني كثيفاً، طويل العمر وذا مقاومة ميكانيكية عالية للعديد من البيئات الصناعية العدوانية. ويستند تفوق أدائها على المواد التقليدية القائمة على الأسمنت إلى نفاذية منخفضة للغاية، ومقاومة عالية جداً، ومقاومة محسنة بشكل كبير لاختراق السوائل العدوانية والمواد الذائبة.

ومع ذلك، يجب دائماً تقييم المقاومة الكيميائية مع مراعاة ظروف التعرض الفعلية. فالأحماض، والقلويات القوية، والمكثفات، والأملاح، والكبريتات، والكلوريدات، والغازات الساخنة، والتفاعلات الكيميائية عند درجات الحرارة العالية يمكن أن تتصرف بطرق مختلفة جداً حسب التركيز، وقيمة pH، ودرجة الحرارة، ومدة التعرض. لذلك، يجب اختيار أنظمة WPE-DK UHPC للتطبيقات الصناعية الصعبة على أساس مزيج من المعرفة بالمادة، وتحليل التعرض، والتصميم الصحيح، وإجراء الاختبارات المخبرية عند الحاجة.

من خلال التقييم التقني الصحيح وطريقة التنفيذ المناسبة، يمكن لمواد الحماية من التآكل WPE-DK UHPC أن توفر حماية طويلة الأمد للأرضيات الصناعية، والقنوات، والمجاري، ومناطق العمليات، وأنظمة غازات العادم، ومناطق المضخات، ومنشآت مياه الصرف الصحي، ومنشآت التعدين، والمصانع الكيميائية، وغيرها من التطبيقات الصعبة في مجال الحماية المعدنية.

 

www.wpe-dk.com

ber@wpe-dk.dk