ما الذي تغطيه مواصفات ASTM A53
ASTM A53 هي المواصفات العامة لأنابيب الصلب الكربوني الملحومة وغير الملحومة المستخدمة في أنظمة الأنابيب العادية للمياه والبخار والهواء والغاز عند درجة حرارة معتدلة. وهي تحدد درجتين للقوة، A وB، وثلاثة أنواع للتصنيع: النوع F الملحوم بعقب الفرن، والنوع E الملحوم بالمقاومة الكهربائية والنوع S غير الملحوم. قد يتم تزويد الأنابيب باللون الأسود أو بطبقة من الزنك المجلفن -المغمسة على الساخن للحماية من التآكل الخارجي في الخدمة الجوية.
طلاء الزنك هو إجراء لحماية السطح فقط. فهو لا يرفع قدرة درجة حرارة الفولاذ، ويقدم سلوكًا خاصًا به داخل تجويف الأنبوب، وهذا هو السبب وراء تقييد المواد المجلفنة في العديد من الخدمات الصعبة.
لماذا يُحظر استخدام أنابيب ASTM A53 المجلفنة في العديد من أنظمة رشاشات الحماية من الحرائق
كثيراً ما تستبعد مواصفات الحماية من الحرائق وقواعد تصميم النظام الأنابيب المجلفنة ASTM A53 من أنظمة الرش الرطب، والأسباب ميكانيكية وكيميائية وليست تجميلية:
انفصال الطلاء: يمكن أن تتقشر طبقة الزنك أو تتشقق طوال فترة خدمة النظام، وتنتقل الجزيئات المنفصلة مع الماء حتى تستقر في رؤوس الرشاشات والفوهات الصغيرة، مما قد يمنع الرأس من الفتح أو يشوه نمط الرش الخاص به.
تفاعل التآكل الداخلي: في النظام الرطب، يكون طلاء الزنك على اتصال دائم بالمياه الراكدة، وحالة السطح الناتجة تعزز آلية التآكل البكتيري التي تهاجم جدار الأنبوب من الداخل.
نتيجة الفشل: أنظمة الرش هي معدات سلامة الحياة، لذا فإن أي حطام داخلي أو فقدان في الجدار يقلل من موثوقية التفريغ يتم التعامل معه على أنه غير مقبول وليس مجرد إزعاج.
وبالتالي فإن الأنابيب الفولاذية السوداء ذات الجدول الزمني المناسب هي الاختيار التقليدي لتشغيل الأنابيب، مع معالجة التحكم في التآكل من خلال تصميم النظام ومعالجة المياه والصرف بدلاً من طلاء الزنك الداخلي.
التآكل المتأثر ميكروبيولوجيًا في الأنظمة الرطبة
التآكل المتأثر ميكروبيولوجيًا هو آلية فقدان الجدار التي تحركها البكتيريا التي تستعمر السطح الداخلي للأنابيب وتنشئ خلايا كهروكيميائية موضعية. في نظام الرش الرطب، يمكن لمزيج من الماء الراكد والمواد المغذية والسطح المجلفن أن يدعم هذا النشاط، ويأخذ الضرر شكل ثقوب صغيرة وعميقة عبر الجدار بدلاً من التخفيف الموحد. يكون الاكتشاف صعبًا لأن الأنبوب يبدو سليمًا من الخارج، وعادة ما تكون الإشارة الأولى هي تسرب الماء من الثقب أو فقدان الضغط في النظام.
يتركز التخفيف العملي على إبقاء النظام جافًا حيثما يسمح التصميم بذلك، باستخدام الأنابيب الجافة أو ترتيبات ما قبل الإجراء- في المساحات التي لا يمكن إبقاؤها فوق درجة التجمد، وتصريف واختبار الأنظمة الرطبة في الموعد المحدد، والتحكم في كيمياء المياه. ويدعم اختيار المواد هذه التدابير بدلاً من استبدالها.
اختيار المواد لخطوط الصرف الكيميائية العدوانية
لا يمكن خدمة خطوط الصرف الكيميائية التي تحمل خليطًا من الأحماض والمذيبات بمنتج واحد من الصلب الكربوني، ويعد الاختيار بين البوليمرات الفلورية مثالًا جيدًا. يتم تحديد أنابيب PVDF قبل مادة البولي بروبيلين لمثل هذه المهمة لأنها تتمتع بمقاومة كيميائية أوسع، خاصة ضد الأحماض القوية والهيدروكربونات الأليفاتية والعطرية والمذيبات المهلجنة. كما أنه يوفر قوة ميكانيكية أعلى ومقاومة أفضل للتعرض للأشعة فوق البنفسجية، لذلك فهو يتحمل تيارات النفايات الأكثر عدوانية والأكثر تنوعًا دون أن تصبح أنظمة الدعم هي العامل المقيد. ويظل مادة البولي بروبيلين خيارًا فعالاً من حيث التكلفة-حيث يكون التدفق السائل أبسط وأكثر برودة وأقل تركيزًا.
-أنابيب خدمة المياه والحامض عالية النقاء
يعتبر الماء منزوع الأيونات-عالي النقاء عدوانيًا بطريقة يسهل الاستهانة بها. فهو يرشح بسهولة الأيونات المعدنية من سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، وهذا التلوث يدمر قيمة المقاومة التي تعتمد عليها العملية. تعمل البطانة البيرفلوروألكوكسي الموجودة داخل غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ على حل المشكلة عن طريق فصل الماء عن المعدن: البطانة خاملة كيميائيًا وتوفر سطح تلامس فائق النقاء-، بينما يحمل الغلاف الفولاذي الأحمال الميكانيكية وأحمال الضغط.
تمثل الخدمة الحامضة التحدي المعاكس. في خط الأنابيب الذي يحمل كبريتيد الهيدروجين، تصبح درجة خط الأنابيب مثل درجة الخدمة الحمضية API 5L حرجة لأن الخطر يتمثل في التشقق بدلاً من التآكل العام. تطبق درجات الخدمة الحامضة ضوابط كيميائية صارمة، بما في ذلك الصلابة المنخفضة ومكافئ الكربون الخاضع للرقابة، إلى جانب الاختبارات المحسنة مثل اختبارات التكسير الناجم عن الهيدروجين واختبارات التكسير بضغط الكبريتيد. تتناول هذه التدابير التكسير المستحث بالهيدروجين والتكسير الناتج عن إجهاد الكبريتيد، وهي أوضاع فشل كارثية وغالبًا ما تكون مفاجئة للدرجات القياسية المعرضة لكبريتيد الهيدروجين.
الزهر مقابل المكونات المطاوع في نفس السبيكة
يعد اختيار السبائك وشكل المنتج قرارين منفصلين. يتم استخدام مكونات المصبوب مثل ASTM A351 CF8M، المكافئ المصبوب للسبائك 316 المطاوع، في الصمامات والمضخات والتجهيزات لأن الأشكال الداخلية المعقدة أسهل بكثير من صبها آليًا من الأنابيب المطاوع. قد تظهر المسبوكات خصائص ميكانيكية مختلفة قليلاً وسطحًا أكثر خشونة، لذلك تظل الأنابيب المطاوع مثل ASTM A312 TP316 هي الخيار المفضل للتشغيل المستقيم الرئيسي للأنابيب، حيث تكون الخصائص المتسقة والتجويف الأكثر سلاسة واللحامات القابلة للفحص هي الأكثر أهمية.
الأسئلة المتداولة حول ASTM A53 وحظر الأنابيب
س: هل يحظر ASTM A53 نفسه الأنابيب المجلفنة؟
رقم ASTM A53 يسمح بالمنتج المجلفن بالغمس الأسود والساخن-؛ يأتي التقييد من مواصفات نظام الحماية من الحرائق وقواعد التصميم التي تستثني الأنابيب المجلفنة للأسباب الموضحة أعلاه.
س: لماذا يمكن للطلاء المجلفن أن يسد رأس الرشاش؟
يمكن أن يتقشر الزنك من جدار الأنبوب مع مرور الوقت، ويحمل الماء الجزيئات السائبة إلى أصغر الفتحات، حيث يمكن أن تسد الرأس أو تغير نمط التفريغ.
س: ما الذي يستخدم بدلاً من المجلفن A53 في أنظمة الرش الرطب؟
أنابيب فولاذية سوداء وفقًا للجدول الزمني المحدد، مع التحكم في التآكل الداخلي من خلال تصميم النظام والصرف والاختبار والتحكم في كيمياء المياه.
س: ما هي درجات وأنواع الأنابيب ASTM A53؟
الدرجات A وB في ثلاثة أنواع: النوع F ملحوم بعقب الفرن، والنوع E ملحوم بالمقاومة الكهربائية والنوع S غير ملحوم.
س: لماذا يتم اختيار PVDF على مادة البولي بروبيلين في خطوط تصريف المواد الكيميائية؟
يقاوم PVDF مجموعة واسعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك الأحماض القوية والهيدروكربونات والمذيبات المهلجنة، ويوفر قوة ميكانيكية أعلى ومقاومة أفضل للأشعة فوق البنفسجية.
س: لماذا يتم استخدام بطانة PFA في أنابيب المياه-عالية النقاء؟
تمنع بطانة الفلوروبوليمر الخاملة الماء من تسرب الأيونات المعدنية من غلاف الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يحمي المقاومة بينما يوفر الغلاف قوة هيكلية.
إن فهم سبب تقييد المادة أمر مهم بقدر أهمية معرفة التقييد نفسه: في كل حالة من هذه الحالات، يأتي التقييد من كيمياء الخدمة أو الطلاء أو السبيكة، والبديل الصحيح هو الذي يزيل هذا الضعف المحدد.
