ظاهرة شائعة لتآكل أوعية الضغط

1. التآكل الشامل (المعروف أيضًا بالتآكل المنتظم)، وهو ظاهرة ناتجة عن التآكل الكيميائي أو الكهروكيميائي، حيث يصل الوسط المسبب للتآكل إلى جميع أجزاء سطح المعدن بالتساوي، مما يؤدي إلى تجانس نسبي في تركيب المعدن وبنيته، وبالتالي يتآكل سطح المعدن بأكمله بمعدل متقارب. بالنسبة لأوعية الضغط المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، في بيئة أكالة ذات درجة حموضة منخفضة، قد تفقد طبقة التخميل تأثيرها الوقائي نتيجة الذوبان، مما يؤدي إلى حدوث التآكل الشامل. سواء كان التآكل الشامل ناتجًا عن التآكل الكيميائي أو الكهروكيميائي، فإن السمة المشتركة هي صعوبة تكوين طبقة تخميل واقية على سطح المادة أثناء عملية التآكل، وقد تذوب نواتج التآكل في الوسط، أو تُشكّل أكسيدًا مساميًا غير متماسك، مما يُفاقم عملية التآكل. لا يُمكن الاستهانة بأضرار التآكل الشامل: أولًا، سيؤدي إلى انخفاض مساحة الضغط لعنصر التحميل في وعاء الضغط، مما قد يتسبب في تسرب ناتج عن الثقوب، أو حتى تمزقه أو تلفه بسبب عدم كفاية قوته. ثانيًا، في عملية التآكل الكهروكيميائي الشامل، غالبًا ما يصاحب ذلك تفاعل اختزال H+، مما قد يتسبب في امتلاء المادة بالهيدروجين، ثم يؤدي إلى هشاشة الهيدروجين ومشاكل أخرى، وهذا هو السبب أيضًا في ضرورة إزالة الهيدروجين من المعدات أثناء صيانة اللحام.
٢. التنقر ظاهرة تآكل موضعي تبدأ على سطح المعدن وتتوسع داخليًا لتشكل حفرة تآكل صغيرة. في بيئة معينة، وبعد فترة من الزمن، قد تظهر ثقوب أو تنقرات فردية على سطح المعدن، وتستمر هذه الثقوب في التعمق مع مرور الوقت. على الرغم من أن فقدان وزن المعدن الأولي قد يكون ضئيلاً، إلا أنه نظرًا لسرعة التآكل الموضعي، غالبًا ما تُثقب جدران المعدات والأنابيب، مما يؤدي إلى حوادث مفاجئة. يصعب فحص تآكل التنقر لأن ثقب التنقر صغير الحجم وغالبًا ما يكون مغطى بنواتج التآكل، لذا يصعب قياس درجة التنقر ومقارنتها كميًا. لذلك، يمكن اعتبار تآكل التنقر أحد أكثر أشكال التآكل تدميرًا وخطورة.
3. يُعدّ التآكل بين الحبيبات ظاهرة تآكل موضعية تحدث على طول حدود الحبيبات أو بالقرب منها، ويعود ذلك أساسًا إلى اختلاف التركيب الكيميائي بين سطح الحبيبات وتركيبها الداخلي، فضلًا عن وجود شوائب على حدود الحبيبات أو إجهاد داخلي. ورغم أن التآكل بين الحبيبات قد لا يكون واضحًا على المستوى الكلي، إلا أنه بمجرد حدوثه، يفقد المادة قوتها بشكل فوري تقريبًا، مما يؤدي غالبًا إلى تعطل المعدات فجأة دون سابق إنذار. والأخطر من ذلك، أن التآكل بين الحبيبات قد يتحول بسهولة إلى تشقق تآكل الإجهاد بين الحبيبات، والذي يصبح بدوره مصدرًا لتشقق تآكل الإجهاد.
4. تآكل الفجوات هو ظاهرة تآكل تحدث في الفجوات الضيقة (يتراوح عرضها عادةً بين 0.02 و0.1 مم) المتكونة على سطح المعدن نتيجة وجود أجسام غريبة أو لأسباب هيكلية. يجب أن تكون هذه الفجوات ضيقة بما يكفي للسماح بتدفق السوائل وتوقفها، مما يوفر الظروف اللازمة لتآكلها. في التطبيقات العملية، قد تشكل وصلات الفلنجات، وأسطح تثبيت الصواميل، ووصلات التراكب، وخطوط اللحام غير الملحومة بالكامل، والشقوق، والمسام السطحية، وخبث اللحام غير المنظف والمتراكم على سطح المعدن، والشوائب، وغيرها، فجوات تؤدي إلى تآكل الفجوات. يُعد هذا النوع من التآكل الموضعي شائعًا ومدمرًا للغاية، ويمكن أن يُلحق الضرر بسلامة الوصلات الميكانيكية وإحكام المعدات، مما يؤدي إلى تعطلها وحتى وقوع حوادث مدمرة. لذلك، يُعد منع تآكل الفجوات ومكافحته أمرًا بالغ الأهمية، ويتطلب صيانة وتنظيفًا دوريًا للمعدات.
٥. يُمثل التآكل الإجهادي ٤٩٪ من إجمالي أنواع التآكل في جميع الحاويات، ويتميز بتأثير تآزري بين الإجهاد الموجه والوسط المُسبب للتآكل، مما يؤدي إلى تشقق هش. يمكن لهذا النوع من التشققات أن يتطور ليس فقط على طول حدود الحبيبات، بل أيضًا عبر الحبيبات نفسها. ومع تعمق التشققات داخل المعدن، يؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في قوة الهيكل المعدني، بل وقد يتسبب في تلف مفاجئ للمعدات المعدنية دون سابق إنذار. لذلك، يتميز التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) بخصائص التدمير المفاجئ والشديد، فبمجرد تشكل الشق، يكون معدل انتشاره سريعًا جدًا ولا توجد أي مؤشرات تحذيرية قبل الانهيار، مما يجعله شكلاً بالغ الخطورة من أشكال تعطل المعدات.
٦. آخر ظواهر التآكل الشائعة هي تآكل الإجهاد، والذي يشير إلى عملية التلف التدريجي لسطح المادة حتى التمزق تحت التأثير المشترك للإجهاد المتناوب والوسط المسبب للتآكل. يؤدي التأثير المشترك للتآكل والإجهاد المتناوب للمادة إلى تقصير وقت بدء تشققات الإجهاد وعدد دوراتها بشكل ملحوظ، وزيادة سرعة انتشار الشقوق، مما ينتج عنه انخفاض كبير في حد إجهاد المواد المعدنية. لا تُسرّع هذه الظاهرة من الفشل المبكر لعنصر الضغط في المعدات فحسب، بل تجعل أيضًا العمر الافتراضي لأوعية الضغط المصممة وفقًا لمعايير الإجهاد أقل بكثير من المتوقع. أثناء الاستخدام، ولمنع ظواهر التآكل المختلفة مثل تآكل الإجهاد في أوعية الضغط المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، يجب اتخاذ التدابير التالية: تنظيف خزان التعقيم وخزان الماء الساخن والمعدات الأخرى تنظيفًا شاملاً كل ستة أشهر؛ إذا كانت عسورة الماء عالية ويتم استخدام المعدات لأكثر من ثماني ساعات يوميًا، فيجب تنظيفها كل ثلاثة أشهر.