التآكل في الصناعة الكيماوية

أثناء إنتاج الكيماويات القوية مثل الأحماض، من المرجح أن تتضرر المعدات المعدنية الخاصة بالنقل والتخزين بسبب عملية التآكل.

ينتج تآكل الصناعة الكيميائية أساسًا عن السوائل والغازات المستخدمة في العمليات الكيميائية. حيث إنها تأكل جهاز المعالجة وحاويات التخزين من الداخل بمهاجمة الأسطح المعدنية الداخلية. يسيطر نوعان من المواد على الصناعة الكيميائية: أحماض الكبريتيك المركزة والأحماض العضوية، كل منها يسبب مشاكل تآكل معينة.

حامض الكبريتيك المركز هي مادة أساسية في الصناعة الكيميائية يتم استخدامه لصنع الأسمدة ومنتجات التنظيف، او كمحلول كهربائي في بطاريات الرصاص الحمضية. كما أنه يستخدم في تكرير النفط ومعالجة المعادن. إنها مادة تآكل شديدة تهاجم الأسطح الداخلية للأنابيب الفولاذية وحاويات التخزين. يشيع استخدام الفولاذ الكربوني في العمليات التي تنطوي على هذا الحمض، بسبب سعره الاقتصادي وعلى الرغم من تعرضه الشديد للتآكل. تعتبر أنواع الفولاذ الأخرى، مثل الفولاذ الأوستنيتي، أكثر مقاومة للتآكل، ولكنها أغلى بكثير. لذلك، حتى عند تنفيذ إجراءات الحماية من التآكل، فإن جهاز المعالجة يتآكل بمرور الوقت.

الأحماض العضويةالتي يوجد منها تقريبًا عدد غير محدود من المركبات، تشكل مجموعة مهمة أخرى من المواد في الصناعة الكيميائية. هذه الأحماض بشكل عام قليلة الحمضية بالمقارنة مع الأحماض غير العضوية مثل حمض الكبريتيك (تمت مناقشته أعلاه). ولكنها تسبب تآكل ثاني أكسيد الكربون في الفولاذ (التآكل الناجم عن انحلال الحديد في محاليل حمض الكربونيك المحتوية على الكلوريد). عندما يتعرض الفولاذ لمحلول حمض الكربونيك، فإنه يتآكل بسرعة هائلة. مع تشكل طبقات الكربونات، ينخفض معدل التآكل، ويصل في النهاية إلى حالة مستقرة. إذا لم تتشكل طبقات الكربونات، فإن معدل التآكل سيظل مرتفعًا - وهذا يعتمد على ملوحة المرحلة المائية ودرجة الحرارة. عادة، عندما تكون المرحلة المائية / المحلول الملحي مشابهة لمياه البحر، يحدث هذا في درجات حرارة تتراوح بين 15 درجة مئوية و 65 درجة مئوية.

الصناعات الغذائية

يمكن تقسيم تآكل الطعام إلى ثلاث فئات:

- غير قابلة للتآكل - مثل الحليب والأسماك واللحوم والزيت والدهون والحبوب. - قابلة للتآكل لدرجة خفيفة - الأطعمة التي تحتوي على درجة حموضة من 6 إلى 7، وتحتوي على أقل من 1٪ ملح، على سبيل المثال، النبيذ والبيرة والمشروبات الغازية الحلوة وشراب الفاكهة والشوربات واللحوم المعلبة. - عالية التآكل - الأطعمة التي تحتوي على درجة حموضة من 3 إلى 5، على سبيل المثال، عصائر فاكهة الليمون، والفواكه المعلبة الحمضية، والمربى، والخضروات المخللة بالملح والسمك (مع 1 - 3٪ ملح)، والمرق والصلصات والسلطة. ينتج التآكل أيضًا عن استخدام عوامل التنظيف والتطهير اللازمة للحفاظ على معايير سلامة الأغذية: يتم استخدام ثلاثة أنواع عوامل التنظيف والتطهير:

- القلوية - على سبيل المثال الصودا الكاوية والفوسفات القلوي وكربونات الصوديوم وبيكربونات - حمضي - على سبيل المثال أحماض الفوسفوريك والستريك والسلفاميك - المؤكسدات - على سبيل المثال الكلور وحمض النيتريك والأوزون وهيبوكلوريت وبيروكسيد الهيدروجين. تتسبب المواد الحمضية والمؤكسدة التي تتدفق في أنابيب مصنع المعالجة وفي أحواض المعالجة والتخزين في حدوث تآكل داخلي. لذلك، فإن أوعية المعالجة والتخزين لأنواع معينة من الطعام معرضة للتآكل الداخلي. المنتجات المستخدمة لتنظيف مصانع التجهيز - تعتبر النظافة ذات أهمية قصوى في صناعة الأغذية - قد تتسبب أيضًا في تآكل المعدات من الداخل.

صناعة الادوية

في صناعة المستحضرات الصيدلانية، يعتبر الزجاج والفولاذ المقاوم للصدأ من المواد الأساسية المستخدمة في بناء معدات المعالجة. إن تطوير المنتجات والعمليات الكيميائية الحيوية والصيدلانية المتطورة بشكل متزايد مقيد بما يمكن تصنيعه في الحاويات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ (حيث يكون الزجاج غير مناسب). على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ أقوى وأكثر مقاومة للتآكل من الفولاذ الطري، إلا أن الفولاذ المقاوم للصدأ يتآكل بمرور الوقت حيث تُفقد مكوناته الصغيرة، مما يؤدي إلى إمكانات كهروكيميائية تتسبب في أكسدة المعدن - مما يضر بجودة المنتجات التي يتم تصنيعها. الزجاج هش ولا يتحمل التدوير الحراري جيدًا. في العديد من مصانع المعالجة، يعد التكسير الزجاجي الركيزة الحديدية أو الفولاذية الأساسية لسوائل العملية.

تكرير النفط

تتعرض الأسطح الداخلية لجهاز التكرير للهجوم من خلال المحتوى الحمضي للنفط الذي يتم تكريره، وبشكل أساسي محتوى النفط من الكبريت (التآكل الحمضي)، ومحتوى الثيول (المركبتان) وأحماض النفثينية. يتفاقم التآكل بفعل الضغوط العالية ودرجات الحرارة والتدفقات المستخدمة في العملية. يحدث التآكل في الغالب في وحدة التقطير الخام (CDU) وفي وحدة التفريغ العالي (HVU) حيث يتم تقطير النفط الخام على خطوتين، عند الضغط الجوي وتحت التفريغ، إلى أجزائه الرئيسية.

وفقًا لمنشور NACE "تكاليف التآكل والاستراتيجيات الوقائية في الولايات المتحدة - المنشور رقم. FHWA-RD-01-156 "، الذي أصدرته الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة (FHWA) في عام 2002، تبلغ التكلفة السنوية المباشرة للتآكل للصناعات الكيماوية والبتروكيماوية والصناعات الدوائية في الولايات المتحدة 1.7 مليار دولار أمريكي، أي تقريبًا. 10٪ من إجمالي التكلفة السنوية المباشرة للتآكل في الولايات المتحدة.