جلوگیری از تاثیرات سرعت:
خوردگی سایشی و کاویتاسیون
یک سیستم گرمایش آبی معمولا شامل شبکه ای از لوله های حلقوی و تعدادی رادیاتور است که آب گرم شوفاژ از دیگ آبگرم (بویلر آب گرم ) یا منبع آب گرم به کمک یک یا چند پمپ در آن گردش می کند.
بدین ترتیب آب گرم در اسرع وقت به دورترین رادیاتورها یا واحدهای حرارتی ساختمان می رسد و بر می گردد. اما در نتیجه سرعت آب، در این شبکه لوله های حلقوی خوردگی سایشی و کاویتاسیون رخ می دهند.
خوردگی سایشی
افت فشار اصطکاکی در جریان یک سیال با مربع سرعت جریان متناسب است. با افزایش سرعت، تاثیر سایش روی جدار داخلی لوله نیز بیشتر شده و ممکن است خوردگی روی دهد.
گسترش خوردگی در اثر سرعت جریان به مشخصات فیزیکی جنس لوله یا موانع موجود روی جدار داخلی آن از قبیل پلیسه ها، برآمدگی های ناشی از جوشکاری یا لحیم کاری و یا رسوبات معدنی بستگی دارد.
خوردگی سایشی در جایی روی می دهد که آشفتگی (Turbulance) جریان در سیستم توسعه یابد. این آشفتگی مانع تشکیل لایه طبیعی محافظ روی جدار داخلی لوله می گردد و لذا سطح داخلی لوله شروع به فرسایش می کند.
آشفتگی جریان در نتیجه سرعت زیاد، تغییر ناگهانی مسیر جریان، و باز هم وجود موانعی از قبیل پلیسه ها و برآمدگی های ناشی از ماده جوش اضافی روی سطح داخلی لوله اتفاق می افتد.
خوردگی سایشی به سهولت از روی علائم ظاهری سطح آسیب دیده قابل تشخیص است. یک نمونه این آسیب ها، بروز چاله های نعل اسبی (Horse Shoe Pits) روی سطح لبه های باز لوله در پایین دست جریان است.
فرسایش در پایین دست جریان بلافاصله پس از یک اتصال یا مانع، شدیدتر است. در بعضی موارد، خوردگی به سمت پایین دست جریان سریعا پیشرفت می کند و این به دلیل تشدید حالت آشفتگی در چاله هایی است که در اثر خوردگی ایجاد شده اند.
گاهی این تاثیر چنان شدید است که جدار داخلی لوله را به کلی زبر کرده و تشخیص “چاله های نعل اسبی” را دشوار می سازد. در این موارد، ضخامت جداره لوله به وضوح کم می شود. بعد از ناحیه آشفتگی شدید، اگر سرعت کاهش یافته و شرایط جریان بهتر شود، ممکن است جریان دوباره آرام گردد و در این قسمت لوله خوردگی ایجاد نشود.
کاویتاسیون
پدیده کاویتاسیون در یک سیستم آبی هنگامی روی می دهد که سرعت جریان بالا بوده و جهت آن ناگهان تغییر کند،یا جریان دفعتا مزاحمی برخورد نماید.
عبور جریان با سرعت زیاد از یک زانویی و آشفتگی در آن ناحیه موجب ایجاد خلاء در خم زانویی و تشکیل حباب هایی در جریان می شود. این حباب ها پس از خروج از ناحیه آشفتگی می ترکند و همین ترکیدن نیروی کافی برای خوردگی سطح داخلی زانویی را فراهم می کند.
عوامل موثر در خوردگی سایشی
طبق بررسی کارشناسان کانادایی چند عامل در خوردگی سایشی لوله های سیستم گرمایش آبی دخیل هستند:
- بالاترین سرعت جریان آب به بیش از ۵ فوت بر ثانیه؛
- کم گرفتن قطر لوله ها که خود سبب افزایش سرعت می شود؛
- انتخاب پمپ بزرگتر از اندازه لازم که این هم موجب افزایش سرعت می شود؛
- قصور در برطرف کردن ناصافی های سطح داخلی لوله ها بعد از برش آن ها؛
- تغییرات زیاد و ناگهانی مسیر جریان؛
- اتصالات جوشی نامطلوب و ناصحیح؛
- استفاده ناصحیح از شیرهای خفقان (Throuling valves) برای متعادل کردن سیستم.
سرعت زیاد
سرعت زیاد جریان آب در سیستم گرمایش آبی معمولا نتیجه استفاده از پمپ بزرگتر از اندازه مناسب و یا کوچکتر گرفتن اندازه لوله هاست.
برای جبران این خطاها و جلوگیری از خوردگی سایشی، چند راه وجود دارند که تمامی آنها بر کاهش سرعت جریان آب یا برطرف کردن آشفتگی جریان در زانویی ها و وصاله ها مبتنی هستند:
ایجاد یک مسیر کنار گذر(Bypass) برای پمپ به منظور کاهش خروجی موثر آن:
استفاده از یک پمپ کوچکتر یا استفاده از یک شیر خفقان یا شیر متعادل کننده در پایین دست جریان پمپ برای محدود کردن جریان و انتخاب لوله های بزرگتر در ناحیه ای که بیشتر در معرض خوردگی است.
تاثیر دما
مضاف بر آنچه ذکر شد، بد نیست برای کاستن از شدت جریان دمای آب گرم مصرفی به حداکثر F140۰(c60۰) محدود می شود. چرا که افزایش دمای آب مصرفی تاثیر خوردگی را روی لوله ها بیشتر می کند. خوردگی سایشی در خطوط لوله آب سرد نیز ممکن است روی دهد، اما این کمتر اتفاق می افتد.
توصیه ها
- تمام سیستم های گرمایشی آبی را طوری طراحی کنید که در آنها سرعت آب از ۵ فوت بر ثانیه و دمای آب از F140۰(c60۰) تجاوز نکند. اگر دمای آب بیش از F 140۰ منظور شود، سرعت نباید از ۳ تا ۴ فوت بر ثانیه تجاوز کند.
- حتی المقدور باید از تغییر جهت ناگهانی مسیر جریان اجتناب شود.
- بعد از بریدن یا جوشکاری لوله ها، تمام پلیسه ها و جوش های اضافی باید از سطح داخلی لوله برطرف شوند.
ترجمه و اقتباس: مهندس سید مجتبی طباطبائی
! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !
 |  |  |  |  |  |
