التحليل الكيميائي لمواد العزل الحراري وفقًا لمعيار ASTM C871 للكشف عن أيونات الكلوريد والفلوريد والسيليكات والصوديوم المقاومة للتسرب

التحليل الكيميائي لمواد العزل الحراري وفقًا لمعيار ASTM C871 للكشف عن أيونات الكلوريد والفلوريد والسيليكات والصوديوم المقاومة للتسرب

يصف معيار ASTM C871 لطرق الاختبار القياسية للتحليل الكيميائي لمواد العزل الحراري للكشف عن أيونات الكلوريد والفلوريد والسيليكات والصوديوم القابلة للتسرب، والذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM)، طرق الاختبار المختبرية لتحديد أيونات الكلوريد والفلوريد والسيليكات والصوديوم القابلة للذوبان في الماء في مواد العزل الحراري في نطاقات أجزاء في المليون (ppm).

التحليل الكيميائي لمواد العزل الحراري وفقًا لمعيار ASTM C871 للكشف عن أيونات الكلوريد والفلوريد والسيليكات والصوديوم المقاومة للتسرب

ينبغي أن يعتمد اختيار إحدى طرق الاختبار المدرجة لكل من تحديدات الأيونات المطلوبة على قدرة المختبر، وتوافر المعدات اللازمة، وتركيز الأيونات، ومدى ملاءمتها لأي تداخل أيوني محتمل في محلول الاستخلاص.

أظهرت الدراسات أنه بالإضافة إلى أيون الكلوريد، يمكن لأيونات الفلوريد، عند ترسبها وتركيزها على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، أن تُسهم في حدوث تشققات التآكل الناتج عن الإجهاد الخارجي في غياب الأيونات المثبطة. يسمح معياران شائعان للعزل، خاصان بتشققات التآكل الناتج عن الإجهاد الخارجي، باستخدام نفس طريقتي الاختبار ASTM C692 وASTM C871 لتقييم مواد العزل. ويشترط كلا المعيارين تضمين أيونات الفلوريد إلى جانب أيونات الكلوريد عند تقييم الأيونات القابلة للاستخلاص.

يمكن أن تكون الكلوريدات (والفلوريدات) مكونات لمادة العزل، أو للبيئة، أو كليهما. ويمكن أن تتسبب الرطوبة الموجودة في مادة العزل أو في البيئة في هجرة الكلوريدات (والفلوريدات) عبر مادة العزل وتكثفها على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ الساخن.

يُعدّ معيار ASTM C871 معيارًا يحدد إجراءات المختبر لتحديد تركيز الملوثات الأيونية. وتكتسب هذه الملوثات أهمية خاصة نظرًا لقدرتها على المساهمة في تآكل المعدات المعدنية، ولا سيما الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يعمل في درجات حرارة عالية. ويُستخدم هذا المعيار على نطاق واسع كجزء من برامج تأهيل المواد وضمان الجودة في قطاعات توليد الطاقة، والبتروكيماويات، والطاقة النووية، والمعالجة الكيميائية، والعزل الصناعي.

يتمثل الغرض الأساسي من معيار ASTM C871 في قياس كميات الأيونات التالية التي يمكن إزالتها من مواد العزل الحراري باستخدام الماء في ظل ظروف مختبرية محددة:

  • أيونات الكلوريد
  • أيونات الفلورايد
  • أيونات الصوديوم
  • أيونات السيليكات

بخلاف تحليل التركيب الكيميائي الكامل، فإن معيار ASTM C871 لا يُقيّم إلا الجزء من هذه الأيونات القابلة للذوبان في الماء. وهذا يُمثل الملوثات التي قد تنتقل إلى الأسطح المعدنية أثناء الاستخدام.

عادةً ما تُحيط العوازل الحرارية بأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، وأوعية الضغط، والغلايات، والمبادلات الحرارية، والمفاعلات. إذا احتوت هذه العوازل على كميات زائدة من الكلوريدات الذائبة أو أيونات أخرى ضارة، فقد تُذيب الرطوبة هذه الملوثات وتنقلها إلى سطح المعدن. وهذا قد يؤدي إلى:

  • تشقق التآكل الناتج عن الإجهاد الكلوريدي
  • التآكل الموضعي
  • الحفر
  • تقصير عمر المعدات
  • تكاليف صيانة غير متوقعة
  • مخاطر السلامة في المنشآت الصناعية الحيوية.

يُقدّم معيار ASTM C871 طريقةً موحدةً لتحديد كمية هذه الملوثات، ما يسمح بتقييم مواد العزل قبل تركيبها. وينطبق هذا المعيار على العديد من منتجات العزل، بما في ذلك:

  • عزل سيليكات الكالسيوم
  • الصوف المعدني
  • عزل من الألياف الزجاجية
  • عزل البيرلايت الموسع
  • منتجات ألياف السيراميك
  • عزل زجاجي خلوي
  • عزل الأنابيب مسبق التشكيل
  • الأسمنت العازل
  • مواد أخرى للعزل الحراري غير العضوي

ينطبق هذا المعيار على كل من المواد الخام ومنتجات العزل النهائية.

الأيونات التي تم قياسها باستخدام طرق الاختبار الموصوفة هي كما يلي:

  • الكلوريد: يعتبر الكلوريد الملوث الأكثر خطورة في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، حيث يمكن أن يتسبب في تشقق التآكل الناتج عن الإجهاد الكلوريدي في ظل ظروف معينة من درجة الحرارة والرطوبة.
  • الفلورايد: يمكن أن تساهم أيونات الفلورايد أيضًا في التآكل في بعض البيئات، ولذلك يتم رصدها.
  • الصوديوم: الصوديوم نفسه أقل عدوانية بشكل عام ولكنه يعمل كمؤشر على التلوث القلوي القابل للذوبان.
  • السيليكات: يساعد تحليل السيليكات في تحديد محتوى السيليكات القابل للذوبان ويدعم تقييم التركيب الكيميائي للعزل.

على الرغم من أن معيار ASTM C871 يتضمن تعليمات معملية مفصلة، ​​إلا أن الإجراء الأساسي يتضمن ما يلي:

  • أخذ عينة تمثيلية من مادة العزل.
  • يجب تحضير العينة وفقًا للمتطلبات المحددة.
  • إزالة الأيونات الذائبة باستخدام الماء منزوع الأيونات في ظل ظروف مضبوطة.
  • تصفية المستخلص.
  • قياس الأيونات الفردية باستخدام التقنيات التحليلية المناسبة.
  • الإبلاغ عن تركيزات الأيونات وفقًا للمعايير.

يؤكد الإجراء على التعامل الدقيق مع العينات لمنع التلوث وضمان الحصول على نتائج قابلة للتكرار.

يسمح معيار ASTM C871 بتقنيات التحليل المختبري المناسبة، بما في ذلك:

  • عملية فصل الايونات
  • الأقطاب الكهربائية الانتقائية للأيونات
  • الطرق الطيفية الضوئية
  • قياس اللهب الضوئي (للصوديوم)
  • إجراءات تحليلية أخرى معتمدة تلبي الدقة المطلوبة

يجب أن توفر الطريقة التحليلية المختارة قياسات موثوقة ضمن نطاقات التركيز المحددة في المعيار.

يُستخدم معيار ASTM C871 بشكل شائع في المجالات التالية:

  • توصيف مواد العزل
  • مراقبة جودة الإنتاج
  • شهادة المنتج
  • اختبارات معملية من طرف ثالث
  • مواصفات الشراء
  • تحقيقات الخطأ
  • تقييم مخاطر التآكل
  • التحقق من تنظيف العزل.

يُستخدم هذا المعيار على نطاق واسع في المجالات التالية:

  • النفط والغاز
  • مصانع البتروكيماويات
  • المعالجة الكيميائية
  • محطات الطاقة النووية
  • إنتاج الطاقة التقليدية
  • مرافق الغاز الطبيعي المسال
  • الهندسة البحرية
  • مطلوب للصناعات التحويلية
  • مصانع الورق واللب
  • معالجة الأدوية

يُستخدم معيار ASTM C871 غالبًا بالتزامن مع معيار ASTM C692. فبينما يقيس معيار ASTM C871 كمية الملوثات الكيميائية المتسربة، يُقيّم معيار ASTM C692 ما إذا كانت مادة العزل تُسهم فعليًا في حدوث تشققات تآكل الإجهاد في الفولاذ المقاوم للصدأ في ظروف المختبر. وبشكل عام، يدعم التحليل الكيميائي الذي يُجرى وفقًا لمعيار ASTM C871 تفسير نتائج اختبار ASTM C692.

تتمثل المزايا الرئيسية التي يوفرها معيار ASTM C871 فيما يلي:

  • إجراءات المختبر الموحدة
  • قابلية تكرار واستنساخ جيدة.
  • تحديد الملوثات المسببة للتآكل.
  • تحسين ضمان جودة المواد.
  • تقديم الدعم للمواصفات القانونية ومواصفات المشروع.
  • زيادة موثوقية أنظمة العزل.
  • تقليل مخاطر تعطل المعدات قبل الأوان.

ومع ذلك، فإن معيار ASTM C871 له العديد من القيود:

  • فهو يقيس فقط الأيونات القابلة للذوبان في الماء، وليس إجمالي المحتوى العنصري.
  • قد لا تعكس ظروف الاستخلاص المختبرية بدقة التعرض الميداني.
  • لا يمكن للتحليل الكيميائي وحده أن يتنبأ بسلوك التآكل دون مراعاة العوامل البيئية مثل الرطوبة ودرجة الحرارة والإجهاد.
  • ينبغي تفسير النتائج بالاقتران مع اختبارات أداء التآكل والتقييم الهندسي.

في الختام، يُعدّ معيار ASTM C871 معيارًا تحليليًا أساسيًا لتقييم النظافة الكيميائية لمواد العزل الحراري. فمن خلال تحديد مستويات أيونات الكلوريد والفلوريد والصوديوم والسيليكات الذائبة، يُساعد هذا المعيار المصنّعين والمختبرات ومشغلي المصانع على تقييم مخاطر التآكل المحتملة التي تُشكّلها منتجات العزل. ويلعب هذا المعيار دورًا حيويًا في حماية معدات الفولاذ المقاوم للصدأ، وتعزيز موثوقية الأنظمة المعزولة، ودعم التشغيل الآمن طويل الأمد في البيئات الصناعية الصعبة.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفريقها الكفؤ والمتمرس، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار ASTM C871.

واتس اب