استخدام المواد الكيميائية لأنظمة معالجة المياه

استخدام المواد الكيميائية لأنظمة معالجة المياه يؤثر على نوع الأنابيب والصمامات ومضخات الحقن وجميع أجزاء محطة معالجة المياه.

مواد البناء

تؤثر مواد البناء لأوعية تخزين المواد الكيميائية، ومضخات التغذية، والأنابيب، ومكونات النظام الكيميائي الأخرى على أداء محطة معالجة المياه، وعمر المعدات، وسلامة الأفراد، وجودة المياه، والبيئة. خاصة مواد البناء للأنظمة الكيميائية التي تعمل عند ضغوط ودرجات حرارة طبيعية في محطات معالجة المياه.

بالإضافة إلى مقاومة المواد الكيميائية، يجب أن يأخذ اختيار المواد في الاعتبار التكلفة والضغط ودرجة الحرارة والسرعة والقوة الميكانيكية والسلامة والتركيب الداخلي مقابل الخارجي والتركيب المدفون مقابل المكشوف وتآكل التربة والرطوبة والغازات والأبخرة التي قد تلامس مكونات النظام الكيميائي. تعتبر تكاليف دورة الحياة أساسية لاختيار المواد، حيث تأخذ في الاعتبار تكاليف التصنيع والتركيب والتكرار المتوقع للاستبدال. غالبًا ما تكون العديد من المواد البديلة مناسبة لتطبيق معين، والمادة التي تتمتع بأكبر قدر من المقاومة الكيميائية وأطول عمر ليست بالضرورة الخيار الأفضل. على سبيل المثال، قد يكون عمر مادة ما 30 عامًا، بينما تكون تكلفة دورة حياة مادة أخرى أقل حتى لو تم استبدالها كل 10 سنوات. تفضيلات المالك مهمة بنفس القدر، ويتم تحذير المصمم من اختيار المواد بناءً على الاقتصاد فقط.

تأثير درجة الحرارة على اتخاذ القرار

تعد درجة الحرارة عاملاً مهمًا في اختيار المواد البلاستيكية والمعدنية. تنخفض درجة الضغط، وبدرجة أقل، المقاومة الكيميائية للمواد البلاستيكية مع ارتفاع درجة الحرارة، خاصة إذا تجاوزت درجات الحرارة 100 درجة فهرنهايت (38 درجة مئوية). يجب على المصمم أن يستشير الشركات المصنعة فيما يتعلق بتصنيفات الضغط ودرجة الحرارة للمواد البلاستيكية المحددة. تنخفض مقاومة المعادن الكيميائية وتصنيف الضغط مع ارتفاع درجة الحرارة، ولكن التأثير على تصنيف الضغط غير مهم في درجات الحرارة التشغيلية العادية في معظم محطات معالجة المياه.

التطبيق العملي لبعض المواد هو اعتبار مهم آخر. على سبيل المثال، بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE) مقاوم لجميع المواد الكيميائية تقريبًا، ولكن استخدام حشوات PTFE لشفاه الأنابيب البلاستيكية ليس عمليًا بسبب عزم الدوران العالي المطلوب للحصول على ختم جيد، والذي يمكن أن يتسبب بسهولة في تشقق الشفاه.

علاوة على ذلك، فإن أهمية كل عامل اختيار مادة تعتمد على التطبيق، ويجب على المصمم أن يأخذ في الاعتبار جميع ظروف التشغيل المحتملة. على سبيل المثال، قد يختار المستخدم تخفيف مادة كيميائية في المستقبل. وإذا كانت المادة الكيميائية تولد حرارة عند التخفيف (على سبيل المثال، هيدروكسيد الصوديوم). فيجب أن تتمتع مواد خزان التخزين بالقدرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل دوري.

خزانات تخزين المواد الكيميائية

يتم تقديم التوصيات الخاصة بالمواد الخاصة بخزانات تخزين المواد الكيميائية، بما في ذلك الخزانات السائلة واليومية. تتمتع الخزانات البلاستيكية عمومًا بمقاومة كيميائية أفضل بشكل عام وتكاليف أولية أقل مقارنة بالخزانات المعدنية. من عيوب الخزانات البلاستيكية متانتها المنخفضة وقوتها الميكانيكية وصعوبة إصلاحها في الموقع. تتطلب الخزانات البلاستيكية الحماية من أشعة الشمس إذا تم تركيبها في الهواء الطلق. توفر الخزانات المعدنية، عندما تكون مناسبة للمواد الكيميائية، متانة أكبر وعمرًا أطول.

تتمتع الخزانات الفولاذية بقدرة أفضل على التعامل مع التطبيقات المضغوطة ودرجات الحرارة الأعلى من الخزانات البلاستيكية ويمكن إصلاحها بسهولة أكبر في الموقع. غالبًا ما يتم اختيار الخزانات الفولاذية لسمكها وصعوبة التآكل عندما يُتوقع حدوث بعض التآكل (على سبيل المثال، حمض الكبريتيك المخزن في خزانات فولاذية عارية). علاوة على ذلك، عادةً ما تكون الخزانات المصنوعة من الفولاذ لاستيعاب الاهتزازات التي يتم تطبيقها لتسييل العديد من المواد الكيميائية الجافة. يمكن أن يجدي طلاء أو تبطين خزانات الفولاذ بالمطاط أو PTFE أو أي مادة عضوية أخرى.

الأنابيب والصمامات الكيميائية

تكون مواد جسم الصمامات عادةً هي نفسها مثل الأنابيب المرتبطة بها، ولكن هناك استثناءات. تتمتع المواد البلاستيكية عمومًا بمقاومة كيميائية أفضل بشكل عام وتكلفة أقل من المواد المعدنية. تتمثل عيوب المواد البلاستيكية في قوتها الميكانيكية المنخفضة ونطاق درجة الحرارة المحدود والتمدد/الانكماش مع تغيرات درجة الحرارة وإمكانية حدوث تشققات وفشل بسبب الصدمات. تتعرض العديد من الأنابيب البلاستيكية ومواد الصمامات مثل البولي فينيل كلوريد (PVC) والبولي فينيل كلوريد المكلور (CPVC) للتلف بسبب التقلبات الهيدروليكية.

كما ينشر بعض المصنعين صيغًا لحساب أقصى السرعات المسموح بها، والتي تبلغ عادةً حوالي 5 أقدام (1.5 متر) في الثانية. لا تصلح أنابيب البولي فينيل كلوريد وCPVC لخدمة الغاز المضغوط لأن الأنابيب سوف تتحطم عند الفشل. بالنسبة للمفاصل الملحومة بالمذيبات، فإن توافق المذيب مع المادة الكيميائية أمر ضروري للخدمة الموثوقة. الأنابيب البلاستيكية – تتطلب أيضًا الحماية من أشعة الشمس إذا تم تركيبها في الهواء الطلق. تكون مواد الأنابيب المعدنية، عندما تكون مناسبة للمادة الكيميائية، أكثر متانة وعادة ما يكون لها عمر أطول من البلاستيك. يمكن للأنابيب والصمامات الفولاذية التعامل مع التطبيقات المضغوطة ودرجات الحرارة الأعلى بشكل أفضل بكثير من البلاستيك، ولكن معظم الأنابيب والصمامات المعدنية لها تكلفة تركيب أعلى من الأنابيب والصمامات البلاستيكية.

الفولاذ المبطن بـ PTFE

تتوفر مواد الأنابيب المتخصصة مثل الفولاذ المبطن بـ PTFE وتوفر المقاومة الكيميائية للبلاستيك والقوة الميكانيكية للفولاذ. تُستخدم الأنابيب المبطنة عادةً فقط في التطبيقات ذات الضغط العالي وللمواد الكيميائية شديدة التآكل نظرًا لتكلفتها المرتفعة نسبيًا. مادة Carpenter 20Cb3 هي المعيار الصناعي لحامض الكبريتيك، وخاصة للصمامات. ومناسبة لجميع التركيزات حتى درجة حرارة 100 درجة فهرنهايت (38 درجة مئوية). التيتانيوم مناسب للعديد من المواد الكيميائية، ولكن نظرًا لتكلفتها المرتفعة نسبيًا. تُستخدم عادةً فقط في التطبيقات ذات الضغط العالي للمواد الكيميائية غير المتوافقة مع المعادن الأخرى. تتوفر مواد مختلفة لخراطيم المطاط وتستخدم لنقل المواد الكيميائية نظرًا لمقاومتها للتآكل. وغالبًا ما تُستخدم الأنابيب المرنة كأنابيب حاملة داخل أنابيب الاحتواء في التطبيقات المدفونة. ومع ذلك، فإن التحقق من التوافق الكيميائي مع الشركات المصنعة ضروري نظرًا لأن الخراطيم والأنابيب قد لا تتمتع بنفس المقاومة الكيميائية مثل الأنابيب الصلبة من نفس المادة.

الحشوات والأختام

الحشوات والأختام مطلوبة في جميع أنظمة الأنابيب الكيميائية تقريبًا. يعد اختيار مواد الحشوات والأختام المناسبة لنظام الأنابيب الكيميائية عند ضغوط التشغيل ودرجات الحرارة المتوقعة أمرًا بالغ الأهمية. نظرًا لأن فشل الحشوات والأختام هو السبب الرئيسي للتسربات الكيميائية. لذلك، يتطلب اختيار مواد الحشوات والأختام مراعاة كل من المقاومة الكيميائية وقدرة الختم عند أقصى ضغط ودرجة حرارة متوقعة. توفر المواد اللينة مثل إيثيلين بروبيلين ديين مونومر (EPDM) عادةً أفضل ختم ولكنها ليست بالضرورة الأكثر مقاومة للمواد الكيميائية. وعلى النقيض من ذلك، فإن المواد الصلبة نسبيًا مثل PTFE هي الأكثر مقاومة للمواد الكيميائية ولكنها لا توفر أفضل ختم. غالبًا ما يكون الخيار الأفضل هو حل وسط بين المقاومة الكيميائية وقدرة الختم. هناك تعقيد آخر وهو أن الدرجات المختلفة لبعض مواد الحشية والختم تختلف بشكل كبير في المقاومة الكيميائية. التحدي الآخر هو أن نفس المادة غالبًا ما يكون لها أسماء منتجات تجارية مختلفة، مما قد يسبب ارتباكًا أثناء التصميم والبناء والصيانة.

غالبًا ما يقتصر اختيار مواد الحشية والختم للصمامات والمعدات على عروض مصنعي الصمامات والمعدات، وقد يؤثر هذا القيد على مواصفات المشروع. لذلك، يجب على المصمم التشاور مع مصنعي الصمامات والمعدات فيما يتعلق بالمواد المتاحة والأكثر ملاءمة. تتوفر عادةً مواد الحشية والختم البديلة والخاصة بتكلفة إضافية.

المغذيات ومضخات المواد الكيميائية لأنظمة معالجة المياه

تتضمن المغذيات الغازية والمغذيات الجافة ومضخات القياس ومضخات النقل المستخدمة في محطات معالجة المياه مكونات تلامس المواد الكيميائية. وتتكون هذه المكونات من مواد معدنية وبلاستيكية وإيلاستوميرية مختلفة. كما هو الحال مع الأنابيب والصمامات والحشيات والأختام، فإن الضغوط ودرجات الحرارة للأنابيب المقترحة تؤثر في عملية اختيار المواد.

نقدم في رعاية المياه مجموعة متكاملة من حلول محطات معالجة المياه. بما يتناسب مع نوع مياه المصدر والمواد الكيميائية المستخدمة ودرجة الحرارة. مع مراعاة جميع العوامل التي ذكرت في المقال. يمكنك قراءة المزيد عن مزايا مضخات الحقن الكيميائي واستخداماتها.