سبب 40% من أعطال الخزانات الكيميائية

تشير الإحصائيات إلى أن ما يقارب 40% من أعطال الخزانات الكيميائية تعود إلى مشكلة أساسية، وهي عدم توافق المواد المستخدمة في تصنيع الخزان مع المواد الكيميائية المخزنة. يؤدي هذا التفاعل الكيميائي غير المناسب إلى تآكل أو تحلل مادة الخزان، مما يسبب تسربًا أو حتى انفجارًا، ويعرض المنشآت والأفراد لمخاطر جسيمة.

الأسباب الشائعة لعدم التوافق:

التآكل الكيميائي:

عندما تُخزن مواد كيميائية داخل خزان غير مصمم بشكل مناسب، يمكن أن تتفاعل هذه المواد مع المادة المصنوع منها الخزان نفسه، مثل البلاستيك أو المعدن. هذا التفاعل لا يكون فوريًا بالضرورة، بل يحدث تدريجيًا مع مرور الوقت، حيث تبدأ جدران الخزان بفقدان بنيتها الصلبة نتيجة التعرض المستمر لتأثير المواد الكيميائية. وتختلف شدة التآكل بحسب طبيعة المادة الكيميائية وتركيزها ودرجة حرارتها، كما أن نوع المادة المصنّعة للخزان يلعب دورًا محوريًا في مدى مقاومتها لهذا التآكل. ومع تراكم الضرر دون ملاحظة واضحة، قد يصل الأمر إلى تآكل كامل في أجزاء من الجدار الداخلي للخزان، مما يؤدي إلى تسرب المواد المخزنة، أو في أسوأ الحالات، إلى حدوث ثقب أو انفجار في الخزان، ما يُعد خطرًا كبيرًا على السلامة العامة والممتلكات المحيطة.

التحلل المادي:

في بعض الحالات، لا يحدث تآكل فقط، بل يصل الأمر إلى تحلل فعلي في البنية الجزيئية للمادة التي صُنع منها الخزان. فبعض المركّبات الكيميائية، خصوصًا تلك ذات الطبيعة الحمضية أو القلوية العالية، يمكن أن تتسبب في تكسير روابط المادة البلاستيكية أو إضعافها عند مستوى الجزيئات، مما يؤدي إلى تغير خواصها الفيزيائية والميكانيكية. هذا التحلل لا يكون مرئيًا بسهولة، ولكن مع مرور الوقت، تبدأ المادة في فقدان مرونتها وصلابتها، وتصبح أكثر عرضة للتمزق أو الانهيار تحت الضغط. وقد يظهر ذلك في شكل تشققات دقيقة أو مناطق هشة داخل جدران الخزان، والتي قد تمر دون ملاحظة إذا لم تُجرى فحوصات دورية. ويُعد هذا التحلل من أخطر صور التفاعل، لأنه يجعل الخزان غير آمن حتى دون وجود تسرب ظاهر.

تفاعلات داخلية:

عندما تُخزن أكثر من مادة كيميائية في خزان واحد، أو عند مزجها دون دراسة دقيقة لتفاعلاتها المحتملة، قد تنتج تفاعلات داخلية خطيرة وغير متوقعة. بعض هذه التفاعلات ينتج عنها غازات سامة أو متفجرة، أو مركّبات جديدة ذات خصائص غير مستقرة كيميائيًا، وقد تؤدي إلى زيادة مفاجئة في الضغط داخل الخزان. وفي حال لم يكن الخزان مجهزًا بفتحات أمان أو مواد مقاومة لهذه الظروف، فإن النتيجة قد تكون كارثية. كما أن بعض المواد الكيميائية يمكن أن تتفاعل مع المواد المتبقية من شحنات سابقة، حتى لو كانت بكميات صغيرة، وهو ما يُعرف بالتفاعل المتبقي، وقد يسبب تلفًا للخزان دون أن يدرك المستخدم السبب الحقيقي لذلك. لذا من الضروري فهم طبيعة كل مادة قبل تخزينها، والتأكد من تنظيف الخزان جيدًا بين كل استخدام وآخر، منعًا لأي تفاعل غير مرغوب فيه.

اقرأ أيضاً: ما هي مزايا استخدام الخزانات الكيميائية المناسبة للتخزين الكيميائي؟

أبرز الحلول لتجنّب هذه المشكلة:

اختيار المواد المناسبة للتصنيع:

يُعد اختيار المادة الخام التي يُصنع منها الخزان أحد أهم القرارات التي تؤثر بشكل مباشر على كفاءة وسلامة عملية التخزين. فليس كل نوع من البلاستيك أو المعدن قادرًا على تحمّل التفاعل مع المواد الكيميائية المختلفة. إذ إن بعض المواد تتأثر بسرعة أو تتلف عند ملامستها لمركّبات معينة. لذلك، من الضروري دراسة خصائص المادة الكيميائية المستهدفة للتخزين بدقة، مثل درجة الحموضة، والتركيب الكيميائي، ودرجة الحرارة المتوقعة، والكثافة، ثم مطابقة هذه الخصائص مع المواد التي تتوفر لها مقاومة مناسبة. فمثلاً، لا يمكن استخدام خزانات مصنوعة من البولي إيثيلين العادي لتخزين الأحماض القوية أو المركّبات العضوية المذيبة. بينما قد تكون المواد المدعّمة بألياف زجاجية أو المبنية من البولي فينيل كلورايد أكثر ملاءمة. كما يجب مراعاة ظروف البيئة المحيطة مثل درجة الحرارة الخارجية والرطوبة، لأن لها أيضًا دورًا في تقليل عمر الخزان أو التأثير على تفاعلات التخزين.

إجراء اختبارات توافق مسبقة:

حتى في حال تم اختيار مادة تصنيع تبدو مناسبة من الناحية النظرية. فإن ذلك لا يُغني عن إجراء اختبارات عملية على أرض الواقع للتحقق من مدى التوافق الفعلي بين الخزان والمادة الكيميائية المراد تخزينها. فبعض المواد قد تُظهر سلوكًا مختلفًا عند التعرض الطويل أو عند تغيّر درجة الحرارة. أو عند تفاعلها مع الشوائب أو الرطوبة. لذلك تُعد اختبارات التوافق خطوة أساسية لاكتشاف أي احتمالات غير متوقعة لحدوث تفاعلات ضارة. أو تغيرات في الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية سواء في المادة المخزنة أو في بنية الخزان. وتشمل هذه الاختبارات عادةً فحص العينات تحت ظروف تشبه ظروف التشغيل الفعلي. ومراقبة التغيرات التي قد تظهر بعد فترة من الزمن، مما يساعد في اتخاذ قرار مستنير يضمن السلامة ويطيل من عمر الخزان التشغيلي.

استخدام بطانات أو طلاءات واقية:

في بعض الحالات، قد لا تكون المادة الأساسية المصنوع منها الخزان كافية لتحمّل التأثيرات الكيميائية لفترات طويلة. لذلك يتم اللجوء إلى حل إضافي يتمثل في تطبيق طبقات واقية أو بطانات داخلية. هذه البطانات، سواء كانت من مواد بوليميرية مقاومة أو من طلاءات خاصة مثل الإيبوكسي. تُشكّل حاجزًا إضافيًا يحول دون التفاعل المباشر بين الجدران الداخلية للخزان والمادة الكيميائية. لا تقتصر وظيفة هذه الطبقات على الحماية فقط، بل تسهم أيضًا في تقليل التآكل. ومنع امتصاص الروائح، وتسهيل عمليات التنظيف والصيانة. لكن يجب أن تكون هذه الطلاءات متوافقة تمامًا مع نوع المادة المخزنة. وأن تطبّق وفقًا لمعايير دقيقة تضمن التصاقها وعدم تآكلها أو تشققها مع مرور الوقت.

الصيانة الدورية:

حتى مع استخدام أفضل المواد وأعلى معايير التصنيع، لا يمكن الاعتماد على الخزانات الكيميائية دون تنفيذ خطة صيانة دورية دقيقة. فالصيانة المنتظمة تتيح اكتشاف أية مؤشرات مبكرة على وجود تآكل أو تحلل أو ضعف في الجدران. مما يتيح معالجتها قبل أن تتحول إلى مشكلة جسيمة تؤثر على أمان المنشأة. تشمل الصيانة عادة فحص الجدران الداخلية، والتأكد من سلامة الوصلات، ومراجعة بيانات الضغط والحرارة إذا كانت الخزانات مزودة بأنظمة مراقبة. كما أن الصيانة توفر فرصة لإعادة تقييم التوافق الكيميائي، خاصة إذا تم تغيير نوع المواد المخزنة أو ظروف التخزين. وغياب هذه الصيانة قد يؤدي إلى مفاجآت غير مرغوب فيها، كحدوث تسرب مفاجئ أو انهيار في هيكل الخزان، ما قد يؤدي إلى خسائر مادية وبيئية فادحة.

اقرأ بمزيد من التفصيل إجراءات الفحص والصيانة للخزانات الكيميائية

الفرق بين خزانات المواد الكيميائية وخزانات المياه البلاستيكية

رغم التشابه الظاهري بين خزانات المياه البلاستيكية وخزانات المواد الكيميائية، سواء من حيث الشكل أو طريقة الإنتاج العامة. إلا أن الاختلافات العميقة بينهما تبرز عند النظر إلى الغرض من الاستخدام والظروف المحيطة بكل منهما. فخزانات المياه مصممة لتخزين سائل خفيف غير تآكلي مثل الماء. في حين أن خزانات المواد الكيميائية يجب أن تتحمل بيئة أكثر قسوة، تشمل تفاعلات كيميائية، ودرجات حرارة مختلفة، ومركبات قد تكون شديدة السمية أو التآكل. هذه الفروق تتطلب مواصفات فنية وهندسية دقيقة في الخزانات الكيميائية، تجعلها أكثر تعقيدًا من حيث التصميم والمواد والمواصفات التصنيعية.

اقرأ أيضاً: ما هي أنواع الخزانات الكيميائية

التصميم والتعزيز:

يعد التصميم الخارجي والتعزيز الداخلي من أولى النقاط الفارقة بين النوعين. فخزانات المياه غالبًا ما تكون مبنية بطريقة بسيطة نسبيًا نظرًا لانخفاض ضغط السائل وغياب التأثيرات الكيميائية الخطيرة. لذا يتم استخدام أشكال تعزيز مقعّرة في جدران الخزان لتوفير قدر من المتانة المطلوبة لتحمل وزن الماء فقط. أما خزانات المواد الكيميائية فالأمر مختلف تمامًا، إذ تحتاج إلى بنية أقوى وأكثر مقاومة لتتحمل الضغط الناتج عن وزن المواد الكيميائية العالية الكثافة. بالإضافة إلى مقاومة التأثيرات الكيميائية المحتملة. لذلك تُستخدم تعزيزات محدبة أكثر قدرة على توزيع الضغط، وغالبًا ما تضاف طارات أو دعمات معدنية خاصة لتوفير ثبات أكبر ومقاومة للتشوه أو الانهيار تحت ظروف التشغيل القاسية.

• خزانات المياه البلاستيكية: تصنّع بطريقة بسيطة نسبيًا، ويُستخدم فيها تعزيز مقعّر لتوفير المتانة.
• خزانات المواد الكيميائية: تتطلب تصميمًا معقدًا بتعزيزات محدبة وأحيانًا دعمات معدنية (طارات) لتتحمل الضغط والوزن العالي للمواد الكيميائية.

سمك الجدران:

تعد سماكة الجدران عاملاً حاسمًا في تحديد قدرة الخزان على مقاومة الضغط والتآكل. فخزان المياه، نظرًا لأن الماء مادة خفيفة وغير تفاعلية، يتم تصنيعه عادة بجدران رقيقة تتراوح سماكتها بين 5 إلى 10 ملم فقط. هذا السُمك كافٍ لحفظ الماء دون الحاجة إلى طبقات إضافية أو دعم هيكلي مكثف. على النقيض من ذلك، يُصنّع خزان المواد الكيميائية بجدران سميكة تصل إلى 18 ملم أو أكثر. وذلك من أجل تحمل الجاذبية النوعية العالية للمواد المخزنة، وكذلك التفاعلات الكيميائية والحرارة التي قد تنتج أثناء التخزين. هذا السُمك ضروري أيضًا للحفاظ على ثبات الخزان على المدى الطويل، وتجنّب تلف أو تآكل الجدران بفعل المحتوى المخزّن.

• خزان المياه: مصمم لتخزين سوائل غير متآكلة مثل المياه، لذا يكون سُمك جداره أقل (من 5 إلى 10 مم عادة).
• خزان المواد الكيميائية: يجب أن يكون أكثر سماكة (لا يقل عن 18 مم) لتحمّل التآكل والجاذبية النوعية العالية ودرجات الحرارة المرتفعة.

الوصلات والتسريب:

فيما يتعلق بوصلات الخزان، فإن خزانات المياه عادة ما تُركّب بوصلات بسيطة. إما من خلال لحام حراري أو أسلاك ربط، وهي طرق كافية لخزان لا يتعرض لضغط عالٍ أو مواد خطرة. ومع ذلك، فإن هذه الأنواع من التوصيلات تكون عرضة للتسرب، خصوصًا بعد فترة من الاستخدام أو عند تغيرات درجات الحرارة. في المقابل، تصمم خزانات المواد الكيميائية بوصلات شفة محكمة. وهي توصيلات صناعية عالية الكفاءة تضمن سلامة الغلق وتمنع التسرب حتى تحت أقسى الظروف. كما أن الفتحات الأساسية للخزان مثل منفذ التعبئة ومنفذ التفريغ ومستوى السائل تكون غالبًا مدمجة داخل جسم الخزان دون أي لحام، مما يقلل من نقاط الضعف التي قد تتعرض للتسرب مستقبلاً.

• خزان المياه: غالبًا ما تكون وصلاته ملحومة أو بأسلاك، مما يزيد من احتمالية حدوث تسرب.
• خزان المواد الكيميائية: تُستخدم وصلات شفة، مع تصميم متكامل للفتحات (تغذية، تفريغ، مستوى السائل) بدون لحام، ما يقلل من مخاطر التسرب.

العمر الافتراضي:

العمر التشغيلي المتوقع للخزان يعتمد بشكل كبير على المواد المستخدمة في تصنيعه وعلى طبيعة الاستخدام. فخزانات المياه، نظرًا لبساطة استخدامها وغياب العوامل المسببة للتلف السريع. تكون مصممة لتخدم لمدة تتراوح بين ثلاث إلى خمس سنوات في المتوسط. وقد تطول هذه المدة مع الاستخدام الخفيف والصيانة الجيدة. أما خزانات المواد الكيميائية، فهي مبنية لتحمل ظروف قاسية وتخزين مستمر لمواد فعالة قد تكون ضارة للبنية نفسها. لذلك تصمم بعمر افتراضي أطول بكثير قد يصل إلى عشر سنوات أو أكثر. بشرط الالتزام بتعليمات التشغيل والصيانة الدورية. هذا العمر الطويل يعد من المتطلبات الأساسية في المنشآت الصناعية التي تعتمد على تشغيل طويل الأمد دون توقف.

• خزان المياه: متوسط عمره من 3 إلى 5 سنوات.
• خزان المواد الكيميائية: مصمم ليصمد لعشر سنوات أو أكثر، بشرط استخدامه وصيانته بالشكل الصحيح.

متطلبات التصنيع:

يعد الجانب التنظيمي والتشريعي من أبرز الفروق بين النوعين. فإنتاج خزانات المياه لا يحتاج عادةً إلى تراخيص معقدة أو إشراف من جهات تنظيمية خاصة. نظرًا لأن الخطر الناجم عنها محدود. أما خزانات المواد الكيميائية فهي تصنّف كحاويات لمواد خطرة. وبالتالي يتطلب تصنيعها الحصول على تراخيص خاصة من الجهات المختصة مثل هيئات المواصفات والمقاييس، وجهات السلامة الكيميائية. وغالبًا ما تشترط مطابقة مواصفات دولية صارمة. كما أن عملية التصنيع نفسها تكون أكثر دقة. وتخضع لاختبارات جودة وتحمل شديدة لضمان عدم وجود أي خلل قد يؤدي إلى كارثة بيئية أو صناعية.

• يتطلب إنتاج خزانات المواد الكيميائية ترخيصًا خاصًا من الجهات المعنية. لكونها تدخل في تصنيف حاويات تعبئة المواد الخطرة، بينما لا يحتاج خزان المياه لهذا المستوى من التأهيل.