איך שומרים על איכות הנוזל וצינורות הולכת נוזלים

צינורות הולכת מים ונוזלים הינם הכרחיים כדי לספק מים לתהליכים רבים, כמו כך בתעשייה צנרת הולכת נוזלים משמשת לאפליקציות רבות כמו קירור וחימום, תהליכי ייצור ועוד.

צינורות הולכת נוזלים חייבים לעמוד בדרישות איכות ותקנים בריאותיים ואחרים בהתאם לסוג הנוזל אשר עוברים דרכם כדי לוודא שדופן הצינור אינו מזהם את הנוזל העובר בתוכו, לדוגמה במי שתייה לוודא שהצנרת הולכה מספקת מים טובים לשתייה ושאיכות המים אינה מסכנת את שלום הציבור בשל חלודה שהתפרקה מהצינור וגרמה לזיהום במים.

חשוב להדגיש בנוסף, שמעבר לשמירה על איכות הנוזל הזורם, קיימת חשיבות רבה להגנה על הצנרת מפגיעה כימית של הנוזל בדופן הצינור בשל תהליכים כימיים שיכולים להיווצר עם הזמן אשר עשויים לגרום להיווצרות חורים וסדרים שיגרמו לנזילות ולצורך להחלפת הצנרת תוך השבתת המערכות, הפסד משמעותי של חומרי גם וזמן ייצור ובעליות כספיות גבוהות.

אחת הדרכים המקובלת ביותר בתעשייה לשמירה על איכות הנוזל והצנרת מהסיכונים והתופעות שתוארו לעיל היא שימוש בתהליך הפסיבציה אשר יבוצע עם סיום הרכבת מערך הצנרת ובדיקת תקינותה ואטימותה. תהליך הפסיבציה (בעברית תהליך "אדוש") יוצר בתוך הצינור שכבת מגן הדוחה התפתחות של תהליכים כימיים מזיקים ומשפר את יעילותם ועמידותם של הצינורות לטווח הקצר והארוך כאחד.

כדי להכיר את הנושא בצורה מעמיקה, ביקשנו להיפגש עם עדי גור, בעלים ומנכ"ל חברת גור טכנולוגיות, חברה המתמחה במתן שירותים לתעשייה לטיפול במערכות קירור, החלפת חום, מיזוג, אוורור וחימום.

להלן התובנות:

מהו תהליך הפסיבציה?
פסיבציה הינה תהליך כימי המיועד לגרום לחומר מסוים להיות פסיבי / אדיש במגעו עם חומר אחר. הכוונה היא, שכשמבצעים פסיבציה לצינורות, ביניהם לצינורות להולכת מים, נוצרת בהם שיכבה שמונעת מהקורוזיה ומהחמצון להתפתח.

פסיבציה הינה תהליך חיוני וחשוב ביותר כדי להגן על צינורות ומכלי אגירת נוזלים מפני חומצות, חומרים כימיים ואוקסידציה (חמצון). תהליך פסיבציה נכון עוצר את הפגיעה הכימית בצינורות ע"י הפסקת תהליך החמצון של המתכת. כמו כן, היא גם מסייעת לעמידות הצינורות בפני תנאים סביבתיים קשים וכן מאריכה את זמן השימוש בצינורות.

באילו סוגי צינורות ועבור אילו נוזלים נדרש לבצע פסיבציה?
תהליך פסיבציה יבוצע לכל מגוון הצנרת העשויה מתכת – צינורות ברזל, פלדה, נחושת, נירוסטה / פלב"ם ועוד (לכל תת סוגי המתכות מהקבוצות שהוזכרו לעיל).

פסיבציה אינה מבוצעת בצינורות עשויים פולימרים כגון PVC צנרת PE וכיו"ב, מכיוון שצינורת אילו אינם חשופים לתהליכים קורוזיבים אשר יכולים לגרום לפירוקם בתהליכים כימיים וזיהום הנוזל העובר דרכם.

לכל מתכת קיימת פרוצדורה טיפול שונה בהתאם לסוג המתכת ולאופי הפעילות שיבוצה עם הצנרת תוך התחשבות בסוג הנוזלים אשר עתידים לעבור דרכה.

המקור העיקרי לתכנון וכתיבת פרוצדורות העבודה בנושא הפסיבציה הוא מכון ASTM מארה"ב – המכון האמריקאי לבדיקות וחומרים (American Society for Testing and Materials) שהוקם בשנת 1902 במדינת פנסילבניה. המכון פרסם לאורך שנות פעילותו פרוצדורת רבות ומגוונות לכל סוגי הפעילויות והטיפולים שיש לבצע למתכות כולל תהליכי פסיבציה.

מציאת פרוצדורה נכונה ומתאימה ושימוש בכימיקלים בהתאם לנדרש במפרט הטיפול הינו קריטי ביותר להצלחת תהליך הפסיבציה וסטייה קלה ביותר מהתקנים והגדרות הפעילות עשויה לגרום לנזקים למתכת המבנה של הצנרת ולזיהום עתידי של הנוזלים העוברים בו.

סוגי הפסיבציות המקובלות בארץ
תהליכי פסיבציה העיקריים המקובלים בארץ הם לטיפול מקדים לצנרת ברזל של מערכות מיזוג אוויר וקירור. צנרת זו עשויה לרוב מ- CS (ברזל פחמימני – Carbon Still) כאשר אי ביצוע תהליך פסיבציה בסיום תהליך הקמת מערכת הצנרת או בצוע שלא בהתאם למפרט הנכון עשוי לגרום לזיהום של מי הקירור שיגרם מפרוק הדופן הפנימי של הצינורות, שחרור של ברזל מומס Fe רב למים אש "יצבע" את המים בצבע שחור ויגרום לסתימה של מסננים רבים הקיימים לאורך הצנרת בכניסה לקומות וליחידות קצה בשל כמות הברזל הרבה הקיימת בו.

פסיבציה לצנרת פלב"ם (נירוסטה 316 או 304 הנפוצות ביותר לייצור צינורות הולכה בתעשייה) הינו תהליך מקובל וחשוב למערכות המשמשות להולכת מים ברמת ניקיון גבוהה UPW - Ultrapure water (Ultra Purified Water) הקיימות בתעשיית הפרמצבטיקה – ייצור תרופות, בתעשיית המוליכים למחצה (Semiconducrtors) ויצור מזון על מנת לשמור על טוהר הנוזל העובר בצנרת לאורך שנים רבות ולמנוע זיהומים הקטנים ביותר אשר יגרמו לפסילה של תוצר רב והפסדים כספיים רבים.

פסיבציה לצינורות הולכת מים לשתיה. צנרת הולכת מים לשתייה הם מערכת של צינורות שמשמשים להעברת מים מהאזור המקורי שלהם (כמו: נהר, אגם, ברכות טיפול, מתקני התפלת מי ים, מעיין וכדו') אל מקום אחר, כגון: בתי מגורים, מפעלי תעשייה, מתקני כוח ועוד.
צינורות הולכת המים יכולים להיות מיוצרים ממגוון של חומרי גלם, כגון: פלדה, בטון, פלסטיק, נירוסטה - בהתאם למטרת השימוש בהם, לגודל ולאורך הצינורות המתבקש להעברת המים ובהתאם לתנאי הסביבה.

צינורות הולכת המים הינם תשתית חשובה לאספקת מים נקיים. בנייתם דורשת תכנון מקצועי ומוקפד כדי להבטיח את יעילותם ועמידותם לאורך זמן. במידה ומערכת צינורות המים עוברת תהליך של פסיבציה ותחזוקה שגרתית, ניתן להגן עליהם ועל המים הזורמים בתוכם מפני פגעי הסביבה ותופעות כימיות שונות.

סיכום - חשיבותו של תהליך הפסיבציה לצנרת
התהליך של פסיבציה מהווה חלק בלתי נפרד מתהליכי תכנון והתקנת הצינורות. תהליך זה נועד כדי להגן על צינורות ההולכה מפני תופעות כימיות שונות, שעלולות לפגוע במבנה וביכולת תפקודם של הצינורות ולהשפיע עקב כך גם על טיב ואיכות המים והנוזלים העוברים בתוכם.

בשימוש בצינורות מים לאורך זמן, יכולים להיווצר תהליכי חמצון שונים שעלולים לפגוע בחומר המתכתי של הצינור. לכן, תהליך הפסיבציה מבוצע בעיקר כדי להגן על הצינורות להולכת מים מפני חמצון (אוקסידציה) וקורוזיה (היווצרות חלודה בשל חמצון).

הפסיבציה מגינה על צינורות בשתי דרכים עיקריות:

גיבוי אלקטרוכימי - הפסיבציה יוצרת ציפוי על שטחו הפנימי של הצינור, שמתפקד כמעין "גיבוי" אלקטרוכימי המגן על המתכת מהתפתחות קורוזיה ומהיווצרות תופעות כימיות מזיקות אחרות.
גיבוי מכאני - תהליך הפסיבציה יוצר שטח פסיבי / אדיש אחיד ועמיד המקנה לצינורות עמידות.

יתרונות הפסיבציה:
הטכנולוגיה מסייעת לצינורות להתמודד עם תנאי סביבה קשים כגון שינוע נוזלים קורוזיבים ומאריכה את יעילותם ובטיחותם.
בין היתרונות ניתן לציין:

עוזרת לשמור על איכות המים - צינורות מים לא תקינים, מחומצנים או מלאי חלודה פוגעים באיכות המים ויכולים להוות נזק בריאותי והפסדי יצור רבים.
הפסיבציה מונעת את התהליכים המזיקים הללו וכך עוזרת משמעותית לשמירה על איכות המים ובריאות הציבור.
מניעת קורוזיה – ע"י יצירת שכבת על משטח הצינור, המגנה עליו מפני תהליכי קורוזיה וחמצון. כך לא נחשפת מתכת הצינור לחומרים כימיים העלולים לפגוע באיכות המים.
הארכת השימוש בצינורות המים – בשל ההגנה על שכבת המתכת של הצינורות להולכת מים.
עמידותם מהווה חסכון בעלויות כספיות בשל חוסר הצורך להחליף את הצינורות באופן תכוף.
שיפור יעילות הצינורות – השכבה שיוצרת הפסיבציה מפחיתה את החיכוך של המים עם הצינורות.
עובדה זו משפרת את זרימת הנוזל בהם ומפחיתה את האנרגיה הדרושה להזרמתם.
מגנה על הצינורות מפני היווצרות תהליכים מזיקים נוספים, כמו למשל פגיעות בצינור והיווצרות חורים וסדקים.
הגנה על הצינורות במקרי חירום – כמו בעת פיצוץ או תקלה פתאומית. הפסיבציה משפרת את יכולתם של הצינורות לעמוד בפני פגיעה חיצונית.