مشکلات و خوردگی موجود در اتاق های باتری

مقدمه :

اتاق باتری اتاقی است که برای نگهداری باتری ها و مدیریت برق اضطراری در نیروگاه ها، پالایشگاه ها ، پتروشیمی ها و پست برق ها  استفاده می شود. 

وظیفه باتری ها در اتاق باتری ها  تامین و تولید جریان مستقیم (DC) برق می باشد این جریان یا  به صورت  مستقیم در سیستم ها استفاده می شود و یا اینکه با تجهیزات منبع برق اضطراری (UPS) به جریان متناوب (AC) تبدیل می گردد.

آشنایی با اتاق باتری ها :

از اتاق باتری برای جداسازی دود و مواد شیمیایی خورنده باتری های مرطوب استفاده می شود (اغلب اسید سرب) تا با مواد دیگر در محیط واکنش ندهند.

هنگامی که باتری ها شارژ و دشارژ می شوند، مقدار زیادی گرما آزاد می کنند که می بایست جهت فعال نگه داشتن سیستم و حفظ عمر مفید باتری ها دفع شود. بسیاری از عوامل موجود ، تعداد زیادی  از پروزه ها را بر آن داشته تا از سیستم‌های برای اتاق‌های باتری و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده کنند.

برخی از فناوری‌های باتری، به‌ویژه باتری‌های اسید سرب مانند آن‌هایی که در سیستم‌های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) استفاده می‌شوند، می‌توانند سطوح قابل اشتعال هیدروژن را در حین کار آزاد کنند. کانتینرهایی که این نوع باتری ها را در خود جای می دهند به فن های ضد انفجار تخصصی و تهویه مطبوع برای خنک سازی نیاز دارند تا از احتمال انفجار مخرب و بالقوه کشنده جلوگیری شود .

وظیفه باتری ذخیره الکتریسیته به صورت انرژی شیمیایی و تبدیل  آن به انرژی الکتریکی است. باتری های مستقر در اتاق های باتری حاوی مواد خورنده مانند اسید سولفوریک, هیدروکسید پتاسیم و ... هستند بنابراین اتاق های باتری می بایست در برابر این مواد خورنده و نشتی های آنها محافظت گردند و در برابر این اسیدها مقاوم شوند .

ملات های مقاوم شیمیایی :

در حال حاضر حمله مواد شیمیایی به طور گسترده به عنوان یکی از مهم ترین مسائل مربوط به صنعت ساختمان شناخته می شود. انواع مختلفی از حمله های مواد شیمیایی مانند اسیدها ، قلیاها ، ورود کلرید، کربناته شدن و حمله سولفات به سازه ها را می توان ملاحظه کرد. همه این حملات شیمیایی خواص کلی و شکل سازه های بتنی  را تحت تاثیر قرار داده و بتن را مستعد حملات اسیدی می کند و بسیاری از سازه ها هر ساله به دلیل محیط های اسیدی قابلیت سرویس دهی خود را از دست می دهند. این امر محققین را بر آن داشته است تا خواص زوال محلول اسیدی سازه بتنی را برای یافتن راهی مؤثر برای محافظت از آنها بررسی کنند.

سطوح بتنی معمولاً مقاومت خوبی در برابر اسیدها ندارند. با این حال، در برابر برخی از اسیدهای ضعیف تحمل داشته به خصوص زمانی که بتن گاه به گاه در معرض اسید ضعیف قرار گیرد .

اصولا سه راه برای بهبود مقاومت بتن در برابر اسیدها وجود دارد:

(1) انتخاب ترکیب مناسب بتن برای نفوذناپذیری تا حد امکان

 (2) جداسازی آن از محیط با استفاده از پوشش مناسب

(3) اصلاح محیط برای ساخت. نسبت به بتن تهاجمی کمتری دارد.

اسیدها با حل کردن ترکیبات سیمانی هیدراته و بدون هیدراته و همچنین سنگدانه های آهکی به بتن حمله می کنند در بیشتر موارد، واکنش شیمیایی ترکیبات کلسیم محلول در آب را تشکیل می دهد که سپس از بین می روند. سنگدانه های سیلیسی در برابر اکثر اسیدها و سایر مواد شیمیایی مقاوم هستند و گاهی اوقات برای بهبود مقاومت شیمیایی بتن مشخص می شوند.

سطوح بتنی با عمق فرسایش متفاوت

زوال بتن با کاهش pH اسید از 6.5 افزایش می یابد. در واقع، هیچ بتن سیمانی هیدرولیک، صرف نظر از ترکیب آن، اگر در معرض محلولی با pH 3 یا کمتر قرار گیرد، برای مدت طولانی دوام نمی آورد. برای محافظت از سطوح بتن در برابر چنین محیط های شدید اسیدی، اغلب از روش های ساده  استفاده می شود

محققان جهت مقابله و افزایش مقاومت ترک های مویین بتنی در معرض حمله های مواد اسیدی،   pH  را بین 4.5 تا 6.5 نگاه می دارند راه حل اساسی افزایش مقاومت شیمیایی با کاهش نفوذپذیری بتن برای بهینه سازی طرح های مخلوط بتن استفاده شد. هدف این بود که نرخ فرسایش آنقدر پایین نگه داشته شود که بتوان عمر مفیدی در حدود 100 سال به دست آورد . مشخص شد که بهبود قابل توجهی در مقاومت اسیدی را می توان با استفاده دقیق کنترل شده از مواد سیمانی تکمیلی خوب به دست آورد.  یکی از دلایل افزایش مقاومت بتن در برا بر اسید ، تشکیل خمیر سیمان سخت شده بسیار متراکم و سطح مشترک سنگدانه با تخلخل بسیار کم میباشد.   

ملات های مقاوم شیمیایی اصولا برای بازپرداخت سطح بتن آسیب ً دیده در نظر گرفته شده اند،یک ماده اصلی در اصلاح خواص مفید سازه ساختمان اصلاح شده هستند. ملزوما ت این نوع ملا ت از جمله قابلیت اجرا آسان، استحکام بالا، مقاومت دربرابر آسیب ها ی مکانیکی و مقاومت دربرابر محیط ها ی تهاجمی شیمیایی است.

ماهیت ملات های مقاوم شیمیایی:

ملات های مقاوم شیمایی به دلیل مقاومت قابل توجهی که در مقابل اسیدها و قلیاها دارد برای پوشاندن سطوح بتنی، فلزی و همچنین بند کشی سرامیک ها و آجر های ضد اسید به کار گرفته میشود و از مقاومت حرارتی خوبی نیز برخوردار است. این ملات به صورت دو جزئی و یا سه جزئی از رزین، پر کننده و تنظیم کننده ها تشکیل شده است .مقاومت حرارتی این ملات بسته به نوع بنیان آن در محدوده جدول ذیل شرح داده شده است:

مواد تشکیل دهنده:

1. رزین: رزین مایع می تواند از نوع اپوکسی، فنولیک، فوران، پلی استر، وینیل استر، سیلیکاتی و یا برخی از مواد رزینی دیگر انتخاب شود که مقاوم در برابر مواد شیمیایی هستند و توانایی مخلوط شدن با یک پرکننده مناسب و عامل تنظیم کننده را دارند. رزین باید ویسکوزیته مناسب داشته باشد که به راحتی با روش های دستی با پرکننده مخلوط شود.
2. پرکننده: مواد پرکننده سیلیس، کربن یا برخی موادمقاوم در برابر مواد شیمیایی است. مواد پر کننده باید دارای دانه بندی ای باشند که بتوانند ضخامت حداقل 1.6 میلیمتر را ایجاد کنند.
3. عوامل تنظیم کننده: شامل آمین ها، پلی آمیدها، پراکسیدها، اسیدها و یا سایر واکنش دهنده های دیگر است. عوامل تنظیم کننده یا به صورت جدا با رزین و پرکننده میکس میشوند و یا به عنوان بخشی از ملات پرکننده در آن قرار میگیرند و با رزین ترکیب میشوند.

استانداردها

استاندارد های مورد استفاده برای انواع ملات های مقاوم شیمیایی مطابق جدول ذیل می باشد:

ملات های مقاوم شیمایی پایه اپوکسی:

رزین اپوکسی پایدارترین عملکرد را در برابر حمله شیمیایی اسیدها از خود نشان میدهد. با توجه به اینکه نیازهای صنعت همیشه در حال تغییر است نیاز به ماده ای برای محافظت در برابر اسیدها و قلیاها با هزینه نسبتا کمتر از سایر بنیان های شیمیایی باعث رشد گسترده ای برای این ماده شده است. تحقیقات نشان میدهد هر چه قدر رزین اپوکسی تحت حملات اسیدی عملکرد خوبی داشته باشد بازده اقتصادی آن بین 70% بالاتر از بازده هزینه ملات ژئو پلیمر است.

راهکارپیشنهادی در اتاق باتری ها :

شرکت آبادگران یک راه حل عمومی با طراحی نوعی ماده با نام ABAGARD CR-300 برای محافظت از خوردگی اتاق های باتری پالایشگاه ها، نیروگاه ها و پتروشیمی ها  ارائه نموده است.

ملات اپوکسی ضد­ اسید ABAGARD CR-300 یک ملات مقاوم شیمیایی بر پایه سیستم اپوکسی پلی آمین اصلاح شده می­باشد. این مخلوط دو جزیی و تیکسوتروپیک به گونه­ای طراحی شده است که ساختار پلیمری آن پس از اتمام مراحل واکنش و سخت شدن به حالت پایدار رسیده و خواص شیمیایی، مکانیکی و حرارتی بالای خود را حفظ می­نماید.

موارد کاربرد ملات اپوکسی مقاوم شیمیایی   ABAGARR CR-300:

• استفاده از ملات ضد اسید برای چسباندن کاشی­ های ضد اسید و آجر­های ضد اسید
• استفاده از ملات ضد­اسید برای بند­کشی کاشی­ های ضد­اسید
• امکان استفاده ازملات ضد­اسید درمحل ­هایی که امکان ریزش مواد شیمیایی وجود دارد
• استفاده از ملات ضد­اسید در پوشش سطوحی که درمجاورت مواد شیمیایی مخرب قرار دارند
• به کار بردن ملات ضد­اسید در اتاق­ های باتری
• کاربرد ملات­ های ضد­اسید درکارخانه ­های فرآورده­ های غذایی و لبنی
• ملات ضد­اسید و پالایشگاه­ ها و پتروشیمی­ ها
• خازن الکترولیز

 خواص و اثرات ملات مقاوم شیمیایی :

• مقاومت شیمیایی عالی در برابر طیف گسترده ای از قلیا و اسیدهای قوی معدنی و آلی، نمک­ها، حلال­ها، روغن و دیگر مواد شیمیایی خورنده
• چسبندگی عالی به زیرآیند
• مقاومت مکانیکی بسیار زیاد
• امکان پوشش­دهی و محافظت شیمیایی از سطوح بدون نصب کاشی
• قابل اجرا بر روی سطوح عمودی و افقی
• فاقد حلال
• سخت شدن بدون جمع شدگی

بر اساس استاندارد ASTM C395 آزمونهای ملات مقاوم شیمیایی به شرح ذیل انجام شده است:

جدول مقاومت مکانیکی: