metallurgy12
عضو انجمن
مقدمه
آب موجود روی سطح زمین بسیار زیاد است -چیزی در حدود 1.4 میلیون کیلومتر مکعب- اما بیشترِ آن شور می باشد. تنها 2.5 درصد از این حجم به عنوان آب شیرین در دسترس است. از این مقدار آب شیرین، حدود 70 درصد آن به صورت منجمد در یخچال های قطبی و طبیعی موجود می باشد. بخش اعظم باقیمانده، در اعماق زیر زمین و در سفره های زمینی در جریان هستند که عملاً دور از دسترس انسان واقع شده اند. بنابراین، تمدن بشری اساساً به کمتر از یک درصد آب موجود در این سیاره بستگی دارد.
آب شیرین، منبعی تجدیدپذیر است. با این وجود، منابع آب زیرزمینی جهان پیوسته در حال کاهش می باشد. در طی سالیان گذشته، کاهش قابل توجهی در منابع آب آسیا، آمریکای جنوبی و آمریکای شمالی رخ داده است. اگرچه هنوز مشخص نیست که تجدید طبیعی تا چه حد این مصرف را تعدیل می‌کند و آیا اکوسیستم ها مورد تهدید قرار گرفته‌اند یا خیر. چارچوب تخصیص منابع آبی به مصرف کنندگان (در صورت وجود چنین چارچوبی) تحت عنوان حقوق آب شناخته می شود.
آب شیرین، منبعی تجدیدپذیر است. با این وجود، منابع آب زیرزمینی جهان پیوسته در حال کاهش می باشد. در طی سالیان گذشته، کاهش قابل توجهی در منابع آب آسیا، آمریکای جنوبی و آمریکای شمالی رخ داده است. اگرچه هنوز مشخص نیست که تجدید طبیعی تا چه حد این مصرف را تعدیل می‌کند و آیا اکوسیستم ها مورد تهدید قرار گرفته‌اند یا خیر. چارچوب تخصیص منابع آبی به مصرف کنندگان (در صورت وجود چنین چارچوبی) تحت عنوان حقوق آب شناخته می شود.
نمک زدایی: احیاء زندگی با فولادهای ضد زنگ
حدود یک قرن پیش، توسعه شهری در بیابان، محدود به واحه ها و مکان های محدود با دسترسی به آب شیرین بود. امروزه تکنولوژی نمک زدایی با استفاده از تجهیزات استیل، امکان ساخت شهرهای بزرگ در نزدیکی ساحل را فراهم کرده است.
دو روش ساده برای نمک زدایی آب دریا وجود دارد:
• با استفاده از تبخیر آب دریا و تراکم بخار. از آنجا که نمک وارد بخار نمی شود، آب حاصل از فرآیند میعان، کاملاً مناسب نوشیدن می باشد.
• اُسمُز معکوس. عبور آب دریا از نوعی خاص از غشا که باعث حذف نمک از آب خواهد شد.
شاید صحبت از این روش ها روی کاغذ و در حالت تئوری آسان باشد، این در حالی است که همین روش های ساده ی نمک زدایی در عمل نیاز به تکنولوژی پیچیده در دل برنامه های صنعتی در مقیاس بسیار بزرگ دارند.
فرآیند نمک زدایی برای اینکه موفقیت آمیز باشد، به آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی نیاز دارد تا بتواند در برابر آب خورنده ی دریا (آب حاوی کلر) مقاومت بالایی داشته باشد. برای چنین کاربردی، استفاده از انواع آلیاژهای استنلس انتخابی ایده آل خواهد بود.
دو روش ساده برای نمک زدایی آب دریا وجود دارد:
• با استفاده از تبخیر آب دریا و تراکم بخار. از آنجا که نمک وارد بخار نمی شود، آب حاصل از فرآیند میعان، کاملاً مناسب نوشیدن می باشد.
• اُسمُز معکوس. عبور آب دریا از نوعی خاص از غشا که باعث حذف نمک از آب خواهد شد.
شاید صحبت از این روش ها روی کاغذ و در حالت تئوری آسان باشد، این در حالی است که همین روش های ساده ی نمک زدایی در عمل نیاز به تکنولوژی پیچیده در دل برنامه های صنعتی در مقیاس بسیار بزرگ دارند.
فرآیند نمک زدایی برای اینکه موفقیت آمیز باشد، به آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی نیاز دارد تا بتواند در برابر آب خورنده ی دریا (آب حاوی کلر) مقاومت بالایی داشته باشد. برای چنین کاربردی، استفاده از انواع آلیاژهای استنلس انتخابی ایده آل خواهد بود.
فرآیند تصفیه و ضدعفونی کردن
در نقاط دور افتاده یا کمتر توسعه یافته جهان، ممکن است آب در دسترس باشد، اما غالباً حاوی میکروب یا مجموعه ای از مواد شیمیایی است. واحدهای تصفیه آب کوچک و مقاوم که با استفاده از فولادهای ضد زنگ ساخته شده اند، می توانند آب های سطحی و آلوده را پردازش و تامین آب سالم و قابل اطمینان را تضمین کنند.
تولید خمیر کاغذ و کاغذ
به منظور تولید کاغذ سفید لازم است الیاف چوب که رنگ آن قهوه ای است، سفید شود. برای این کار در فرآیندهای سنتی از کلر استفاده می شود. در ادامه ی این کار مقادیر زیادی آلاینده وارد سیستم فاضلاب شده و گاهی اوقات تاثیرات فاجعه باری بر محیط زیست می گذارد. اکنون برخی از کارخانه های کاغذسازی به جای کلر از سفیدکردن به روش اُزون بهره می گیرند. یک کارخانه معمولی، سالانه به طور متوسط 17 هزار تن کلر ذخیره می کند-این مقدار معادل ظرفیت 700 نفتکش جاده ای می باشد. نکته اقتصادی در این خصوص، صرفه جویی در هزینه -چیزی در حدود 9 میلیون دلار- می باشد. ازون گازی بسیار تهاجمی و خورنده است. بنابراین برای ساخت تجهیزات بایستی از مواد و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی استفاده کرد. فولاد زنگ نزن ماده ای استاندارد برای چنین کاربردی می باشد. بسته به میزان خورندگی، میزان حرارت و سربسته یا روباز بودن محیط، می توان از آلیاژهایی چون ورق استیل 316 ( همان ورق استیل ضداسید، معروف به گرید دریایی) و دیگر گریدهای استاندارد در صنععت کاغذسازی استفاده کرد.
تولید و تصفیه آب
در تولید و تصفیه آب نیز وجود تجهیزات ساخته شده از استنلس به وفور مشاهده می شود. آب آشامیدنی از چاه ها، رودخانه ها یا دریاچه ها، با استفاده از فرآیند تصفیه بیولوژیکی طبیعی و فیلتراسیون خاک جمع آوری می شود. این آب در عین حال که برای مصرف انسان کاملاً مناسب است، می تواند خیلی هم خورنده باشد. به همین جهت، بسیاری از از تجهیزات آبرسانی مانند لوله ها و اتصالات مرتبط، تجهیزات فرآوری و مخازن این صنعت با استفاده از ورق استیل 316 ساخته می شوند. این تجهیزات با توجه به ضد زنگ بودن، علاوه بر خاصیت ضدخورندگی، از استحکام، دوام و طول عمر بالایی برخوردارند که همین موضوع باعث می گردد چرخه هزینه عمر آنها طولانی تر شده و در نتیجه صرفه جویی عمده ای در بحث هزینه ها اتفاق بیفتد.
ذخیره سازی آب
بسیاری از مخازن آب -اعم از مخازن زیرزمینی یا برج های آب- چیزی در حدود چندین دهه قدمت دارند. آن دسته از مخازنی که با استفاده از بتن ساخته شده اند، معمولاً نیاز به تعمیر و تجدید روکش کاری در فواصل منظم دارند. این فرآیند، بسیار زمان بر و هزینه بر می باشد. پوشش های تخریب شده و حباب های ایجاد شده ممکن است مشکلات بهداشتی ایجاد کنند و کیفیت و طعم آب را تحت تاثیر قرار دهند. آسترهای جوشی از جنس استیل از جمله راه حل های مفیدی می باشد که بسیار هم ماندگار و با دوام هستند. در صورت استفاده از ورق استیل ضد اسید در ساخت مخازن آب، حجم در دسترس بودن آن افزایش می یابد و شرایط بهداشت آن در مخزن بهبود خواهد یافت.
سیستم لوله کشی
خوردگی در سیستم لوله کشی می تواند یکی از مهم ترین نگرانی های هر صاحب خانه یا مستاجری باشد. در چنین حالتی برخی مواد مضر می توانند وارد آب شرب شده و مشکلاتی جدی در زمینه سلامتی ایجاد کنند. برای حل چنین مشکلاتی امروزه از فولاد ضدزنگ در سیستم های لوله کشی استفاده می شود. با استفاده از یک روش نوآورانه ی اتصال به نام اتصالات پرسی، استیل قادر است که به یک جایگزین جدی در صنعت تبدیل شود. عملیات اتصال با استفاده از ابزارهای هیدرولیکی که به آسانی قابل حمل هستند، سریع و ایمن انجام می شوند.
تصفیه فاضلاب
ترکیبات فاضلاب می تواند بسیار خورنده و سایشی باید. بسیاری از کارخانه های تصفیه فاضلاب در حال حاضر دارای سیستم های جداکننده مکانیکی، لوله کشی و اجزای غوطه ور از جنس استنلس هستند تا از عمر مفید طولانی و به حداقل رساندن زمان خرابی تجهیزات اطمینان حاصل شود.
هزینه مواد اولیه و تجهیزات
هزینه تمام شده، از جمله مواردی است که در هر پروژه ای دارای اهمیت است. به عنوان مثال در بحث انتخاب مواد، قیمت ورق استیل 316 بکار رفته در ساخت تجهیزات مرتبط با تولید، تصفیه، انتقال و ذخیره آب مهم است. قیمت ورق استیل 316 وابسته به وجود عناصری چون نیکل و مولیبدن می باشد و ممکن است تحت تاثیر قیمت جهانی این عناصر، دستخوش تغییرات شود. بنابراین، چنین مواردی در بحث انتخاب بهترین زمان برای خرید این مواد بهتر است مدنظر قرار داده شود.
