محافظت از تجهیزات نیروگاهی با نانوحباب‌ها

خوردگی همواره یکی از چالش‌های اصلی در نیروگاه‌ها محسوب می‌شود. قرار گرفتن تجهیزات فلزی در معرض محیط‌های اسیدی و خورنده، به مرور زمان موجب کاهش راندمان، افزایش خرابی‌ها و تحمیل هزینه‌های سنگین تعمیرات می‌شود. از همین رو، پژوهشگران دنیا به دنبال راهکارهایی بوده‌اند که بدون ایجاد آثار زیست‌محیطی، بتواند از تجهیزات در برابر این پدیده محافظت کند. این موضوع مورد توجه پژوهشگران ایرانی هم قرار گرفته و محققان در پژوهشگاه نیرو و پژوهشگاه صنعت نفت برای حل این مشکل دست به کار شده‌اند. حالا این همکاری نتیجه داده و تحقیق مشترک پژوهشگاه نیرو و پژوهشگاه صنعت نفت نشان می‌دهد نانوحباب‌ها می‌توانند به یکی از مؤثرترین ابزارهای مقابله با خوردگی تجهیزات صنعتی تبدیل شوند. این فناوری‌ علاوه بر افزایش عمر تجهیزات، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش داده و بهره‌وری سامانه‌های نیروگاهی را نیز ارتقا می‌دهد.
البته محققان این دو پژوهشگاه معتقدند کاربرد این فناوری تنها به صنعت نیرو محدود نمی‌شود. به گفته آنان، نانوحباب‌ها در حوزه‌هایی مانند تصفیه آب، حذف آلاینده‌های آلی و فلزی، فرآوری مواد معدنی، کاهش اصطکاک سیالات، پاک‌سازی سطوح صنعتی، افزایش بهره‌وری در کشاورزی و حتی پزشکی، از جمله انتقال هدفمند دارو و فرآیندهای ضدعفونی نیز نتایج قابل توجهی دارند.  نتایج این پژوهش حاکی از آن است که ویژگی‌هایی مانند پایداری بالا، سطح ویژه گسترده و رفتار فیزیکی و شیمیایی خاص نانوحباب‌ها، آنها را به گزینه‌ای مناسب برای بهبود عملکرد فرآیندهای صنعتی تبدیل کرده است.
بر اساس این مطالعه، نانوحباب‌ها که در دو نوع سطحی و حجمی تولید می‌شوند، با استفاده از روش‌های فیزیکی و شیمیایی قابل تولید هستند و قابلیت استفاده در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی را دارند. یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این فناوری، کاهش نرخ خوردگی فلزات در سامانه‌های گردش آب و محیط‌های بسیار خورنده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد تزریق نانوحباب‌های هوا به محیط‌های اسیدی از جمله سامانه‌های زمین‌گرمایی، می‌تواند میزان خوردگی فولاد را تا ۵۰ درصد کاهش دهد.
این پژوهشگران معتقدند این اثر محافظتی از دو مسیر ایجاد می‌شود: اول، تشکیل لایه‌ای از نانوحباب‌ها روی سطح فلز که نقش سپر محافظ را ایفا می‌کند و دوم، تسریع در تشکیل رسوبات معدنی مانند سیلیکا که مانعی مقاوم در برابر عوامل خورنده به وجود می‌آورد. این دو سازوکار در کنار یکدیگر، دوام تجهیزات را افزایش می‌دهد و از فرسایش زودهنگام آنها جلوگیری می‌کند. همچنین نتایج این تحقیق نشان می‌دهد نانوحباب‌ها نسبت به روش‌های متداول کنترل خوردگی، مزیت‌های قابل‌توجهی دارند. در حالی که بسیاری از مهارکننده‌های شیمیایی نیازمند تزریق مداوم هستند و برخی پوشش‌های محافظ نیز در شرایط دمایی و فشاری بالا کارایی خود را از دست می‌دهند، نانوحباب‌ها می‌توانند بدون تغییر اساسی در ساختار تجهیزات موجود، سامانه‌ای پایدار و سازگار با محیط‌‌زیست برای محافظت از سطوح فلزی فراهم کنند.
صفحات
آرشیو تاریخی
شماره نه هزار و نود و پنج
 - شماره نه هزار و نود و پنج - ۱۹ مرداد ۱۴۰۵