لوله کشی تجاری در اطراف ما وجود دارد و این بدان معناست که خطر خوردگی لوله و مشکلات ناشی از آن نیز فراگیر است. خوشبختانه، عایق برای محافظت از لوله‌ها در برابر برخی آسیب‌ها وجود دارد، اما این نیز با خطراتی همراه است. گاهی اوقات عایق روی خود لوله‌ها محیطی را ایجاد می کند که باعث ایجاد خوردگی می‌شود. مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و نرم‌افزار BIM می‌توانند به پیش‌بینی زمانی که آن شرایط احتمال بیشتری دارد و همچنین خطر یکپارچگی لوله‌کشی را پیش‌بینی کنند.

چرا پیش بینی خوردگی اهمیت دارد؟

چندین صنعت از عایق برای محافظت از لوله‌ها استفاده می‌کنند. علاوه بر خاصیت ضد حریق بودن، عایق لوله‌ها یک سلاح اصلی است که شرکت‌های نفت، گاز، مواد غذایی و شیمیایی از آن برای جلوگیری از خوردگی در برابر رطوبت، قرار گرفتن در معرض عناصر و سایر خطرات زیست‌محیطی استفاده می‌کنند.
اگر خوردگی لوله شروع شود، دیواره‌های لوله ضعیف می‌شوند. چندین عامل محیطی این خطر را افزایش می‌دهند. به عنوان مثال، یک خط لوله گاز که از آب شور عبور می‌کند، در برابر خوردگی سریع نمک و همچنین اکسیداسیون، آسیب پذیر است.
عایق از لوله کشی محافظت می‌کند، اما متاسفانه، می‌تواند محیطی مناسب برای ایجاد یا کمک به خوردگی لوله نیز ایجاد کند. در صورت عدم درمان، خوردگی می‌تواند موجب:

•  پارگی لوله کشی
• ایجاد نقاط نرم در لوله کشی
•  آلودگی هر آنچه در لوله است
•  پخش شدن خوردگی در طول لوله

در حالی که هیچ نقض لوله‌کشی خوب نیست، برخی از نقض‌ها تاثیرگذارتر هستند. پارگی در خط نفت یا گاز می‌تواند خطر انفجار و آتش سوزی ایجاد نموده و کل اکوسیستم‌ها را نابود کند. اگر پارگی لوله انتقال آب باشد، مسمومیت می‌تواند وارد آب عمومی شود. خوردگی لوله‌های فاضلاب نیز می‌تواند باعث آلودگی آب شود.

خوردگی زیر عایق

خوردگی زیر عایق (CUI) در صورتی می‌تواند رخ دهد که محیط تحت عایق برای ایجاد یا اجازه وقوع خوردگی مساعد باشد. وضعیتی که بیشتر با این خطر مرتبط است زمانی است که رطوبت، زیر عایق قرار می‌گیرد و اکسیداسیون رخ می‌دهد.
به دلیل ماهیت عایق، رطوبت به راحتی خشک نمی‌شود و اکسیداسیون را تداوم می‌بخشد. اگر یک ماده شیمیایی خورنده مانند نمک وجود داشته باشد، خوردگی سرعت می‌گیرد. برای مقابله با خطر خوردگی، عایق باید جدا شده، لوله کشی خشک و در صورت لزوم، تعمیر یا تعویض شود. لوله سپس به عایق جدید برای محافظت نیاز خواهد داشت.

به دلیل ماهیت CUI، شناسایی، مشخص کردن و آدرس دهی محیط‌های مساعد برای خوردگی لوله چالش برانگیز است. عایق هرگونه شواهدی از رطوبت را پنهان می‌کند، به خصوص اگر رطوبت زیر عایق باشد.

پنهان کردن خوردگی منجر به گسترش آن می شود!

متاسفانه، تنها دو راه برای تشخیص CUI وجود دارد.

•  بازرسی منظم و فیزیکی
  نقطه ضعف بازرسی‌های فیزیکی منظم این است که میلیون‌ها کیلومتر لوله‌کشی نفت، گاز و مواد شیمیایی تنها در ممکن است وجود داشته باشد که بیشتر آنها نیاز به عایق دارند. هنگامی که سایر اشکال لوله کشی را به آن اضافه کنید، کیلومترها عایق که نیاز به بازرسی دارد به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد.
  حتی با بهترین نیت، از نظر فیزیکی غیرممکن است که به هر اینچ مربع عایق در کشور نگاه کنید و تعیین کنید که آیا در معرض خطر است، شرایطی که برای خوردگی مناسب است یا به گسترش خوردگی کمک می کند. علاوه بر این، عایق‌هایی که شرایط مساعد برای خوردگی را دارند، همیشه مشهود نیستند. در بسیاری از موارد، خوردگی ناشی از نفوذ رطوبت به زیر عایق و ته نشین شدن آن است. رطوبت و خوردگی نامرئی هستند مگر اینکه عایق ترکیده یا بریده شود. با توجه به حجم زیاد عایق لوله، برش فیزیکی همه آن غیرممکن و بسیار گران است.
•  تجزیه و تحلیل و پیش بینی
  خوشبختانه، مواد مورد نیاز برای محیط تحت عایق که باعث ایجاد خوردگی می‌شود، به خوبی مستند شده است. علاوه بر این، نوع عوامل محیطی خارجی که باید وجود داشته باشد نیز به خوبی شناخته شده است. لوله‌هایی که در مناطق نیمه گرمسیری قرار دارند و در معرض نمک و سایر مواد شیمیایی قرار دارند بیشتر از لوله‌هایی که در بیابان مدفون شده‌اند در معرض خوردگی هستند، به عنوان مثال، معمولا به دلیل عدم وجود الکترولیت مانند آب.
  در حالی که بازرسی فیزیکی هر اینچ لوله از نظر خوردگی غیرممکن است، پیش بینی‌هایی که چندین فاکتور را در نظر می‌گیرند ممکن است. این موارد شامل، اما محدود به موارد زیر نیست:

قرار گرفتن در معرض آب
رطوبت نسبی محل عایق
حرارت و محدوده دما
ویژگی‌های مکان فیزیکی لوله کشی (دفن، در معرض، محصور و غیره)
قرار گرفتن در معرض مواد خورنده مانند نمک

وقتی همه این عوامل در نظر گرفته شوند و آنچه در مورد مواد خورنده و نحوه تعامل آنها با عوامل محیطی می‌دانیم اضافه شود، تجزیه و تحلیل امکان پذیر است. علاوه بر این، مناطقی که بیشتر در معرض تاثیر خورنده هستند را می‌توان علامت گذاری کرد و آن مناطق با دقت بیشتری نسبت به مناطقی که فقط یک یا دو عامل خطر برای خوردگی دارند بازرسی می‌شوند.
رویکرد پیش‌بینی‌کننده به بازرسان خوردگی این امکان را می‌دهد که فرآیندهای بازرسی، مکان‌ها و میزان دقیق بازرسی را برای تعیین اینکه آیا خوردگی زیر عایق است یا نه (یا عایق را برش دهند) اولویت‌بندی کنند. رویکرد کارآمد باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود و تمرکز بازرسی را به مناطق پرخطر محدود می‌کند تا اینکه زمان را در مناطقی که به توجه زیادی نیاز ندارند هدر دهد.

نقش BIM

این توضیح برای درک چگونگی کمک BIM به فرآیندهای بازرسی عایق مورد نیاز است. با افزودن داده های محیطی و موقعیت مکانی، به علاوه هر عامل تاثیرگذار دیگر، به یک سیستم BIM، نقشه خطوط لوله و مکان‌های عایق را می‌توان تشکیل داد. علاوه بر این، نشانگرهایی برای مناطقی که خطر بالاتری دارند را می توان به مکان مناطقی که نیاز به بازرسی دارند چسباند.
این مناطق را می‌توان بر اساس شدت خطر کد رنگی کرد. با استفاده از این مدل، عایق روی لوله‌ای که در کنار اقیانوس قرار دارد و در معرض آب و هوا قرار دارد یا گهگاه در زیر آب فرو می رود، دارای کد قرمز خواهد بود. در مقابل، عایق داخل یک کارخانه در یک مکان خشک اما مرطوب ممکن است با کد نارنجی کدگذاری شود. عایق‌هایی که در معرض خطر خوردگی اندک قرار دارند، رنگ سبز دارند و غیره.

در این سناریو، قرمز و نارنجی بر مناطق کدگذاری شده سبز اولویت دارند.

استفاده از BIM برای ترسیم عایق خط لوله و نقاط خوردگی احتمالی به بازرسان خوردگی کمک می‌کند تا جایی که می‌خواهند بازرسی کنند را محدود نمایند. علاوه بر این، به بازرسان خطوط لوله کمک می‌کند تا تشخیص دهند که آیا فقط به دنبال نشانه‌هایی از خوردگی هستند یا باید عمیق‌تر نگاه کنند، زیر عایق برای خوردگی، یا محیطی که می‌تواند باعث ایجاد خوردگی شود.

جمع بندی

BIM بازرسی عایق لوله ها را ساده می‌کند. شناسایی و علامت گذاری مناطق پرخطر، محدود کردن کار بازرسی فیزیکی مورد نیاز. بازرسان می‌توانند از آنالیز برای پوشش دادن زمین بیشتر استفاده کنند و در صورت وجود، احتمال یافتن خوردگی را افزایش دهند. تجزیه و تحلیل BIM در زمان، پول و تلاش صرفه جویی می‌کند و در عین حال بر روی مناطقی که بیشتر نیاز به توجه دارند تمرکز می کند.