तांबे की ट्यूब में ठंडे जल का जमाव

तांबे की ट्यूब में ठंडे पानी का जमाव केवल कुछ ही प्रतिष्ठानों में होता है। घरेलू जल प्रणाली#कॉपर की निर्माता द्वारा आमतौर पर 50 वर्षों की अवधि के लिए विनिर्माण दोषों के खिलाफ गारंटी दी जाती है। तांबा प्रणालियों का विशाल बहुमत इस समय अवधि से कहीं अधिक है, लेकिन एक छोटा सा हिस्सा तुलनात्मक रूप से कम समय के बाद विफल हो सकता है।

देखी गई अधिकांश विफलताएं जल प्रणाली की खराब स्थापना या संचालन का परिणाम हैं। पिछले 20 वर्षों में देखी गई सबसे आम विफलता ठंडे पानी की ट्यूबों में पिटिंग जंग है, जिसे टाइप 1 पिटिंग के रूप में भी जाना जाता है। ये विफलताएं आम तौर पर खराब कमीशनिंग अभ्यास का परिणाम होती हैं, हालांकि टांकने की क्रिया  जोड़ों की असेंबली के बाद बोर में छोड़े गए फ्लक्स (धातु विज्ञान) द्वारा एक महत्वपूर्ण संख्या शुरू की जाती है। लगभग 1970 से पहले टाइप 1 पिटिंग का सबसे आम कारण विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा बोर में छोड़ी गई कार्बन फिल्में थीं।

1960 के दशक में अनुसंधान और विनिर्माण सुधारों ने ब्रिटिश मानकों के 1971 संस्करण में ट्यूब बोरों को हानिकारक फिल्मों से मुक्त करने की आवश्यकता वाले एक खंड की शुरूआत के साथ गड्ढे के कारण के रूप में कार्बन को लगभग समाप्त कर दिया। इसके बावजूद, उचित जांच के बिना ट्यूब विफलताओं के लिए अभी भी नियमित रूप से कार्बन को दोषी ठहराया जाता है।

तांबे की पानी की नलियाँ
कई वर्षों से इमारतों के भीतर पीने योग्य पानी वितरित करने के लिए तांबे की ट्यूबों का उपयोग किया जाता रहा है और हर साल पूरे यूरोप में सैकड़ों मील स्थापित की जाती हैं। प्राकृतिक जल के संपर्क में आने पर तांबे का लंबा जीवन इसकी थर्मोडायनामिक स्थिरता, पर्यावरण के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए इसके उच्च प्रतिरोध और अघुलनशील संक्षारण उत्पादों के गठन का परिणाम है जो धातु को पर्यावरण से अलग करते हैं। अधिकांश पीने योग्य पानी में तांबे की संक्षारण दर 2.5 µm/वर्ष से कम है, इस दर पर 0.7 मिमी की दीवार मोटाई वाली 15 मिमी ट्यूब लगभग 280 वर्षों तक चलेगी। कुछ शीतल जल में सामान्य संक्षारण दर 12.5 µm/वर्ष तक बढ़ सकती है, लेकिन इस दर पर भी उसी ट्यूब को छिद्रित करने में 50 वर्ष से अधिक का समय लगेगा। तांबे और तांबा मिश्र धातुओं की विश्वसनीयता इंजीनियरिंग के बावजूद, कुछ ठंडे कठोर पानी में ट्यूब के बोर में गड्ढे बन सकते हैं। यदि ये गड्ढे बनते हैं, तो शुरुआत से 6 महीने से 2 साल के बीच विफलता की उम्मीद की जा सकती है। वह तंत्र जो ठंडे कठोर पानी में तांबे के गड्ढे की ओर ले जाता है वह जटिल है, इसके लिए एक विशिष्ट रसायन वाले पानी की आवश्यकता होती है जो गड्ढे के विकास और गड्ढों की शुरुआत के लिए एक तंत्र का समर्थन करने में सक्षम हो।

पिटना
बोर में प्रवेश करने वाले गड्ढे आमतौर पर कॉपर सल्फेट और कॉपर हाइड्रॉक्साइड लवण की कठोर पीली हरी गांठ से ढके होते हैं। यदि गांठ को हटा दिया जाए तो एक अर्धगोलाकार गड्ढा दिखाई देता है जो लाल क्यूप्रस ऑक्साइड और हरे क्यूप्रस क्लोराइड के मोटे क्रिस्टल से भरा होता है। गड्ढों को अक्सर टाइप 1 गड्ढों के रूप में जाना जाता है और हमले के रूप को टाइप 1 गड्ढों के रूप में जाना जाता है।

पानी
टाइप 1 गड्ढों का समर्थन करने में सक्षम विशेषताओं को लुसी द्वारा पानी की संरचना की जांच करने के बाद अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया गया था जिसमें गड्ढों का व्यवहार ज्ञात था। वे ठंडे, 30°C से कम, कठोर या मध्यम कठोर, 170 से 300 mg/L कार्बोनेट कठोरता और जैविक रूप से शुद्ध होने चाहिए। जैविक रूप से शुद्ध पानी आमतौर पर गहरे कुओं या बोरहोल से निकलता है। नदियों या झीलों के सतही जल में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कार्बनिक यौगिक होते हैं जो टाइप 1 गड्ढों के निर्माण को रोकते हैं, जब तक कि डीफ्लोक्यूलेशन उपचार नहीं किया जाता है जो कार्बनिक पदार्थों को हटा देता है। उत्तरी अमेरिका में टाइप 1 पिटिंग अपेक्षाकृत असामान्य है और यह कम जनसंख्या घनत्व का परिणाम हो सकता है जिससे पीने योग्य पानी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सतह से प्राप्त स्रोतों से प्राप्त किया जा सकता है। ठंडा कठोर और जैविक रूप से शुद्ध होने के अलावा, पानी को एक विशिष्ट रसायन शास्त्र की आवश्यकता होती है। जल रसायन विज्ञान के प्रभाव को पिटिंग प्रोपेंसिटी रेटिंग (पीपीआर) के उपयोग से अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जा सकता है, यह एक संख्या है जो पानी के सल्फेट, क्लोराइड, नाइट्रेट और सोडियम आयन सांद्रता के साथ-साथ इसकी अम्लता या पीएच को भी ध्यान में रखती है। यह दिखाया गया है कि सकारात्मक पीपीआर वाला पानी टाइप 1 गड्ढों को फैलाने में सक्षम है।

आरंभ
यूके और यूरोप दोनों में कई जल क्षेत्र टाइप 1 गड्ढे का समर्थन करने में सक्षम हैं, लेकिन जब तक ट्यूब की दीवार में गड्ढा शुरू नहीं किया जाता तब तक कोई समस्या नहीं होगी। जब तांबे की ट्यूब शुरू में कठोर पानी से भरी होती है तो दीवार पर नमक जमा हो जाता है और तांबा धीरे-धीरे पानी के साथ प्रतिक्रिया करके मिश्रित संक्षारण उत्पादों और लाइमस्केल की एक पतली सुरक्षात्मक परत बनाता है। यदि ट्यूब में कोई गड्ढा हो तो इस फिल्म को स्थानीय रूप से बाधित किया जाना चाहिए। तीन तंत्र हैं जो सुरक्षात्मक जमाओं को बाधित करने की अनुमति देते हैं। सबसे प्रसिद्ध, हालांकि अब सबसे कम आम, बोर पर कार्बन फिल्मों की उपस्थिति है। ठहराव और फ्लक्स अवशेष सबसे आम आरंभिक तंत्र हैं जिनके कारण पिछले दस वर्षों में टाइप 1 पिटिंग विफलता हुई है।

कार्बन फ़िल्में
तांबे की ट्यूबें तांबे के बड़े बिलेट्स से बनाई जाती हैं जिन्हें धीरे-धीरे काम किया जाता है और आवश्यक आकार तक खींचा जाता है। जैसे ही ट्यूब खींची जाती हैं, उन्हें सही यांत्रिक गुण उत्पन्न करने के लिए ताप उपचारित किया जाता है। ड्राइंग प्रक्रियाओं के दौरान ट्यूबों को चिकनाई देने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक तेल और ग्रीस गर्मी उपचार के दौरान टूट जाते हैं और धीरे-धीरे ट्यूब को कार्बन की फिल्म से ढक देते हैं। यदि कार्बन ट्यूब के बोर में छोड़ दिया जाता है तो यह सुरक्षात्मक पैमाने के गठन को बाधित करता है और दीवार में गड्ढों की शुरुआत की अनुमति देता है। 1969 से तांबे की ट्यूबों में ब्रिटिश मानकों द्वारा कार्बन जैसी हानिकारक फिल्मों की उपस्थिति को प्रतिबंधित कर दिया गया है। जल सेवा के लिए सभी तांबे की ट्यूबों का उपचार, आमतौर पर रेत (या अन्य अलौह माध्यम) विस्फोट या एसिड पिकलिंग द्वारा किया जाता है, ताकि निर्माण के दौरान उत्पादित किसी भी फिल्म को हटाया जा सके, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन फिल्मों द्वारा शुरू की गई टाइप 1 पिटिंग अब बहुत दुर्लभ है।

ठहराव
यदि पानी को एक ट्यूब में लंबे समय तक खड़ा रहने दिया जाए, तो मिश्रित पैमाने और संक्षारण उत्पादों के जमा होने के कारण पानी की रासायनिक विशेषताएं बदल जाती हैं। इसके अलावा कोई भी ढीला स्केल जो दीवार पर अच्छी तरह से चिपका हुआ नहीं है, उसे धोया नहीं जाएगा और पानी में घुली हवा बुलबुले बनाएगी, जिससे हवा की जेबें पैदा होंगी। ये प्रक्रियाएं मुख्य रूप से क्षैतिज ट्यूब रन पर कई समस्याएं पैदा कर सकती हैं। स्केल के कण जो दीवारों से चिपकते नहीं हैं और धुलते नहीं हैं, वे ट्यूब के निचले भाग में गिर जाते हैं जिससे एक मोटा छिद्रपूर्ण जमाव उत्पन्न होता है। क्षैतिज रूप से विकसित होने वाली वायु जेबें दो क्षेत्रों में सुरक्षात्मक तराजू के गठन को बाधित करती हैं: किनारों पर पानी की रेखाएं, और ट्यूब के शीर्ष पर वायु स्थान।

प्रत्येक क्षेत्र में जहां स्केल बाधित हुआ है वहां टाइप 1 पिटिंग की शुरुआत की संभावना है। एक बार गड्ढा बनना शुरू हो गया है, तो ट्यूब को वापस सेवा में लाने के बाद भी, गड्ढा तब तक विकसित होता रहेगा जब तक कि दीवार में छेद न हो जाए। हमले का यह रूप अक्सर किसी सिस्टम के चालू होने से जुड़ा होता है। एक बार सिस्टम चालू हो जाने के बाद इसे या तो तुरंत सेवा में डाल दिया जाना चाहिए या संपीड़ित हवा के साथ फ्लश करके सूखा दिया जाना चाहिए अन्यथा गड्ढे शुरू हो सकते हैं। यदि इनमें से कोई भी विकल्प संभव नहीं है तो सिस्टम को उपयोग में आने तक नियमित रूप से फ्लश किया जाना चाहिए।

फ्लक्स
प्लंबिंग सिस्टम में सोल्डरिंग ऑपरेशन के दौरान मेटिंग सतहों को साफ रखने के लिए फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। फ्लक्स में अक्सर पेट्रोलियम जेली जैसे बाइंडर में अमोनियम क्लोराइड और जिंक क्लोराइड जैसे संक्षारक रसायन होते हैं। यदि जोड़ पर बहुत अधिक फ्लक्स लगाया जाता है तो अतिरिक्त फ्लक्स पिघल जाएगा और क्षैतिज ट्यूब के तल में एक ऊर्ध्वाधर ट्यूब या पूल के बोर में बह जाएगा। जहां ट्यूब का बोर फ्लक्स की एक परत से ढका होता है, उसे स्थानीय रूप से जंग से बचाया जा सकता है, लेकिन फ्लक्स के किनारों पर गड्ढे अक्सर शुरू हो जाते हैं। यदि ट्यूब को ऐसे पानी में डाला जाता है जो टाइप 1 गड्ढों का समर्थन करता है तो ये गड्ढे विकसित हो जाएंगे और अंततः ट्यूब के किनारों में छेद हो जाएंगे।

सिफारिशें
ज्यादातर मामलों में अच्छे कामकाजी तरीकों से टाइप 1 पिटिंग से बचा जा सकता है। हमेशा ब्रिटिश मानकों के अनुसार निर्मित ट्यूबों का उपयोग करें। इस मानक के अनुसार बनाई गई 10 मिमी से अधिक व्यास वाली ट्यूबों पर हमेशा मानक की संख्या, नाममात्र आकार, दीवार की मोटाई और ट्यूब का तापमान, निर्माता का पहचान चिह्न और कम से कम हर 600 मिमी पर उत्पादन की तारीख अंकित की जाएगी। 10 मिमी से कम व्यास वाली ट्यूबों को प्रत्येक छोर पर समान रूप से चिह्नित किया जाएगा।

एक बार सिस्टम चालू हो जाने के बाद इसे या तो तुरंत सेवा में डाल देना चाहिए या सूखा कर सुखा लेना चाहिए। यदि इनमें से कोई भी विकल्प संभव नहीं है तो सिस्टम को उपयोग में आने तक नियमित रूप से फ्लश किया जाना चाहिए। इसे एक सप्ताह से अधिक समय तक खड़ा नहीं छोड़ना चाहिए। वर्तमान में जल जमाव टाइप 1 पिटिंग का सबसे आम कारण है।

फ्लक्स का प्रयोग संयमित ढंग से किया जाना चाहिए। जुड़ने वाले क्षेत्रों पर थोड़ी मात्रा में पेंट किया जाना चाहिए और जोड़ बनने के बाद किसी भी अतिरिक्त हिस्से को हटा दिया जाना चाहिए। कुछ फ़्लक्स को पानी में घुलनशील के रूप में चिह्नित किया जाता है, लेकिन कुछ परिस्थितियों में उन्हें गड्ढा शुरू होने से पहले नहीं हटाया जाता है।

यह भी देखें

 * तांबे की जल नलिकाओं का क्षरण क्षरण

बाहरी संबंध

 * NACE International -Professional society for corrosion engineers ( NACE )
 * Copper Pipe Corrosion Theory and information on Corrosion of Copper Pipe