तांबे की ट्यूब में ठंडे जल का जमाव

तांबे की ट्यूब में ठंडे जल का जमाव केवल कुछ ही प्रतिष्ठानों में होता है। तांबे की जल की ट्यूबों को सामान्यतः निर्माता द्वारा 50 वर्षों की अवधि के लिए विनिर्माण दोषों के विरूद्व गारंटी दी जाती है। तांबा प्रणालियों का विशाल बहुमत इस समय अवधि से कहीं अधिक है, लेकिन एक छोटा सा भाग तुलनात्मक रूप से कम समय के बाद विफल हो जाता है।

अधिकांश देखी गई विफलताएं जल प्रणाली की खराब संस्थापन या संचालन का परिणाम हैं। पिछले 20 वर्षों में देखी गई सबसे सामान्य विफलता ठंडे जल की ट्यूबों में गर्तन (गर्तन) संक्षारण है, जिसे टाइप 1 गर्तन के रूप में भी जाना जाता है। ये विफलताएं सामान्यतः खराब प्रवर्तन में अभ्यास का परिणाम होती हैं, हालांकि एक महत्वपूर्ण संख्या टांका लगाने वाले जोड़ों के संयोजन के बाद बोर में छोड़े गए फ्लक्स द्वारा प्रारंभ की जाती है। लगभग 1970 से पहले टाइप 1 गर्तन का सबसे सामान्य कारण विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा बोर में छोड़ी गई कार्बन फिल्में हैं।

1960 के दशक में अनुसंधान और विनिर्माण उन्नति ने बीएस 2871 के 1971 संस्करण में ट्यूब बोर को हानिकर फिल्म से मुक्त करने के लिए एक खंड के प्रारंभ के साथ गर्तन के कारण के रूप में कार्बन को लगभग समाप्त कर दिया था। इसके बावजूद, उचित जांच के बिना ट्यूब विफलताओं के लिए अभी भी नियमित रूप से कार्बन को दोषी ठहराया जाता है।

तांबे की जल की ट्यूब
कई वर्षों से इमारतों के अंतर्गत पीने योग्य जल 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 ऊष्मागतिक स्थिरता, पर्यावरण के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए इसके उच्च प्रतिरोध और अविलेय संक्षारण उत्पादों के गठन का परिणाम है जो धातु को पर्यावरण से अलग करता हैं। अधिकांश पीने योग्य जल 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 चलती है। 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 लगता है। तांबे और तांबा मिश्र धातुओं की विश्वसनीयता के बावजूद, कुछ ठंडे कठोर जल में ट्यूब के बोर में गड्ढे बन सकते हैं। यदि ये गड्ढे बनते हैं, तो प्रारंभ से 6 महीने से 2 साल के मध्य विफलता की उम्मीद की जा सकती है। वह तंत्र जो ठंडे कठोर जल में तांबे के गर्तन की ओर ले जाता है वह जटिल है, इसके लिए एक विशिष्ट रसायन वाले जल की आवश्यकता होती है जो गर्तन के विकास और गड्ढों के प्रारंभ के लिए एक तंत्र का समर्थन करने में सक्षम होते है।

गर्तन
बोर में प्रवेश करने वाले गड्ढे सामान्यतः कॉपर सल्फेट और कॉपर हाइड्रॉक्साइड लवण की कठोर पीली हरी गांठ से आवृत 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 प्रायः टाइप 1 गड्ढों के रूप में जाना जाता है और आक्रामक के रूप को टाइप 1 गर्तन के रूप में जाना जाता है।

जल
टाइप 1 गड्ढों का समर्थन करने में सक्षम विशेषताओं को लुसी द्वारा जल की संरचना की जांच करने के बाद अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया गया था जिसमें गर्तन 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 होते है। जैविक रूप से शुद्ध जल सामान्यतः गहरे कुओं या बेधछिद्र से निकलते 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 अनूर्णन (डीफ्लोक्यूलेशन) उपचार नहीं किया जाता है जो कार्बनिक पदार्थों को हटा देते है। उत्तरी अमेरिका में टाइप 1 गर्तन अपेक्षाकृत असामान्य है और यह कम जनसंख्या घनत्व का परिणाम हो सकता है जिससे पीने योग्य जल का एक महत्वपूर्ण भाग सतह से प्राप्त स्रोतों से प्राप्त किया जा सकता है। ठंडा कठोर और जैविक रूप से शुद्ध होने के अलावा, जल को एक विशिष्ट रसायन शास्त्र की आवश्यकता होती है। जल रसायन विज्ञान के प्रभाव को गर्तन प्रवृत्ति रेटिंग (पीपीआर) के उपयोग से अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जा सकता है, यह एक संख्या है जो जल के सल्फेट, क्लोराइड, नाइट्रेट और सोडियम आयन सांद्रता के साथ-साथ इसकी अम्लता या pH को भी ध्यान में रखती है। यह दिखाया गया है कि सकारात्मक पीपीआर वाला जल टाइप 1 गड्ढों को फैलाने में सक्षम है।

प्रारंभन
यूके और यूरोप दोनों में कई जल क्षेत्र टाइप 1 गर्तन का समर्थन करने में सक्षम हैं, लेकिन जब तक ट्यूब की दीवार में गड्ढा आरंभ नहीं किया जाता तब तक कोई समस्या नहीं होती है। जब तांबे की ट्यूब प्रारंभ में कठोर जल से भरी होती है तो दीवार पर लवण जमा हो जाता है और तांबा धीरे-धीरे जल के साथ प्रतिक्रिया करके मिश्रित संक्षारण उत्पादों और कठोरता पैमाने की एक पतली सुरक्षात्मक परत बनाता है। यदि ट्यूब में कोई गर्तन 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 सामान्य, बोर पर कार्बन फिल्मों की उपस्थिति है। प्रगतिरोध और फ्लक्स अवशेष सबसे सामान्य आरंभिक तंत्र हैं जिनके कारण पिछले दस वर्षों में टाइप 1 गर्तन विफलता हुई है।

कार्बन फिल्म
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 समय ट्यूबों को चिकनाई देने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक तेल और ग्रीस गर्मी उपचार के समय टूट जाते हैं और धीरे-धीरे ट्यूब को कार्बन की फिल्म से आवरण कर 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 के प्रारंभ 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, सामान्यतः रेत (या अन्य अलौह माध्यम) विस्फोट या अम्ल पिकलिंग द्वारा किया जाता है, ताकि निर्माण के समय उत्पादित किसी भी फिल्म को हटाया जा सके, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन फिल्मों द्वारा प्रारंभ की गई टाइप 1 गर्तन अब बहुत दुर्लभ है।

प्रगतिरोध
यदि जल को एक ट्यूब में लंबे समय तक खड़ा रहने दिया जाए, तो मिश्रित पैमाने और संक्षारण उत्पादों के जमा होने के कारण जल की रासायनिक विशेषताएं बदल जाती हैं। इसके अलावा कोई भी शिथिल परत जो दीवार पर अच्छी तरह से चिपकी हुई नहीं है, उसे धोया नहीं जाएगा और जल में घुली हवा बुलबुले बनाएगी, जिससे हवाई गर्त उत्पादन होता है। ये प्रक्रियाएं मुख्य रूप से क्षैतिज ट्यूब रन पर कई समस्याएं पैदा कर सकती हैं। परत 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 रन में विकसित होने वाली हवाई गर्त दो क्षेत्रों में सुरक्षात्मक तराजू के गठन को बाधित करती हैं: किनारों पर जल की रेखाएं, और ट्यूब के शीर्ष पर वायु स्थान हैं।

प्रत्येक क्षेत्र में जहां परत बाधित है वहां टाइप 1 गर्तन की प्रारंभ की संभावना है। एक बार गर्तन बनना प्रारंभ 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 प्रायः किसी व्यवस्था के प्रवर्तन होने से जुड़ा होता है। एक बार व्यवस्था प्रवर्तन 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 गर्तन प्रारंभ हो सकता हैं। यदि इनमें से कोई भी विकल्प संभव नहीं है तो व्यवस्था को उपयोग में आने तक नियमित रूप से फ्लश किया जाता है।

फ्लक्स
नलसाज़ी व्यवस्था में सोल्डरिंग संचालन के समय मेटिंग सतहों को साफ रखने के लिए फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। फ्लक्स में प्रायः 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 प्रायः प्रारंभ हो जाते हैं। यदि ट्यूब को ऐसे जल में डाला जाता है जो टाइप 1 गड्ढों का समर्थन करता है तो ये गर्तन विकसित हो जाएंगे और अंततः ट्यूब के किनारों को छिद्रित करते है।

विशेषता
ज्यादातर स्थिति में अच्छे कामकाजी प्रकार से टाइप 1 गर्तन से बचा जा सकता है। हमेशा बीएस ईएन 1057 के लिए निर्मित ट्यूबों का उपयोग करते है। 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 जाती है। 10 मिमी से कम व्यास वाली ट्यूबों को प्रत्येक छोर पर समान रूप से चिह्नित किया जाता है।

एक बार प्रणाली प्रारंभ 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 प्रणाली को उपयोग में आने तक नियमित रूप से फ्लश किया जाता है। इसे एक सप्ताह से अधिक समय तक खड़ा नहीं छोड़ना चाहिए। वर्तमान में प्रगतिरोध टाइप 1 गर्तन का सबसे सामान्य कारण है।

फ्लक्स का प्रयोग अत्यल्प किया जाना चाहिए। जुड़ने वाले क्षेत्रों पर थोड़ी मात्रा में पेंट किया जाना चाहिए और जोड़ बनने के बाद किसी भी अतिरिक्त भाग को हटा दिया जाना चाहिए। कुछ फ़्लक्स को जल में घुलनशील के रूप में चिह्नित किया जाता है, लेकिन कुछ परिस्थितियों में उन्हें गर्तन प्रारंभ होने से पहले नहीं हटाया जाता है।

यह भी देखें

 * तांबे की जल की नलिकाओं का क्षरण संक्षारण

बाहरी संबंध

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