لا يوجد معيار منشور واحد يغطي “أغلفة المرشحات المستخدمة في تحلية مياه البحر”. وما يعتمد عليه المشترون فعليًّا هو مجموعة من المتطلبات:
القرار الذي غالبًا ما يكون خاطئًا هو اختيار المادة. فالهيكل المُصنَّف بـ SS316L مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ، لكن الإرشادات الصادرة عن الشركة المصنعة للغشاء نفسها تُصنف 316L ضمن الفئة الدنيا للاستخدام في بيئات منخفضة الملوحة، وليس في المستوى الذي توصي به لمياه البحر. يوضح هذا الدليل كيفية وضع مواصفات يمكن الدفاع عنها، وأين يمكن استخدام الأغلفة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في محطة تحلية المياه، وما الذي يجب تضمينه في طلب عرض الأسعار.
من الناحية العملية، تتألف مواصفات وحدة تحلية المياه من خمس طبقات، ولكل طبقة مالك مختلف:
إذا كان من المقرر استخدام النفاذات المعالجة كمياه شرب، فقد تتطلب مواصفات المالك أيضًا شهادة مطابقة لمعايير ملامسة مياه الشرب للمكونات الملامسة للسائل. يجب التأكد من هذا الشرط في مرحلة المناقصة وليس بعد التصنيع.
يُستخدم الغلاف لحمل فلتر الخرطوشة الذي يحمي المضخة عالية الضغط والأغشية. وفقًا لـ الدليل الفني لأغشية التناضح العكسي «FilmTec» من شركة دوبونت, ، يُعدّ مرشح الخرطوشة الذي يقل حجم مسامه المطلق عن 10 ميكرومتر الحد الأدنى الموصى به للمعالجة المسبقة لكل نظام التناضح العكسي، ويُوصى باستخدام مرشح يبلغ حجم مسامه المطلق 5 ميكرومتر. ويشير الدليل نفسه إلى استخدام مرشح يبلغ حجم مسامه المطلق 1–3 ميكرومتر في الحالات التي تشكل فيها السيليكا الغروية أو سيليكات المعادن خطرًا للتلوث.
وتُترجم هذه التوجيهات إلى متطلبات سكنية:
كما تُعد وسائط الخراطيش جزءًا من المواصفات. ويوصي الدليل باستخدام مادة اصطناعية غير قابلة للتحلل، مثل النايلون أو البولي بروبيلين، ولا يوصي باستخدام المرشحات القابلة للغسل العكسي كمرشح أمان نهائي.
يُعد الفولاذ SS316L خيارًا افتراضيًا معقولًا للعديد من السوائل الصناعية، لكن مياه البحر تمثل حالة تعرض مختلفة. ويعامل دليل شركة دوبونت التآكل النقطي والتآكل الشقيّ باعتبارهما الخطرين الرئيسيين، ويربط توصياته بمستوى ملوحة تيار المركز:
تتجاوز كل من مياه البحر المغذية والمحلول الملحي مستوى 7,000 جزء في المليون بكثير، لذا فهما يندرجان ضمن فئة السبائك الأعلى. ويقتصر النطاق الصريح للدليل على الأنابيب والتجهيزات. ويُعد تطبيق نفس المنطق على غلاف المرشح استنتاجًا هندسيًّا، لكنه استنتاج معقول. يحتوي غلاف المرشح على مقعد حشية، ووصلة إغلاق، وحواف مثبتة بمسامير أو مشابك، وجيوب راكدة: وهي نفس هندسة الشقوق التي يشير إليها الدليل.
مثال توضيحي (افتراضي، وليس حالة عميل). تطلب ورقة المناقصة “غلاف مرشح من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، وخراطيش 5 ميكرومتر” لتغذية خط معالجة مياه البحر بالتناضح العكسي. وقدم أحد المزايدين عرضًا لوعاء مصقول من الفولاذ 316L بسعر تنافسي. اجتازت الوحدة الفحص، لكن لم يقم أحد بمقارنة مستويات الكلوريد عند موضع الحشية. وفر المشتري في سعر الوحدة، لكنه تحمل مخاطر التآكل والاستبدال. فالسعر الأدنى للشراء وتكلفة دورة الحياة الأدنى هما أمران مختلفان في هذه الحالة.
الاستنتاج واضح: الفولاذ المقاوم للصدأ ليس خيارًا خاطئًا، لكن مصطلح “مقاوم للصدأ” ليس مواصفة. يجب تحديد الدرجة، ويجب أن تتناسب مع ظروف الاستخدام.
هذا الجدول وصفٍّ. فهو لا يصنف المواد بناءً على بيانات التآكل المقاسة، التي تختلف باختلاف الدرجة وظروف التصنيع والتشغيل.
| خيار المواد | في الحالات التي يُنظر فيها عادةً إلى ذلك | نقطة القوة الرئيسية | أهم ما يجب الانتباه إليه | التحقق من المورد |
|---|---|---|---|---|
| SS304 | مرافق غير تحتوي على الكلوريد، الهواء، سوائل العمليات العامة | متوفرة على نطاق واسع، واقتصادية | لا يُنصح باستخدامه في التطبيقات التي تتضمن مياه البحر المحتوية على الكلوريد | التعرض الدقيق؛ هل هو خالٍ تمامًا من الكلوريد؟ |
| SS316L | المهام المتعلقة بالملوحة المنخفضة، ومنصات التنظيف، وترشيح المحاليل الكيميائية | درجة منخفضة الكربون مناسبة للتصنيع باللحام | صنّفتها شركة دوبونت على أنها الدرجة الدنيا، وليست الدرجة المخصصة لمياه البحر | مستوى الكلوريد، ودرجة الحرارة، ومواقع الشقوق |
| الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 6% Mo (مثل 254 SMO) والسبائك المماثلة ذات التركيب العالي | العلب والتركيبات الملامسة لمياه البحر | أطلقت شركة دوبونت هذا الاسم للاستخدام في الأماكن الضيقة في بيئات ذات مستويات عالية من إجمالي المواد الصلبة المذابة (TDS) | ارتفاع تكلفة المواد؛ وانخفاض عدد المصنعين | الدرجة، شهادات المصنع، إجراءات اللحام |
| FRP / GRP | أغلفة خراطيش تغذية مياه البحر | غير معدني، لذا لا توجد آلية للتآكل النقطي | حدود الضغط والحرارة؛ أسس تصميم الغلاف | الضغط التصميمي، معايير التصنيع، تصميم الشفة والفوهة |
| البلاستيك الحراري (PP، PVC، PVDF) | علب صغيرة أو ذات ضغط منخفض | غير معدني | الحدود الميكانيكية ودرجات الحرارة | الضغط المقنن عند درجة حرارة التشغيل |
يُعد اختيار مواد البناء قرارًا يختلف باختلاف المشروع. صفحة الحماية من التناضح العكسي (RO) الخاصة بشركة Pore Filtration تشير الدراسة إلى أن الأغلفة المصنوعة من البلاستيك، والألياف الزجاجية المقواة (GRP)، والفولاذ المقاوم للصدأ متوفرة جميعها، ويعتمد الاختيار على مصدر المياه الخام. وهذا بيان صادر عن الشركة المصنعة وليس معيارًا مستقلًا، لكنه يتوافق مع الصورة الأوسع: فلا توجد مادة واحدة تتفوق في جميع الحالات.
تحتوي محطة تحلية المياه على العديد من نقاط الترشيح بخلاف مدخل مياه البحر. وهناك عدة نقاط تناسب الفولاذ المقاوم للصدأ SS304/316L بشكل أفضل من موضع خرطوشة مياه البحر.
| العمل في المصنع | هيكل مقاوم للصدأ مناسب | ما الذي يجب التحقق منه |
|---|---|---|
| مرشح خرطوشة تغذية التناضح العكسي المبلل بمياه البحر | شريطة أن تكون الدرجة متوافقة مع مياه البحر (انظر أعلاه) | تحديد سبيكة معينة لكل جزء ملامس للسائل |
| مرشح خرطوشة للتنظيف في الموقع (CIP) | مرشح جيد. تذكر مخططات CIP الخاصة بشركة دوبونت الفولاذ المقاوم للصدأ (SS) كأحد خيارات الهيكل، إلى جانب PVC وFRP | نطاق درجة الحموضة (pH) أثناء التنظيف، ودرجة الحرارة، ومستوى الكلوريد في مياه التغذية |
| ترشيح المحلول الكيميائي قبل إضافة الجرعة | غالبًا ما تكون مناسبة للسوائل غير المالحة | التوافق الكيميائي بين المعدن ومواد الإحكام |
| أنابيب الهواء المضغوط والغاز | مناسب للاستخدام في الحالات التي يكون فيها الغاز نظيفًا وجافًا | التصنيف، الوسائط، حجم الاتصال |
| مرافق البخار في المصانع | مناسب للاستخدام بالبخار | الضغط، ودرجة الحرارة، ومواد العناصر |
يوضح دليل شركة دوبونت أن مرشح خرطوشة CIP مصنوع من البولي بروبيلين بسمك 5–10 ميكرون مع غلاف من مادة PVC أو FRP أو الفولاذ المقاوم للصدأ. ويشير الدليل إلى أن محاليل التنظيف يمكن أن تتراوح درجة الحموضة فيها بين 1 و13، لذا يلزم استخدام مواد مقاومة للتآكل في جميع أجزاء نظام التنظيف. كما يوصي الدليل بترشيح محلول ثنائي كبريتات الصوديوم المستخدم لإزالة الكلور عبر خرطوشة منفصلة قبل ضخه في تغذية نظام التناضح العكسي (RO). وكلاهما من المهام الطبيعية التي يمكن أن تؤديها أغطية الخراطيش المدمجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، شريطة التحقق من التوافق الكيميائي.
بالنسبة لمنصة التنظيف أو خط الجرعات الصغير، فإن هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ بخرطوشة واحدة على طراز CUNO وهو شكل نموذجي. تضم صفحة المنتج خيارات من الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 أو SS316L، وخراطيش بطول 10–40 بوصة مزودة بوصلات DOE أو 222 أو 226، ودرجات تصنيف تتراوح من 0.1 إلى 200 ميكرومتر، وحدود ضغط تبلغ 10 بار ودرجة حرارة تبلغ 120 درجة مئوية. عندما تكون هناك حاجة إلى بديل معدني مدمج لوحدة «بيغ بلو» المصنوعة من البوليمر، فإن هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 20 بوصة على طراز «بيغ بلو» تتضمن قائمة الميزات قفلًا سريع التثبيت ومنافذ ملولبة. ولا تذكر الصفحة الخاصة بها المادة سوى بعبارة “الفولاذ المقاوم للصدأ”، لذا يرجى الاستفسار عن الدرجة الموردة.
عندما لا تستطيع خرطوشة واحدة تحمل التدفق، فإن هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ متعدد الخراطيش يجمع بين 3 أو 5 أو 7 أو 11 أو 19 خرطوشة في وعاء واحد. الحدود المذكورة هي 10 بار و90 درجة مئوية، لذا يجب التحقق من الحد الأقصى لدرجة الحرارة عند استخدام دورات التنظيف الساخنة.
تُعدّ حاويات الأكياس أجهزة ترشيح كلي. وهي مناسبة للترشيح الأولي الخشن للسوائل الصناعية والكيميائية، وليست مناسبة لخطوة الحماية النهائية المطلقة التي تبلغ 5 ميكرومتر قبل سلسلة التناضح العكسي. وتختلف طرز الأكياس الفردية من Lyfilter بشكل أساسي في طريقة وصول السائل إلى الكيس وطريقة فتح الغطاء:
غالبًا ما تُذكر تصنيفات الأكياس بقيمها الاسمية، في حين تُحدد حماية التغذية في نظام التناضح العكسي (RO) بقيم مطلقة. اسأل عن القيمة التي توردها ورقة البيانات.
المواقع التي تحتوي على أنظمة بخار أو هواء مضغوط لها واجبات منفصلة. أ غلاف مرشح البخار الصناعي يستخدم عناصر من الفولاذ المقاوم للصدأ المُتلبَّد أو المُطوي، ويحدد حدودًا تبلغ 10 بار و150 درجة مئوية. أ غلاف مرشح الغاز من الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع T وهو نظام يعمل بخرطوشة واحدة مخصص للهواء المضغوط والنيتروجين والغازات الصناعية المتوافقة. وتُعد هذه العناصر من مرافق المصنع، ولا تشكل جزءًا من مسار مياه البحر.
لا تذكر أي من صفحات منتجات «Lyfilter» المذكورة أعلاه مياه البحر أو خدمات تحلية المياه. فهي تصف أغلفة صناعية عامة من الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 أو SS316L. تعامل معها على أنها خيارات محتملة للمهام الواردة في الجدول، واستفسر من المورد كتابةً عن أي موضع يتعرض لمياه البحر.
يتم تركيب مرشح الخرطوشة قبل مضخة التغذية. يوضح دليل شركة «دوبونت» أن مياه التغذية تتدفق عبر مرشح الخرطوشة إلى مضخة التغذية، وبالتالي فإن غلاف المرشح يواجه الجانب ذي الضغط المنخفض في المحطة. ولذلك، قد تكون التصميمات المصممة لتحمل ضغطًا يبلغ عشرة بار كافية، ولكن يجب التأكد من الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن تولده مضخة الإمداد أو مضخة التعزيز، بما في ذلك حالات الإغلاق والارتفاع المفاجئ في الضغط.
يرجى التحقق من العناصر التالية في ورقة البيانات:
يعتمد الأداء في مقاومة التآكل على طريقة تصنيع الوعاء بقدر ما يعتمد على نوعية المادة المستخدمة. ويورد دليل شركة دوبونت الممارسات التي تنطبق مباشرةً على العلب:
يُعد التلميع والتلميع الكهربائي، اللذان يظهران كخيارات للتشطيب في العديد من صفحات المواقع الإلكترونية الخاصة بالهيكل، أمرين منفصلين عن عملية التخميل. تأكد من أيهما مشمول. كما أن التآكل الخارجي مهم أيضًا. يشير الدليل إلى الأجواء الرطبة والمالحة، ويذكر أن الطلاءات والصيانة الدورية يمكنهما عمومًا السيطرة عليه.
اطلب المستندات المطلوبة لمشروعك، والتي تشمل عادةً شهادات المواد، وسجلات اللحام، وسجلات اختبارات الضغط، والرسومات الأبعاد. حدد المجموعة المطلوبة في مرحلة طلب عرض الأسعار.
يحتاج عرض الأسعار الدقيق إلى بيانات العملية بالإضافة إلى الأبعاد:
قبل إصدار أمر الشراء، يرجى التأكيد على ما يلي كتابةً:
أرسل البيانات المكتملة إلى المورد عبر نموذج عرض الأسعار الموجود في صفحة المنتج المعنية. استفسر عن أي قيود تتعلق بالاستخدام في مياه البحر قبل إصدار أمر الشراء.
لا توجد معايير محددة تحدد ذلك. تجمع المواصفات بين متطلبات التغذية التي يحددها مورد الأغشية، وإرشادات المواد المقاومة للتآكل، وقواعد تصميم أوعية الضغط التي يحددها المشروع، والتوافق الكيميائي. وعادةً ما تحدد مواصفات المالك أو المقاول المسؤول عن التصميم والمشتريات والبناء (EPC) القواعد والشهادات التي تنطبق على المشروع.
تحدد شركة دوبونت الفئة 316L كحد أدنى لأنظمة الأنابيب التي يكون فيها إجمالي المواد الصلبة المذابة (TDS) في المحلول المركز أقل من 7,000 جزء في المليون. أما بالنسبة للتدفقات ذات الملوحة الأعلى، فتوصي باستخدام الفئة 904L وسبائك من النوع 254 SMO في الشقوق. وتتجاوز مياه البحر هذا المستوى، لذا فإن استخدام الفئة 316L يتطلب تبريرًا كتابيًا من المورد.
توصي شركة دوبونت باستخدام تصنيف مطلق يبلغ 5 ميكرومتر، مع حد أدنى مقترح يقل عن 10 ميكرومتر مطلق لكل نظام تناضح عكسي. وفي الحالات التي يشكل فيها السيليكا الغروية أو سيليكات المعادن خطرًا للتلوث، يُوصى باستخدام تصنيف مطلق يتراوح بين 1 و3 ميكرومتر. تأكد من مطابقة التصنيف النهائي لمتطلبات الضمان الخاصة بمورد الأغشية.
يجب استبدالها قبل أن يصل الضغط التفاضلي إلى الحد المسموح به، وعلى الأقل كل 3 أشهر، وفقًا لدليل شركة دوبونت. وإذا دعت الحاجة إلى الاستبدال بمعدل يتجاوز مرة كل 1–3 أشهر، فإن الدليل يشير إلى أن ذلك عادةً ما يدل على وجود مشكلة في مرحلة المعالجة المسبقة وليس في الخرطوشة.
ولا يُعتبر أي منهما أفضل بشكل عام. فمواد FRP تمنع حدوث التآكل النقطي المعدني، لكنها تخضع لقيود تتعلق بالضغط ودرجة الحرارة. أما الفولاذ المقاوم للصدأ، فلا يكون مناسبًا إلا إذا كانت السبيكة متوافقة مع ظروف التعرض لمياه البحر. قارن بين ضغط التصميم ودرجة الحرارة ودرجة السبيكة والوثائق المتوفرة وإمكانية الوصول لأغراض الصيانة وفقًا لموقعك المحدد.
بشكل عام، لا. فحاويات الأكياس مناسبة للترشيح الأولي الخشن. وعادةً ما تكون خطوة الحماية النهائية قبل عملية التناضح العكسي عبارة عن مرشح خرطوشي بدرجة تصفية مطلقة تبلغ 5 ميكرومتر، وفقًا لإرشادات شركة دوبونت. ويمكن تركيب حاوية الأكياس في المرحلة السابقة، ولكن يجب التحقق مما إذا كانت درجة التصفية الاسمية أم المطلقة.
