Kouewaterputvorming by koperbuise

Kouewaterputvorming by koperbuise kom selde in installasies voor. Koperwaterbuise word gewoonlik vir 'n tydperk van 50 jaar deur die vervaardiger teen vervaardigingsdefekte gewaarborg. Die oorgrote meerderheid koperstelsels oorskry hierdie tydperk maklik, maar 'n klein minderheid mag na 'n betrekliklike kort tyd faal.

Die meeste falings wat voorkom, is die gevolg van swak installering of bedryf van die waterstelsel. Die algemeenste faling wat die afgelope 20 jaar voorgekom het, is as gevolg van putkorrosie in kouewaterbuise, ook bekend as Tipe 1-putvorming. Hierdie falings is gewoonlik die gevolg van swak ingebruiknemingspraktyk, alhoewel 'n aansienlike aantal veroorsaak word deur vloeimiddel wat op die binnewand gelaat word na die maak van soldeerlas . Voor ongeveer 1970 was die algemeenste oorsaak van Tipe 1-putvorming koolstoffilms wat tydens die vervaardigingsproses op die binnewand gelaat is.

Navorsing en vervaardigingverbeterings in die 1960's het koolstof feitlik uitgeskakel as 'n oorsaak van putvorming met die bekendstelling van 'n klousule in die 1971-uitgawe van BS 2871 wat vereis dat buis-binnewande vry van skadelike films moet wees. Ten spyte hiervan word koolstof steeds gereeld, sonder behoorlike ondersoek, geblameer vir buisfoute .

Koper-waterbuise 
Koperbuise word al jare lank gebruik om drinkbare water binne geboue te versprei en honderde kilometers word jaarliks dwarsdeur Europa geïnstalleer. Die lang lewe van koper wanneer dit aan natuurlike water blootgestel word, is die gevolg van sy termodinamiese stabiliteit, sy hoë weerstand teen die omgewing, en die vorming van onoplosbare korrosieprodukte wat die metaal van die omgewing isoleer. Die korrosietempo van koper in die meeste drinkbare waters is minder as 2,5 µm/jaar. Teen hierdie koers sal 'n 15 mm buis met 'n wanddikte van 0,7 mm ongeveer 280 jaar hou.  In sommige sagte waters kan die algemene korrosietempo tot 12,5 µm/jaar toeneem, maar selfs teen hierdie tempo sal dit meer as 50 jaar neem om dieselfde buis te perforeer. Ten spyte van die betroubaarheid van koper en koperlegerings, kan in sommige koue harde waters putte in die binnewand van 'n buis vorm. As hierdie putte vorm, kan falings tussen 6 maande en 2 jaar verwag word. Die meganisme wat lei tot die putkorrosie van koper in koue harde waters is kompleks; dit vereis 'n water met 'n spesifieke chemie wat in staat is om putgroei te ondersteun, asook 'n meganisme vir die ontstaan van die putte.

Putvorming 
Die putte wat die binnewand binnedring, is gewoonlik bedek met 'n harde liggroen nodule van kopersulfaat- en koperhidroksied-soute. As die nodule verwyder word, word 'n hemisferiese put gesien wat gevul is met growwe kristalle van rooi koperoksied en groen koper(II)chloried. Daar word dikwels na die putte verwys as Tipe 1-putte en die vorm van aanval as Tipe 1-putvorming.

Water 
Die eienskappe wat tipe 1-putte kan ondersteun, is empiries deur Lucey bepaal nadat die samestellings van waters waarin die putgedrag bekend was, ondersoek is.  Hulle moet koud wees, minder as 30°C, hard of matig hard, 170 tot 300 mg/L karbonaathardheid, en organies suiwer. Organies suiwer water kom gewoonlik uit diep waterputte, of boorgate. Oppervlakwater van riviere of mere bevat natuurlik voorkomende organiese verbindings wat die vorming van Tipe 1-putte inhibeer, tensy 'n deflokkulasiebehandeling uitgevoer is wat organiese materiaal verwyder. Tipe 1-putte is relatief ongewoon in Noord-Amerika en dit kan die gevolg wees van die laer bevolkingsdigtheid wat toelaat dat 'n beduidende deel van die drinkbare water van oppervlak-bronne verkry kan word. Benewens koud hard en organies suiwer, benodig die water 'n spesifieke chemie. Die effek van die waterchemie kan empiries bepaal word deur gebruik te maak van die Pitting Propensity Rating (PPR), 'n getal wat die sulfaat-, chloried-, nitraat- en natriumioonkonsentrasies van die water sowel as die suurheid of pH daarvan in ag neem. Daar is aangetoon dat 'n water met 'n positiewe PPR in staat is om Tipe 1-putte voort te plant.

Ontstaan 
Baie waters in beide die VK en Europa is in staat om Tipe 1- putte te onderhou, maar geen probleme sal ondervind word nie, tensy 'n put in die wand van die buis begin groei. Wanneer 'n koperbuis aanvanklik met 'n harde water gevul word, slaan soute op die wand neer en die koper reageer stadig met die water en vorm 'n dun beskermende laag van gemengde korrosieprodukte en hardheidskaal. Voordat enige putvorming in die buis kan voorkom, moet hierdie film plaaslik ontwrig word. Daar is drie meganismes wat die ontwrigting van die beskermende neerslae moontlik maak. Die bekendste, hoewel nou die minste algemeen, is die teenwoordigheid van koolstoffilms op die wand. Stagnasie- en vloeimiddelreste is die algemeenste aanvangs-meganismes wat die afgelope tien jaar tot Tipe 1-put-tipe falings gelei het.

Koolstoffilms 
Koperbuise word gemaak uit groot stukke koper wat geleidelik bewerk en gedieptrek word tot die verlangde grootte. Soos die buise getrek word, word hulle hittebehandel om die korrekte meganiese eienskappe te ontwikkel. Die organiese olies en ghriese wat gebruik word om die buise tydens die trekprosesse te smeer, word tydens die hittebehandeling afgebreek en bedek die buis geleidelik met 'n film van koolstof. As die koolstof op die binnewand van die buis gelaat word, belemmer dit die vorming van die beskermende skaal en laat die aanvang van putte in die wand toe. Die teenwoordigheid van skadelike films, soos koolstof, word sedert 1969 deur die Britse Standaarde vir koperbuise verbied   Alle koperbuise vir waterdiens word behandel, gewoonlik deur sandstraling (of met ander nie-ysterhoudende media) of suurbyting, om enige films wat tydens vervaardiging ontstaan, te verwyder, met die gevolg dat Tipe 1-putvorming wat deur koolstoffilms begin word, nou baie skaars is.

Stagnasie 
As water vir 'n lang tydperk in 'n buis toegelaat word om te staan, verander die chemiese eienskappe van die water namate die gemengde skaal en korrosieprodukte neergeslaan word. Daarbenewens sal enige los skaal wat nie goed aan die wand vasgeheg is nie, nie weggespoel word nie en lug wat in die water opgelos is, sal borrels en lugsakke vorm. Hierdie prosesse kan lei tot 'n aantal probleme, hoofsaaklik op horisontale buislengtes. Partikels wat nie aan die wande kleef nie en nie weggespoel word nie, is geneig om na die onderkant van die buis te val en so 'n growwe poreuse neerslag te vorm. Lugsakke wat in horisontale lengtes ontwikkel, ontwrig die vorming van beskermende skaal in twee areas: die waterlyne aan die kante, en die lugspasie aan die bokant van die buis.

In elk van die gebiede waar die skaal ontwrig is, bestaan daar die moontlikheid van die aanvang van Tipe 1-putvorming. Sodra putvorming begin het, sal die put, selfs nadat die buis weer in gebruik geneem is, aanhou ontwikkel totdat die wand geperforeer is. Hierdie vorm van aanval word dikwels geassosieer met die ingebruikneming van 'n stelsel. Sodra 'n stelsel geïnstalleer is, moet dit óf onmiddellik in gebruik geneem word óf gedreineer en gedroog word deur met saamgeperste lug te spoel, anders kan putvorming begin. As een van hierdie opsies nie moontlik is nie, moet die stelsel gereeld deurgespoel word totdat dit in gebruik geneem word.

Vloeimiddel 
In loodgieterstelsels word vloeimiddels gebruik om die pasvlakke skoon te hou tydens soldering . Die vloeimiddels bestaan dikwels uit korrosiewe chemikalieë soos ammoniumchloried en sinkchloried in 'n bindmiddel soos petroleumjellie. As te veel vloeimiddel op die pasvlak toegedien word, sal die oormaat smelt en teen die wand van 'n vertikale buis afloop, of 'n poel vorm in 'n horisontale buis. Waar die wand van die buis met 'n laag vloeimiddel bedek is, mag dit plaaslik teen korrosie beskerm word, maar by die rande van die vloeimiddel begin putvorming dikwels. As die buis in gebruik geneem word in 'n water wat Tipe 1-putte ondersteun, sal hierdie putte ontwikkel en uiteindelik die kante van die buis perforeer.

Aanbevelings 
In die meeste gevalle kan Tipe 1-putkorrosie deur goeie bedryfspraktyke vermy word. Gebruik altyd buise wat volgens BS EN 1057 vervaardig is. Buise groter as 10 mm in deursneë wat volgens hierdie standaard gemaak word, sal altyd met die nommer van die standaard, die nominale grootte, wanddikte en temper van die buis, die vervaardiger se identifikasiemerk en die produksiedatum op ten minste elke 600 mm gemerk word. Buise minder as 10 mm in deursneë sal soortgelyk by elke ent gemerk word.

Sodra 'n stelsel geïnstalleer is, moet dit óf onmiddellik in gebruik geneem word óf gedreineer en gedroog word. As een van hierdie opsies nie moontlik is nie, moet die stelsel egter gereeld gespoel word totdat dit in gebruik geneem word. Dit moet nie langer as 'n week staan nie. Tans is stagnasie die algemeenste oorsaak van Tipe 1-putvorming.

Vloeimiddel moet spaarsaam gebruik word. 'n Klein hoeveelheid moet op die oppervlakke wat gelas moet word, geverf word en enige oortollige vloeimiddel moet verwyder word nadat die las gemaak is. Sommige vloeimiddels word as wateroplosbaar aangedui, maar onder sekere omstandighede word hulle nie verwyder voordat putvorming begin het nie.

Sien ook 
 Erosie-korrosie van koperwaterbuise

Verwysings

Eksterne skakels 
 NACE International - Professionele vereniging vir korrosie-ingenieurs (NACE)
 Koperpypkorrosieteorie en inligting oor korrosie van koperpyp

Water
Koper
Korrosie