ปัจจัยการกัดกร่อนทั่วไปของท่อเหล็กเคลือบพลาสติกสำหรับระบบบำบัดน้ำเสียในโครงการอุตสาหกรรม

ระบบระบายน้ำในเมืองเป็นระบบสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิศวกรรมสำหรับการรวบรวม ขนส่ง บำบัด และระบายน้ำเสียและน้ำฝนในเขตเมือง เป็นส่วนสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานของเมือง โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการระบายน้ำภายในอาคาร ท่อระบายน้ำในเมือง สถานีสูบน้ำเสีย โรงบำบัดน้ำเสีย และโรงบำบัดน้ำฝน ท่อระบายน้ำในเมืองเป็นส่วนเชื่อมต่อในระบบระบายน้ำในเมืองที่รวบรวมและขนส่งน้ำเสียและน้ำฝน ระบบระบายน้ำในเมืองสามารถแบ่งออกเป็นระบบรวมและระบบแยก ระบบรวมหมายถึงการรวบรวม ขนส่ง บำบัด และระบายน้ำเสียจากครัวเรือน น้ำเสียจากอุตสาหกรรม และน้ำฝนในชุดท่อเดียวกัน ระบบแยกหมายถึงการรวบรวม ขนส่ง บำบัด และระบายน้ำทั้งสามประเภทข้างต้นในสองชุดท่อ โดยน้ำเสียจากครัวเรือนและน้ำเสียจากอุตสาหกรรมจะถูกรวบรวมโดยท่อระบายน้ำและเข้าสู่โรงบำบัดน้ำเสียเพื่อทำการบำบัด ส่วนน้ำฝนจะเข้าสู่ท่อระบายน้ำฝนเพื่อรวบรวมและระบายไปยังแหล่งน้ำที่รองรับ

น้ำเสียจากครัวเรือนมีสารอินทรีย์จำนวนมาก ในขณะที่น้ำเสียจากอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เป็นน้ำเสียจากการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ น้ำเสียจากการทดสอบทางเคมีของโรงงานเคมี และน้ำเสียหลังจากการขนส่งวัสดุบางชนิด น้ำเสียเหล่านี้ส่งผลเสียอย่างมากต่อสุขภาพของผู้คน ในกระบวนการขนส่งน้ำเสียเหล่านี้ผ่านท่อระบายน้ำ จะเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายอย่างระหว่างสารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และจุลินทรีย์ในน้ำเสีย ทำให้ค่า pH ของน้ำเสียลดลงจนเป็นกรด ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงต่อผนังด้านในของท่อท่อเหล็กเคลือบในกรณีร้ายแรง ท่อเหล็กเคลือบอาจรั่ว ซึ่งจะก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยหลายประการ

เนื่องจากท่อระบายน้ำส่วนใหญ่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างรุนแรง และน้ำเสียที่ลำเลียงนั้นมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง จึงมักใช้ท่อคอนกรีตขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ความเสียหายจากการกัดกร่อนอย่างรุนแรงก็ยังคงเกิดขึ้นภายในท่อเหล็กเคลือบได้ ในตอนแรก ผู้คนเชื่อว่าความเสียหายจากการกัดกร่อนของท่อคอนกรีตในระบบระบายน้ำเสียเกิดจากปฏิกิริยาเคมีเท่านั้น แต่การศึกษาล่าสุดพบว่าสารที่เป็นกรดในน้ำเสียไม่ได้ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงต่อท่อระบายน้ำคอนกรีต แต่กลับเกิดกับท่อเหล็กเคลือบ

ในปี ค.ศ. 1945 พาร์เกอร์ได้ชี้ให้เห็นในรายงานการวิจัยที่เมลเบิร์นว่า กรดซัลฟิวริกทางชีวภาพที่เกิดจากกระบวนการเผาผลาญของจุลินทรีย์ในท่อระบายน้ำเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้ท่อคอนกรีตเกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง รายงานดังกล่าวยังอธิบายถึงกลไกการกัดกร่อนของคอนกรีตจากจุลินทรีย์ด้วย ในสภาพแวดล้อมแบบไร้ออกซิเจน แบคทีเรียที่ลดออกซิเจนบางชนิดจะทำให้ซัลเฟตที่ก้นท่อเหล็กเคลือบเกิดปฏิกิริยารีดักชัน ทำให้เกิด H2S จากนั้นแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์ซัลเฟอร์จะสร้างกรดซัลฟิวริกผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน หลังจากที่กรดซัลฟิวริกแทรกซึมเข้าไปในคอนกรีต มันจะทำปฏิกิริยากับ Ca(OH)2 ภายในคอนกรีต ทำให้ผลิตภัณฑ์ไฮเดรชันของซีเมนต์สลายตัว ส่งผลให้ท่อเหล็กเคลือบเกิดการกัดกร่อน ปัจจัยที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของท่อเหล็กน้ำเสียจะเหมือนกับท่อเหล็กน้ำสะอาด ยกเว้นว่าความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จะสูงกว่าในน้ำสะอาด