Soil Corrosion

4.3.9 Soil Corrosion

4.3.9.1 Description of Damage

Soil Corrosion वह deterioration है जो उन metals में होता है जो सीधे soil (मिट्टी) के contact में होते हैं। यह एक external corrosion form है जो buried equipment में धीरे-धीरे metal loss और pitting पैदा करती है।

4.3.9.2 Affected Materials

इस प्रकार का corrosion मुख्य रूप से carbon steel, cast iron और ductile iron को प्रभावित करता है।

4.3.9.3 Critical Factors

Soil corrosion की severity कई factors पर depend करती है, जैसे moisture content, oxygen availability, soil resistivity, soil type, drainage characteristics, temperature, coating condition, cathodic protection और stray currents। कोई single parameter soil corrosivity को accurately define नहीं कर सकता। इसलिए कई soil properties को combine करके corrosion risk estimate किया जाता है (जैसा कि ASTM STP 741 और API RP 580 / API RP 581 में बताया गया है)।

Soil resistivity अक्सर corrosivity का indicator माना जाता है क्योंकि इसे आसानी से measure किया जा सकता है। यह soil की moisture और dissolved salts पर depend करता है। High moisture, high salt content और acidic soils ज्यादा corrosive होते हैं। Soil-to-air interface areas ज्यादा corrosive होते हैं क्योंकि वहाँ oxygen और moisture दोनों उपलब्ध होते हैं। Metal temperature बढ़ने से corrosion rate भी बढ़ता है। इसके अलावा galvanic corrosion, stray currents, differential aeration cells और MIC भी soil corrosion को influence करते हैं।

4.3.9.4 Affected Units or Equipment

Soil corrosion मुख्य रूप से underground piping, buried equipment, buried tanks और above ground storage tanks के bottom plates को प्रभावित करता है। इसके अलावा ground-supported metallic structures भी प्रभावित हो सकते हैं।

4.3.9.5 Appearance or Morphology of Damage

Soil corrosion आमतौर पर external thinning के रूप में दिखाई देता है, जिसमें localized pitting भी हो सकता है। Corrosion की severity soil conditions और metal surface के आसपास के environmental variation पर depend करती है। Protective coating का खराब होना या damaged condition अक्सर corrosion की early warning होती है।

4.3.9.6 Prevention / Mitigation

Carbon steel में soil corrosion को रोकने के लिए special backfill materials, protective coatings और cathodic protection (CP) का उपयोग किया जाता है। सबसे effective protection system आमतौर पर coating + cathodic protection combination होता है, क्योंकि coating barrier protection देती है और CP exposed areas को protect करता है।

4.3.9.7 Inspection and Monitoring

Underground structures की monitoring के लिए सबसे common method structure-to-soil potential measurement है, जो reference electrodes की मदद से किया जाता है (IR drop correction के साथ)। Cathodic protection systems को NACE RP 0169 के अनुसार operate और monitor किया जाता है। Buried piping और structures की inspection के लिए कई methods उपयोग होते हैं, जैसे inline inspection tools, guided ultrasonic testing, pressure testing और external visual evaluation।

4.3.9.8 Related Mechanisms Soil corrosion closely related है Galvanic Corrosion (see 4.3.1) से।

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Microbiologically Induced Corrosion (MIC)

 

4.3.8 Microbiologically Induced Corrosion (MIC)

4.3.8.1 Description of Damage

Microbiologically Induced Corrosion (MIC) एक प्रकार का corrosion है जो जीवित microorganisms जैसे bacteria, algae और fungi के कारण होता है। यह अक्सर metal surface पर tubercles (गांठ जैसे deposits) या slimy organic deposits (biofilm) के बनने से जुड़ा होता है। ये deposits metal surface को locally shield कर देते हैं और under-deposit corrosion को तेज कर देते हैं।

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4.3.8.2 Affected Materials

MIC लगभग सभी सामान्य construction materials को प्रभावित कर सकता है, जिसमें carbon steel, low alloy steels, 300 Series SS, 400 Series SS, aluminum, copper और कुछ nickel base alloys शामिल हैं।

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4.3.8.3 Critical Factors

MIC आमतौर पर उन systems में पाया जाता है जहाँ water present होता है, चाहे लगातार हो या intermittent रूप में। खासकर stagnant या low-flow conditions में microorganisms आसानी से grow करते हैं।

MIC में कई प्रकार के organisms होते हैं जो बहुत harsh conditions में भी survive कर सकते हैं, जैसे oxygen की कमी या अधिकता, light या dark conditions, pH range लगभग 0 से 12, और temperature range लगभग 0°F से 235°F (–17°C से 113°C)।

Systems “inoculated” हो सकते हैं जब organisms किसी source से entry करके system में multiply करने लगते हैं। अलग-अलग organisms अलग-अलग nutrients पर thrive करते हैं, जैसे sulfur, ammonia, H₂S, hydrocarbons और organic acids। सभी microorganisms को growth के लिए carbon, nitrogen और phosphorous की जरूरत होती है।

Process contaminants जैसे hydrocarbons या H₂S का in-leakage biofouling और corrosion को बहुत तेजी से बढ़ा सकता है।

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4.3.8.4 Affected Units or Equipment

MIC सबसे ज्यादा उन systems में पाया जाता है जहाँ water मौजूद होता है, जैसे heat exchangers, storage tanks का bottom water, low-flow या stagnant piping और soil-contact piping।

यह उन equipment में भी हो सकता है जहाँ hydrotest water properly remove नहीं किया गया हो, या equipment बाहर open condition में छोड़ दिया गया हो।

Cooling water systems और product storage tanks भी highly susceptible होते हैं, खासकर जब water treatment सही न हो। Fire water systems भी MIC से प्रभावित हो सकते हैं।

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4.3.8.5 Appearance or Morphology of Damage

MIC आमतौर पर localized pitting corrosion के रूप में दिखाई देता है जो deposits या tubercles के नीचे develop होता है।

Carbon steel में यह अक्सर cup-shaped pits within pits के रूप में देखा जाता है, जबकि stainless steel में subsurface cavities बन सकते हैं। Damage अक्सर highly localized होता है और surface पर rust deposits या sludge दिखाई दे सकते हैं।

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4.3.8.6 Prevention / Mitigation

MIC को रोकने का सबसे effective तरीका है water systems में biocide treatment करना। इसमें chlorine, bromine, ozone, ultraviolet light या proprietary chemical biocides शामिल होते हैं।

Proper biocide application organisms को पूरी तरह खत्म नहीं करता, लेकिन उनकी growth और activity को control करता है, इसलिए treatment लगातार जारी रखना जरूरी है।

Flow velocity को minimum limits से ऊपर रखना चाहिए और stagnant zones को minimize करना चाहिए। जिन systems में water retention जरूरी नहीं है, उन्हें dry और clean रखना चाहिए।

Hydrotest के बाद water को जल्दी remove करना और system को dry करना बहुत महत्वपूर्ण है। Underground structures के लिए coating और cathodic protection भी effective होते हैं।

Established MIC के मामलों में deposits और organisms को पूरी तरह हटाने के लिए pigging, blasting, chemical cleaning और biocide treatment का combination उपयोग किया जाता है। Storage tanks में water phase में biocide add करना और internal coatings को maintain करना भी जरूरी है।

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4.3.8.7 Inspection and Monitoring

Cooling water systems में MIC को monitor करने के लिए biocide residual, microbial counts और visual inspection किया जाता है।

Fouling monitoring probes MIC की early indication दे सकते हैं क्योंकि fouling अक्सर MIC से पहले या उसके साथ develop होता है।

Heat exchanger performance में गिरावट (loss of duty) भी MIC का संकेत हो सकता है। इसके अलावा, foul-smelling water भी microbial activity का indication हो सकता है।

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4.3.8.8 Related Mechanisms

MIC का सबसे closely related mechanism है Cooling Water Corrosion (see 4.3.4)।