Ăn Mòn Và Biện Pháp Chống Ăn Mòn Trong Hệ Thống PCCC

Bài 1: Các Tiêu Chuẩn Hiện Hành

1. GIỚI THIỆU | INTRODUCTION

Trong các hệ thống chữa cháy bằng nước sử dụng ống thép, ăn mòn là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố rò rỉ và tắc nghẽn, ảnh hưởng trực tiếp đến tính toàn vẹn và độ tin cậy của hệ thống. Điều này không chỉ làm tăng chi phí bảo trì mà còn đe dọa đến hiệu quả vận hành khi xảy ra hỏa hoạn.

Chi phí khắc phục hậu quả của ăn mòn, bao gồm hư hỏng thiết bị, thiệt hại do nước và gián đoạn hoạt động, thường rất lớn và có thể làm tăng đáng kể chi phí vòng đời của hệ thống sprinkler.

Bên cạnh đó, các sản phẩm ăn mòn – như gỉ sắt và khoáng chất kết tủa – có thể tích tụ bên trong đường ống, dẫn đến tắc nghẽn lưu lượng nước, làm kẹt đầu phun sprinkler, và làm giảm đáng kể hiệu quả chữa cháy của toàn bộ hệ thống.

Ăn mòn có thể bắt nguồn từ nhiều yếu tố đơn lẻ hoặc kết hợp, bao gồm:

1. Ăn mòn tại các mối hàn của ống thép
2. Nước đọng lâu ngày trong hệ thống ống khô
3. Không khí bị kẹt trong hệ thống ống ướt
4. Chất lượng nước có tính ăn mòn cao
5. Việc nạp lại nước chứa oxy trong quá trình bảo trì
6. Ăn mòn do vi sinh vật (MIC – Microbiologically Influenced Corrosion)

Trong những năm gần đây, ngày càng nhiều tài liệu kỹ thuật đề cập đến hiện tượng ăn mòn trong hệ thống chữa cháy, đặc biệt là các nghiên cứu chuyên sâu về MIC. Một số tổ chức kỹ thuật và tiêu chuẩn quốc tế đã đưa ra khuyến nghị và hướng dẫn về vấn đề này, bao gồm:

• Hiệp hội Phòng cháy Hoa Kỳ (NFPA)
• Viện Nghiên cứu Điện lực Hoa Kỳ (EPRI)
• FM Global
• Mạng lưới sprinkler châu Âu (European Fire Sprinkler Network)

Tuy nhiên, cho đến thời điểm hiện tại, vẫn chưa có một phương pháp thống nhất trong ngành về việc kiểm soát và giảm thiểu ăn mòn một cách toàn diện và hiệu quả.

Do đó, tài liệu này được FM Global phát triển với mục đích:

1. Tổng hợp và phân tích các dạng ăn mòn phổ biến và cơ chế gây ra chúng trong hệ thống chữa cháy.
2. Xây dựng nền tảng cho việc thiết kế và cải tạo hệ thống nhằm kiểm soát ăn mòn hiệu quả hơn.
3. Đề xuất các giải pháp khả thi để giảm thiểu chi phí, tăng độ tin cậy và kéo dài tuổi thọ của hệ thống sprinkler.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU | OBJECTIVES

Các mục tiêu chính của báo cáo kỹ thuật này được tóm tắt như sau:

1. Giải thích toàn diện về các dạng ăn mòn khác nhau và các yếu tố góp phần gây ra ăn mòn trong hệ thống chữa cháy (FPS), bao gồm:

1. Ăn mòn tại mối hàn đường ống
2. Tính ăn mòn của nước
3. Ăn mòn do vi sinh vật (MIC)
4. Không khí bị kẹt trong hệ thống ống ướt
5. Nước đọng trong hệ thống ống khô

2. Trình bày các phương pháp tiềm năng nhằm giảm thiểu ăn mòn trong hệ thống chữa cháy.

3. Xây dựng nền tảng cho việc phát triển các chiến lược giảm thiểu ăn mòn đối với các hệ thống hiện có, đồng thời định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm:

1. Cải thiện hiệu quả kỹ thuật
2. Tối ưu chi phí
3. Gia tăng độ bền và độ tin cậy cho hệ thống chữa cháy sử dụng nước

3. CÁC TIÊU CHUẨN HIỆN HÀNH | CURRENT STANDARDS

Nhiều tổ chức trên thế giới đã công bố tài liệu liên quan đến vấn đề ăn mòn và giải pháp giảm thiểu ăn mòn trong hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC). Phần này tóm tắt nội dung chính từ các tài liệu đó, bao gồm cả các hoạt động của các tổ chức như: NFPA, EPRI, FM Global, Mạng lưới sprinkler Châu Âu, NACE, ASTM, UL và ISO.

3.1 Hiệp hội PCCC Hoa Kỳ (NFPA)

Các tiêu chuẩn NFPA 13 (Lắp đặt hệ thống sprinkler) và NFPA 25 (Kiểm tra, thử nghiệm và bảo trì hệ thống PCCC sử dụng nước) có đề cập một phần đến vấn đề ăn mòn.

Các khuyến nghị từ NFPA bao gồm:

1. Khi hệ thống sprinkler sử dụng nước có tính ăn mòn cao hoặc có điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật ăn mòn (MIC), cần thực hiện một trong các biện pháp sau:

• Lắp đặt ống có khả năng chống ăn mòn, với chỉ số CRR ≥ 1
• Xử lý toàn bộ lượng nước đưa vào hệ thống bằng chất ức chế ăn mòn hoặc diệt khuẩn đã được phê duyệt
• Theo dõi tình trạng ăn mòn của hệ thống

2. Với hệ thống ống khô và hệ thống preaction:

• Ống phải được đặt nghiêng về phía các van xả thấp để dễ thoát nước
• Sử dụng khí nitơ thay thế khí nén trong hệ thống là một lựa chọn để hạn chế ăn mòn

3. Quy định kiểm tra:

• Kiểm tra bên trong ống mỗi 5 năm để phát hiện tắc nghẽn do ăn mòn
• Kiểm tra bên ngoài ống và phụ kiện hàng năm để phát hiện rò rỉ và dấu hiệu ăn mòn

3.2 FM GLOBAL

Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của FM Global – Property Loss Prevention Data Sheets (DS) – gồm:

• DS 2-0: Hướng dẫn lắp đặt hệ thống sprinkler tự động
• DS 2-81: Kiểm tra, thử nghiệm và bảo trì hệ thống PCCC và các hoạt động phòng ngừa tổn thất khác

Các khuyến nghị chính từ FM Global trong việc giảm thiểu ăn mòn gồm:

1. Định hướng mối hàn của ống về phía trần nhà để tránh điểm hàn tiếp xúc với phần đáy nơi dễ tích tụ cặn ăn mòn.
2. Bảo vệ ống sprinkler khỏi nhiễm bẩn trong quá trình lưu kho và lắp đặt.
3. Giảm thiểu số lần xả và nạp lại nước trong hệ thống.
4. Giảm tối đa lượng không khí bị kẹt lại trong hệ thống ống – nguyên nhân gây ăn mòn cục bộ tại các túi khí.
5. Tránh sử dụng khớp nối dạng rãnh cuộn trong hệ thống ống khô và preaction.
6. Sử dụng ống mạ kẽm bên trong cho hệ thống ống khô và preaction.
7. Đảm bảo ống trong hệ thống khô/preaction có độ nghiêng phù hợp để nước đọng thoát về điểm xả thấp.
8. Sử dụng khí nitơ làm khí giám sát cho hệ thống khô/preaction là một lựa chọn hiệu quả để kiểm soát ăn mòn.
9. Không khuyến nghị sử dụng hóa chất làm sạch ống hoặc xử lý nước cho hệ thống sprinkler ở thời điểm hiện tại.

FM Global hiện đang tiến hành nghiên cứu sâu hơn về các chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu ăn mòn. Phiên bản đầu tiên của báo cáo này đã được công bố vào tháng 6 năm 2011, và phiên bản hiện tại đã cập nhật thêm các kết quả nghiên cứu mới như: ăn mòn tại mối hàn, máy tạo khí nitơ tại chỗ, hệ thống sprinkler chống ăn mòn dùng cho môi trường công nghiệp đặc biệt, v.v.

3.3 EPRI (Viện Nghiên Cứu Điện Lực Hoa Kỳ)

Năm 1999, EPRI công bố tài liệu có tựa đề:

“Hướng dẫn đánh giá và xử lý ăn mòn và cặn bẩn trong hệ thống PCCC”

Tài liệu này đề xuất các phương pháp tiềm năng để giảm ăn mòn trong hệ thống PCCC, bao gồm:

• Vệ sinh cơ học và hóa học cho hệ thống ống
• Kiểm soát sự phát triển của vi sinh vật và các sinh vật lớn hơn
• Ứng dụng chất ức chế ăn mòn
• Triển khai kỹ thuật giám sát ăn mòn

Tuy nhiên, EPRI cũng cảnh báo rằng các phương pháp này có thể yêu cầu nguồn lực lớn và không thực sự hiệu quả trong việc kiểm soát vấn đề ăn mòn đối với hệ thống PCCC thực tế.

3.4 NACE INTERNATIONAL (Hiệp Hội Kỹ Sư Ăn Mòn Quốc Tế)

Hiện tại, NACE chưa ban hành tiêu chuẩn chính thức liên quan đến ăn mòn trong hệ thống PCCC. Tuy nhiên, hai tiểu ban kỹ thuật đang phát triển tài liệu hướng dẫn và nghiên cứu chuyên sâu:

• TEG 159X – Hệ thống PCCC trong công trình xây dựng: kiểm soát ăn mòn và cặn bẩn
• TG 381 – Ăn mòn trong hệ thống PCCC

Tác giả đầu tiên của báo cáo này (Paul Su) đang trực tiếp tham gia vào cả hai tiểu ban trên.

3.5 MẠNG LƯỚI SPRINKLER CHÂU ÂU (European Fire Sprinkler Network)

Năm 2013, tổ chức này đã xuất bản báo cáo có tên:

“Ăn mòn trong hệ thống sprinkler”

Báo cáo này cung cấp cái nhìn tổng quan về các vấn đề ăn mòn trong hệ thống PCCC tại Châu Âu, bao gồm:

• Các rủi ro tiềm ẩn
• Kinh nghiệm từ thực tế công trình
• Khuyến nghị ban đầu về phòng ngừa ăn mòn

Tuy nhiên, báo cáo không đi sâu vào các giải pháp kỹ thuật chi tiết như tài liệu của FM Global.

3.6 ASTM, UL và ISO

Hiện tại, ASTM (Mỹ), UL (Underwriters Laboratories) và ISO (Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế) chưa có bộ tiêu chuẩn hoặc tiểu ban kỹ thuật nào chuyên trách về việc kiểm soát hoặc giảm thiểu ăn mòn trong hệ thống PCCC.

---------------------------

Chuỗi bài 'ĂN MÒN VÀ BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN TRONG HỆ THỐNG PCCC'

1. Bài 1: Các Tiêu Chuẩn Hiện Hành
2. Bài 2: Ăn Mòn Trong Hệ Thống Phòng Cháy Chữa Cháy
3. Bài 3: Ăn Mòn Trong Hệ Thống Phòng Cháy Chữa Cháy (tiếp theo)
4. Bài 4: Các Ví Dụ Thực Tế Về Ăn Mòn Và Rò Rỉ Trong Hệ Thống PCCC
5. Bài 5: Biện Pháp Giảm Thiểu Ăn Mòn Trong Hệ Thống PCCC
6. Bài 6: Tổng Kết, Kết Luận Và Khuyến Nghị