تسريب

التسريب هو منفذ (عادةً ما يكون فتحة) لخروج السوائل من حاوية أو نظام يحتوي على سوائل ، ^{[ 1 ]} مثل خزان أو هيكل سفينة ، حيث يمكن لمحتويات الحاوية أن تتسرب أو أن تدخل مواد خارجية إليها. عادةً ما تكون التسريبات غير مقصودة، وبالتالي غير مرغوب فيها. يشير مصطلح " تسريب" عادةً إلى فقدان تدريجي، بينما يُطلق على الفقدان المفاجئ اسم " انسكاب" . ^{[ 2 ]}

يمكن أن تكون المادة المتسربة إلى الداخل أو الخارج غازًا أو سائلًا أو معجونًا شديد اللزوجة أو حتى مادة صلبة مميعة مثل مسحوق أو حبيبات صلبة أو جزيئات صلبة أخرى.

تشمل أنواع فتحات التسريب الثقوب، ^{[ 3 ]} والشقوق، وثقوب الصدأ أو التآكل ، والتسريبات الدقيقة جدًا (ربما في اللحامات غير المتقنة )، ^{[ 4 ]} والشقوق أو الشقوق المجهرية، أو عدم كفاية الإحكام بين المكونات أو الأجزاء المتصلة. عند وجود ثقب، غالبًا ما يمكن رؤية حجم وشكل التسريب، ولكن في كثير من الحالات الأخرى، قد لا يكون حجم وشكل فتحة التسريب واضحًا. في كثير من الحالات، يمكن تحديد موقع التسريب من خلال رؤية المادة تتساقط في مكان معين، على الرغم من أن فتحة التسريب نفسها ليست واضحة. في بعض الحالات، قد يكون معروفًا أو مشتبهًا بوجود تسريب، ولكن حتى موقع التسريب غير معروف. نظرًا لأن فتحات التسريب غالبًا ما تكون ذات أشكال غير منتظمة أو شقوق ممتدة، يتم أحيانًا تحديد حجم التسريبات من خلال معدل التسريب، أي حجم السائل المتسرب في وحدة الزمن، بدلاً من حجم الفتحة.

تشمل أنواع التسريبات الشائعة لدى الكثيرين تسرب الهواء من إطارات المركبات، مما يؤدي إلى ثقوب فيها، وتسرب السوائل من الحاويات ، مما يتسبب في انسكاب محتوياتها. ويمكن أن تحدث التسريبات في العديد من أنظمة السوائل المنزلية، وأنظمة المباني، وأنظمة المركبات، والأنظمة البحرية، وأنظمة الطائرات، والأنظمة الصناعية، سواءً كان السائل غازًا أو سائلًا. وقد تتسبب التسريبات في الأنظمة الهيدروليكية للمركبات ، مثل أنابيب الفرامل أو التوجيه المعزز، في فقدان سائل الفرامل أو التوجيه المعزز، مما يؤدي إلى تعطل الفرامل أو التوجيه المعزز أو أي نظام هيدروليكي آخر. كما يُحتمل حدوث تسريبات لسائل تبريد المحرك، وخاصةً في الرادياتير وعند مانع تسرب مضخة الماء ، بالإضافة إلى سائل ناقل الحركة ، وزيت المحرك ، ومادة التبريد في نظام التكييف . وتتميز بعض سوائل المركبات بألوان مختلفة لتسهيل تحديد نوع السائل المتسرب.

تتعرض البطاريات لخطر التسرب، لأن تشغيلها ينطوي بطبيعته على تآكل كيميائي. وتُعد بطارية الزنك والكربون مثالاً على مكون شائع التسرب؛ إذ قد تتسرب الإلكتروليتات الموجودة داخل الخلية أحيانًا من غلافها، مما يُسبب تلفًا للأجهزة الإلكترونية. ^{[ 5 ]}

تحدث تسربات المياه عند حدوث تلف في نظام إمداد المياه أو نظام الصرف الصحي ، مما يؤدي إلى تسرب المياه. بالنسبة لموردي المياه، يُعرَّف التسرب بأنه كمية المياه التي تدخل نظام الإمداد ولكنها لا تصل في النهاية إلى المستهلكين. ^{[ 6 ]}

تُتيح تسريبات الغاز ، مثلاً في خطوط الغاز الطبيعي، تسرب غاز قابل للاشتعال وربما الانفجار ، مما يُؤدي إلى وضع خطير. ^{[ 7 ]} وقد تحدث تسريبات غاز التبريد في الثلاجات أو أنظمة تكييف الهواء. ^{[ 8 ]}

تحتوي بعض المصانع، وخاصة مصانع الكيماويات والطاقة ، على أنظمة سوائل متعددة تضم أنواعًا مختلفة من المواد الكيميائية السائلة أو الغازية، وأحيانًا تحت درجات حرارة و/أو ضغوط عالية . ومن الأمثلة على المواقع الصناعية المحتملة للتسرب بين نظامي سوائل، التسرب بين غلاف وأنابيب المبادل الحراري ، مما قد يؤدي إلى تلوث أحد النظامين أو كليهما بالسائل الآخر. كما قد يحدث تسرب في نظام مفرغ كليًا أو جزئيًا، مما يتسبب في دخول الهواء من الخارج. ويُعد تسرب حتى كميات صغيرة من البخار المحمص شديد الخطورة نظرًا لارتفاع درجات الحرارة وكميات الطاقة الهائلة المنبعثة في الأماكن المغلقة.

قد يتم التدخل في إجراءات و/أو فرق التعامل مع المواد الخطرة عند حدوث تسرب أو انسكاب للمواد الخطرة. ^{[ 9 ]} قد تؤدي التسريبات أثناء نقل المواد الخطرة إلى مخاطر، على سبيل المثال، عند وقوع حوادث. ^{[ 10 ]}

قد يكون تسرب الهواء أو الغازات الأخرى من المناطيد أو البالونات الهوائية خطيراً. ^{[ 11 ]} كما أن التسرب من كبائن الطائرات أو المركبات الفضائية المضغوطة قد يسبب صعوبات في التنفس للركاب.

تُعدّ التسريبات المزمنة للهواء أو مياه الأمطار أو ذوبان الثلوج ذات الضغط المنخفض مشكلة شائعة في الهندسة المعمارية، إذ تؤثر على المباني السكنية والتجارية والصناعية. يمكن أن تسمح الفتحات الصغيرة جدًا في كسوة الأسقف أو الجدران بتسرب كميات كبيرة من المياه مع مرور الوقت، خاصةً إذا كانت مدفوعة بالرياح الناتجة عن العواصف. ونظرًا لقدرة الماء على الانتقال لمسافات طويلة أفقيًا بفعل التوتر السطحي والخاصية الشعرية ، فإنه قد ينتقل إلى أماكن بعيدة عن موقع التسرب الأصلي. وقد يتطلب الأمر استخدام أنظمة الكشف الإلكتروني عن التسربات (ELD) للعثور على الثقوب الدقيقة أو التسريبات المخفية في اللحامات. ولأن التسريبات قد تُسبب أضرارًا مائية ونموًا كثيفًا للعفن ، فقد تنشأ دعاوى قضائية كبيرة بين مستأجري المباني ومالكيها ومقاوليها ومهندسيها المعماريين ومستشاريها ومورديها. خلال مرحلة التصميم، غالبًا ما تُبذل جهود كبيرة لمنع تسرب الهواء والماء عبر أغلفة المباني ، بما في ذلك أحيانًا نماذج بالحجم الطبيعي تُخضع للاختبار في أنفاق رياح متخصصة .

قد يحدث تسرب داخل جسم حي، مثل ثقب في الحاجز بين بطيني القلب . ^{[ 12 ]} يمكن أن تؤدي التسريبات الدموية الكبيرة، المعروفة باسم تمدد الأوعية الدموية ، إلى الموت المفاجئ غير المتوقع، إذا لم يتم علاجها على الفور. ^{[ 13 ]}

تتعدد أسباب التسربات. قد تحدث التسربات منذ البداية، حتى أثناء بناء أو تصنيع/تجميع أنظمة السوائل. قد تكون الأنابيب ، أو المواسير ، أو الصمامات ، أو الوصلات ، أو غيرها من المكونات غير موصولة أو ملحومة بشكل صحيح. وقد تكون المكونات ذات الخيوط غير مربوطة بشكل صحيح. كما قد تحدث التسربات نتيجة التلف، كالثقوب أو الكسور. وغالبًا ما تكون التسربات ناتجة عن تدهور المواد بسبب التآكل أو التقادم، مثل الصدأ أو التآكل أو تحلل المطاطات أو المواد البوليمرية المشابهة المستخدمة كحشيات أو موانع تسرب . على سبيل المثال، يؤدي تآكل حلقات منع التسرب في الصنابير إلى تسرب الماء منها.

قد تنجم الشقوق عن تلف مباشر، أو عن تآكل ناتج عن الإجهاد، مثل فشل الإجهاد الناتج عن دورات الضغط، أو عن التآكل، مثل تشقق التآكل الإجهادي . ويمكن أن يؤدي تآكل السطح بين القرص ومقعده في الصمام إلى تسرب بين المنافذ (مداخل أو مخارج الصمام). كما يمكن أن يؤدي تآكل الحشوة المحيطة بساق الصمام الدوار أو عمود المضخة الطاردة المركزية الدوارة إلى تسرب السوائل إلى البيئة. في بعض المضخات الطاردة المركزية التي تعمل بشكل متكرر، يكون هذا التسرب متوقعًا لدرجة أنه يتم اتخاذ تدابير لتصريفه أو تصريفه. وبالمثل، يمكن أن يؤدي تآكل موانع التسرب أو الحشوة المحيطة بالمضخات التي تعمل بالمكابس إلى تسرب السوائل إلى البيئة.

يؤثر فرق الضغط بين جانبي التسرب على حركة المواد عبره. عادةً ما تنتقل السوائل من الجانب ذي الضغط الأعلى إلى الجانب ذي الضغط الأقل. وكلما زاد فرق الضغط، زاد التسرب. يشمل ضغط السوائل على كلا الجانبين الضغط الهيدروستاتيكي ، وهو الضغط الناتج عن وزن السائل فوق مستوى التسرب. عندما يتساوى الضغط تقريبًا، قد يحدث تبادل للسوائل بين الجانبين، أو قد تكون حركة السوائل عبر التسرب ضئيلة أو معدومة.

تُختبر الحاويات والأوعية والهياكل وأنظمة السوائل الأخرى أحيانًا للكشف عن التسريبات، وذلك لتحديد وجود أي تسريب ومكانه لاتخاذ الإجراءات التصحيحية اللازمة. وتتعدد طرق اختبار التسريب ، بحسب الحالة. ففي بعض الأحيان، قد يُصدر تسريب السائل صوتًا يُمكن رصده. ويمكن اختبار الإطارات ومبردات المحركات، وربما بعض الأوعية الصغيرة الأخرى، عن طريق ضغطها بالهواء وغمرها في الماء لمعرفة مكان خروج فقاعات الهواء التي تُشير إلى وجود تسريب.

إذا تعذر غمر المنطقة في الماء، يتم ضغطها بالهواء ثم تغطيتها بمحلول صابوني لمعرفة ما إذا كانت فقاعات الصابون تتشكل، مما يدل على وجود تسرب. تشمل أنواع أخرى من اختبارات تسرب الغاز فحص الغازات المتسربة باستخدام أجهزة استشعار قادرة على كشفها، مثل أجهزة استشعار خاصة بالغاز الطبيعي. ينص قانون السلامة الفيدرالي الأمريكي حاليًا على إلزام شركات الغاز الطبيعي بإجراء اختبارات تسرب الغاز قبل عدادات الغاز الخاصة بعملائها. عند استخدام السوائل، يمكن إضافة أصباغ ملونة خاصة لتسهيل رؤية التسرب. كما يمكن فحص مواد أخرى قابلة للكشف في أحد السوائل، مثل المحلول الملحي للكشف عن التسرب في أنظمة مياه البحر، أو حتى إضافة مواد قابلة للكشف عمدًا لاختبار التسرب.

تُجرى أحيانًا اختبارات على الأنظمة أو الأوعية الجديدة، سواءً كانت مُنشأة أو مُصنّعة أو مُرمّمة، للتحقق من جودة الإنتاج أو الإصلاح. ويقوم السباكون عادةً بفحص وجود تسريبات بعد العمل على أنظمة المياه أو غيرها من السوائل. كما يُجرى أحيانًا اختبار ضغط على الوعاء أو النظام عن طريق ملئه بالهواء ومراقبة الضغط لمعرفة ما إذا كان ينخفض، مما يدل على وجود تسريب.

يُعدّ اختبار الضغط الهيدروستاتيكي ، أو اختبار الضغط، من الاختبارات الشائعة الاستخدام بعد أعمال الإنشاء أو الترميم . في هذا الاختبار، يُضغط النظام بالماء لرصد أي انخفاض في الضغط أو تحديد مكان التسريب. كما يُجرى اختبار الهيليوم للكشف عن أي تسريبات دقيقة، كما هو الحال عند اختبار صمامات الحجاب الحاجز أو الصمامات المرنة المصممة للعمل بنقاوة عالية وفائقة، والتي تتطلب معدل تسريب منخفض للغاية. يتميز كل من الهيليوم والهيدروجين بجزيئات صغيرة جدًا قادرة على النفاذ عبر تسريبات دقيقة. ونظرًا للمخاطر التي قد تنجم عن التسريبات، أصبح اختبار تسريب الهيدروجين خدمة متخصصة.

يُعدّ اختبار التسريب جزءًا من مجموعة الاختبارات غير المتلفة (NDT) التي يمكن تطبيقها على قطعة ما للتحقق من مطابقتها للمواصفات؛ وتختلف طرق الاختبار باختلاف المادة والضغط ومواصفات منع التسريب. وقد وُضعت معايير دولية للمساعدة في هذه الخيارات. على سبيل المثال، ينطبق معيار BS EN 1779:1999 ^{[ 14 ]} على تقييم منع التسريب عن طريق قياس أو رصد تسرب الغاز، ولكنه يستثني الطرق الهيدروستاتيكية أو فوق الصوتية أو الكهرومغناطيسية. كما توجد معايير أخرى سارية.

• BS EN 13184:2001 ^{[ 15 ]} الاختبارات غير المتلفة. اختبار التسرب. تغير الضغط
• BS EN 13185:2001 ^{[ 16 ]} الاختبارات غير المتلفة. اختبار التسرب. طريقة الغاز المتتبع
• BS EN 13192:2002 ^{[ 17 ]} الاختبارات غير المتلفة. اختبار التسرب. معايرة التسربات المرجعية للغازات

في المبادلات الحرارية الأنبوبية ، يتم أحيانًا إجراء اختبار التيار الدوامي في الأنابيب للعثور على مواقع على الأنابيب حيث قد يكون هناك تسريبات أو تلف قد يتطور في النهاية إلى تسريب.

قد يؤدي التسرب في المصانع إلى انخفاض الكفاءة. في المصانع المعقدة ذات أنظمة السوائل المتعددة، تحتوي العديد من الوحدات المتصلة التي تحمل السوائل على صمامات عزل بينها. ^{[ 18 ]}

تُصلح التسريبات عادةً بسدّ الثقوب أو باستخدام رقعة لتغطيتها. وكثيراً ما تُصلح إطارات السيارات المتسربة بهذه الطريقة. ^{[ 19 ]} ويمكن استبدال الحشيات أو موانع التسرب أو الحلقات أو الحشوات المتسربة. وقد يكون استخدام اللحام أو اللحام بالقصدير أو منع التسرب أو اللصق من الطرق الأخرى لإصلاح التسريبات. وفي بعض الأحيان، يكون الحل الأمثل هو استبدال الوحدة المتسربة. وغالباً ما يستبدل أصحاب المنازل أو المباني سخانات المياه المتسربة.

في حال وجود تسريب في أحد أنابيب مبادل حراري من نوع الأنابيب والغطاء ، يمكن سدّ طرفي الأنبوب بسدادات مصممة خصيصًا لعزل التسريب. ويتم ذلك في حجرة التوزيع عند نقاط اتصال أطراف الأنبوب بلوحة الأنابيب. أحيانًا، يُسدّ أنبوب تالف ولكنه لم يبدأ بالتسريب بعد، كإجراء احترازي لمنع حدوث تسريب مستقبلي. صحيح أن قدرة نقل الحرارة لهذا الأنبوب تتلاشى، إلا أنه عادةً ما توجد أنابيب أخرى كافية لتحمّل عبء نقل الحرارة.

• انفجار
• الانبعاثات المتسربة
• المياه غير المحصلة
• مانع تسرب (ميكانيكي)

• فريق ليفل أب لكشف التسربات وإصلاحها