خوردگی در هر حالت و هر نوعی یک معضل مهندسی هست.

آسیب ناشی از خوردگی کنترل نشده سیستم لوله کشی در هر پروژه ای چه Offshore , Nearshore و یا Onshore بسیار پرهزینه و خطر آفرین خواهد و موجب از بین رفتن سود پروژه میگردد.

پبشگیری از خوردگی

از آنجا که همیشه پیشگیری بهتر از درمان هست ، شرکت ها میتوانند با شناخت کامل پروسه و هدف آن و انجام اقدامات پیشگیرانه قبل از اینکه دیر شود از تمامی این معضلات رهایی پیدا کنند یا حداقل با نرخ کمتری دچار آن گردند.

تقریبا تمام فلزات دچار خوردگی میگردند ، اما اقداماتی وجود دارد که برای پیشگیری از خوردگی در پروژهای نفت و گاز و پالایش انجام داد.

لازمه انجام این اقدامات پیشگیرانه ، شناخت و درک کامل مفهوم خوردگی و علل آن میباشد.

با دانستن محل جستجوی خوردگی میتوان از بسیاری از هزینه های گزاف ، خطرات ناشی از آن در پروژه ها جلوگیری نمود.

خوردگی چگونه رخ میدهد؟

خوردگی زمانی رخ میدهد که یک اتم فلز در مجاورت سیال اکسید گردد و منجر به از دست رفتن مواد روی سطح آن گردد.

از دست رفتن مواد روی سطح فلز ، ضخامت دیواره قطعات تولید شده از کربن و فولادهای Low Alloy که تحت تاثیر خوردگی عمومی قرار میگیرند را کاهش داده و آنها را مستعد شکست مکانیکی ( mechanical failure )می نماید.

فلزات ضد زنگ یا Stainless Steel

سیستم های تیوبینگ ، بسیار در ابزاردقیق تحلیلی و فرآیند ، خطوط انتقال سیالات ، خطوط هیدرولیک ، بسیاری از پکیج های کنترلی و خطوط Utility و دیگر موارد مورد استفاده قرار میگیرد.

بسیاری از مهندسان جهت در کاربردهای نفت و گاز از فولاد ضد زنگ ( Stainless Steel ) با داشتن حداقل ۱۰ درصد کروم ( Chromium ) استفاده مینمایند.

فلزات مشابه کروم و فدا شونده ، با تشکیل یک لایه اکسید بر روی سطح فلز مانع از خوردگی آن میگردد.

اما فلزات ضدزنگ هم در هر شرایطی مصون نیستند و توسط سیال خورنده سیستم ، شرایط محیطی و مجاورتی درصورت ایجاد شکاف و شکستگی دچار خوردگی حتی بسیار شدید خواهند شد.

تقریبا هر فلزی دچار خوردگی میگردد ، به عنوان مثال یک تجهیز و یا یک شیر که از فولاد ( Carbon Steel ) ساخته شده است.

در هنگامی دچار خوردگی می گردد که آهن موجود در متریال آن دچار خوردگی و تشکیل اکسید آهن بدهد.

در کنار مثال عنوان شده انواع مختلف خوردگی وجود دارد و هرکدام از آنها تهدید بزرگی برای پروژه هستند.

حتما باید قبل از اجرا نوع سیال و شرایط محیطی را مورد مطالعه قرار داد تا بهترین متریال را انتخاب کنیم.

شناسایی انواع مختلف خوردگی

همانگونه که پیشتر بیان شد ، انواع مختلفی خوردگی وجود دارد ، که هریک تهدیدی برای تاسیسات نفتی و گازی هستند و آنها را دچار صدمه مینمایند.

دلیل این خوردگی معمولا، حاصل واکنش شیمیایی بین عناصر متریال تجهیز و محیط عملیاتی میباشند.

در ادامه ما به بررسی دو نمونه خوردگی موضعی برای فولادهای ضد زنگ خواهیم پرداخت.

خوردگی حفره ای / Pitting Corrosion

این نمونه از خوردگی زمانی اتفاق می افتد که لایه اکسید محافظ روی سطح فلز ضد زنگ شکسته شود.

فلز زیرین بی دفاع در حضور محلول خورنده دچار از دست دادن الکترون از طریق اکسیداسیون میگردد.

این واکنش الکتروشیمیایی شروع به تشکیل حفره های کوچک خوردگی و یا Pits میگردد.

این نوع خوردگی معمولا از طریق بازرسی بصری قابل رویت و شناسایی هستش اما این خوردگی میتواند به قدری عمیق رشد کنند که دیواره تجهیز به طور مثال تیوب را سوراخ کند.

خوردگی حفره ای میتواند شروع ترک در اجزای تحت تنش کششی را تسهیل نماید.

محیط های مستعد خوردگی حفره ای

محیط هایی با غلظت کلرید بالاتر ، از جمله محیط هایی که در اثر تبخیر از قطرات آب شور رسوب‌شده ایجاد می گردند و  مستعد خوردگی حفره‌ای هستند این نوع خوردگی به ویژه در دماهای بالا بسیار تشدید و سریع تر رخ خواهد داد.

هنگام بررسی لوله های فلزی از نظر خوردگی حفره ای، به دنبال رسوبات اکسید آهن قهوه ای مایل به قرمز و همچنین حفره های بالقوه ای باشید که ممکن است روی سطح فلز ایجاد شده باشند.

خوردگی شکافی / Crevice Corrosion

خوردگی شکافی مشابه خوردگی حفره ای هستند و از شکستن لایه اکسید محافظ فولاد ضد زنگ ( Stainless steel ) پدید می آیند.

این نوع خوردگی با تشکیل گودال های کم عمق ادامه میابد و همانطور که از نام آن برمی آید در شکاف ها بوجود می آید.

در یک سیستم انتقال سیال ، شکاف هایی بین تیوب ( Tube ) و ساپورت های تیوب ( Tube Support ) و کلمپ ها ( Clamps ) , بین لوله های مجاور ، زیر خاک و رسوباتی که روی سطح وجود داسته باشند وجود دارد.

اجتناب از شکاف ها در تجهیزات تیوبینگ امری ناممکن است ، وجود شکافهای کوچک هرچه قدر هم کوچک باشد ، یکی از خطرات برای یکپارچگی متریال های Stainless Steel هستند.

 خوردگی شکافی چه زمانی رخ میدهد

خوردگی شکافی زمانی رخ میدهد ، که آب دریا به داخل شکاف نفوذ می نماید محیط شیمیایی تهاجمی را به وجود می آورد.

در اثر به وجود آمدن محیط الکترو شیمیایی یون های عامل خوردگی به راحتی نمیتوانند از داحل شکاف خارج گردند و در نتیجه کل سطح خارجی داخل شکاف با سرعت زیاد دچار خوردگی میگردد.

بررسی و محل های مستعدخوردگی شکافی

یکی از بهترین نقاط برای وقوع خوردگی شکافی ، محل اتصال تیوب ها و کلمپ ها و شکاف های ایجاد شده می باشد.

جهت بررسی و یافتن این نوع خوردگی تنها کافیست کلمپ هایی که وظیفه ساپورت و نگه داری تیوب ها را برعهده دارند را باز کنید و آنچه مشاهده میکنید نمونه ای از این خوردگی خواهد بود.

یکی از معضلات این نوع خوردگی آن هست که امکان ایجاد و تشکیل آنها در دماهای پایینتر از خوردگی حفره ای وجود دارد.

دلیل ایجاد این نوع خوردگی در دماهای پایین این موضوع هستش که ایجاد گودال در زیر شکاف هندسی به تلاش کمتری نیازمند هست.

در ادامه به بررسی یک نمودار میزان شدت خوردگی شکافی و حفره ای متریال های مختلف در دماهای مختلف می پردازیم.

چگونه ار خوردگی جلوگیری نماییم

پاسخ به این سوال بسیار کلی هستش اما چیزی که در آن مشترک هستش ، آموزش نیروی کار برای آشنایی با مواد و متریال میباشد که موجب کاهش و کنترل خوردگی می گردد.

انتخاب متریال

ابتدا ، انتخاب متریال را بسته به کاربرد تیوب ها ، از خود تیوب تا ساپورت و کلمپ ها را در نظر بگیرید.

بعنوان مثال تیوب های ضد زنگ با آلیاژ گرید ۳۱۶ به شرطی که تمیز نگهداری شوند و دما بیش از حد بالا نباشد ، تا مدتها بدون مشکل به خوبی وظیفه خود را انجام میدهند.

البته در مثال مذکر وجود سیالات خورنده و شرایط محیطی متغییر ممکن است معادله را تغییر دهند.

در آب وهوای گرم به ویژه در نقاطی که که رسوبات نمک به راحتی تشکیل میشوند و در تاسیساتی که زنگ زدگی ناشی از استراکچر از قبیل ستون ها و کف که از متریال کربن استیل هستند ، به روی سطح فولاد ضد زنگ تجمع پیدا کرده و خوردگی تیوب های استنلس استیل گرید ۳۱۶ به راحتی مشاهده میگردد.

حال راه چاره چیست؟

در این شرایط ، بهترین راهکار استفاده از گرید بالاتر متریال میباشد.

به عنوان مثال ما به جای استفاده از متریال استنلس استیل ، می توانیم از متریال فولاد زنگ سوپر آستنیک ( super austenitic )مانند 6Mo , 6HN و یا سوپرداپلکس ( super duplex ) مانند UNS32760 ( 2507 ) و یا UNS 32750 که مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به استنلس استیل دارند ، استفاده نموده و مشکلات ناشی از خوردگی را به حداقل برسانیم.

در متریال های سوپرداپلکس استحکام کششی و تسلیم ( Yield and Tensile Strength ) بالای آنها به نسبت به گرید ۳۱۶ موجب میگردد که ساخت سیستم هایی با حداکثر فشار قابل تحمل – Maximum Allowed Working Pressure  یا MAWP بالاتر امکانپذیر گردد.

مکان یابی و طراحی

اقدامات دقیق برای جلوگیری از خوردگی ضروی است تا تعداد نقاطی که در آنها امکان وقوع خوردگی شکافی وجود دارد را به حداقل برسانید.

از راهکارهای جهت کاهش شکاف در تیوبینگ اجتناب از قرار دادن تیوب ها به طور مستقیم بر روی دیوار و یا بر روی یکدیگر میباشد.

هنگامی که در تیوب های گرید ۳۱۶ ، خوردگی را مشاهده میکنید باید تیوب ها را با متریال های مقاوم تر در برابر خوردگی جایگزین نمود.

اما هزینه ها بسیار زیاد یکی از عوامل بازدارنده و مهم در انتخاب متریال میباشد.

پس ما برای پیشنهاد اقتصادی میتوانیم تیوب ها را با آلیاژ بالاتر و با ترکیبی مهندسی شده از اتصالات استنلس استیل گرید ۳۱۶ نصب و مونتاژ کرد که این کار بسیار مقرون به صرفه خواهد بود.

  • جهت دسترسی به اطلاعات بیشتر به صفحه کاتالوگ ها مراجعه فرمایید.
  • جهت استعلام قیمت با ما در تماس باشید.
  • برای دسترسی به محصولات به فروشگاه اینترنتی مراجعه بفرمایید
  • دسترسی به مقالات و ویدئو های بیشتر به بخش مقالات مراجعه بفرمایید.

از برندهای رتبه برتر در تولید این محصول به شرح زیر می باشند.