مکانیزم خوردگی و نیاز به حفاظت کاتدیک مخازن
بازدیدها: 34
الف) خوردگی جریان سرگردان
جریان های سرگردان (جریان های تداخلی) ازطریق الکترولیت خاک به سازه هایی می روند که برای آن ها در نظر گرفته نشده است. معمولاً ساختار آسیب دیده، جریان های تداخلی را از الکترولیت جمع می کند. منبع این جریانات از نظر الکتریکی به ساختار آسیب دیده متصل نیست. همانطور که در شکل نشان داده شده است، جریان سرگردان ممکن است وارد یک مخزن محافظت نشده شود و از طریق مسیر مقاومت کم فلز به منطقه ای روی مخزن نزدیک به ساختار محافظت شده (خط لوله) برسد. در این مکان، جریان با از دست دادن فلز حاصل، مجدداً در الکترولیت (خاک) تخلیه می شود. متداول ترین و آسیبپذیرترین جریان های ولگرد جریان مستقیم هستند. این جریان ها از سیستم های برق متصل به زمین DC شامل راه آهن الکتریکی، مترو، ماشین های جوشکاری، سیستم های محافظت کاتدی جریان تحت تأثیر و مولدهای ترموالکتریک تولید می شوند.
نمونه ای از خوردگی جریان ولگرد در پایین مخزن محافظت نشده
شدت خوردگی (از بین رفتن فلز) ناشی از جریان های تداخل به عوامل مختلفی بستگی دارد:
1- جداسازی و مسیریابی ساختارهای تداخل پذیر و تحت تأثیر قرار گرفته و محل منبع فعلی تداخل پذیر؛
2- مقدار و چگالی جریان؛
3- کیفیت یا عدم وجود پوشش بر روی ساختارهای آسیب دیده؛
4- حضور و محل اتصالات مکانیکی دارای مقاومت الکتریکی بالا؛
5- دما
ب) خوردگی گالوانیک
خوردگی گالوانیک زمانی اتفاق می افتد که دو فلز با ترکیبات مختلف (پتانسیل های الکترولیتی مختلف) در یک الکترولیت (معمولاً خاک) به هم متصل شوند. با حمله تسریع شده به فلز آندی، جریان از فلز فعال تر (آند) به فلز کمتر فعال (کاتد) جریان می یابد. به عنوان مثال، خوردگی گالوانیک می تواند هنگام اتصال سوپاپ برنز به لوله های فولادی کربن یا جایی که فولاد ضد زنگ، لوله مسی یا یک میله زمینی مسی به مخزن فولاد کربن متصل شود، رخ دهد. در مثال لوله / مخزن فولاد، فولاد ضد زنگ، لوله مسی یا میله زمینی مسی به کاتد تبدیل می شود و مخزن فولادی آند است. از آنجا که جریان کمترین مقاومت را طی می کند، شدیدترین حمله خوردگی در ناحیه مخزن فولادی بلافاصله در مجاورت لوله فولادی ضد زنگ یا مسی رخ می دهد، همانطور که در شکل نشان داده شده است. مهم ترین عوامل عبارتند از:
1- مناطق نسبی کاتد و آند ؛
2- اختلاف پتانسیل نسبی بین دو ماده که با توجه به موقعیت آنها در سری گالوانیک تعیین می شود. و
3- دما
خوردگی زمانی شدیدتر می شود که ناحیه آندی با توجه به سطح کاتد کوچک باشد و این دو فلز در سری گالوانیک از یکدیگر دور باشند. به عنوان مثال ، یک مثال دیگر از خوردگی گالوانیک در یک کاربرد دوتایی است که به عنوان مثال از یک میله باتوی فولاد ضد زنگ برای مهر و موم / پشتیبانی RPB استفاده می شود. در این مثال ، ته مخزن با توجه به میله باتوی فولاد ضد زنگ ، آندی است.
پ) خوردگی داخلی
تجربه نشان داده است که ممکن است در سطح داخلی یک مخزن خوردگی ایجاد شود. میزان یا ماهیت خوردگی به عوامل زیادی مرتبط با ترکیب مایع در تماس با ته فولاد بستگی دارد. عوامل عمده ای که بر شدت خوردگی تأثیر می گذارند عبارتند از:
الف) رسانایی (تابعی از مواد جامد محلول) ؛
ب) مواد جامد معلق ؛
ج) سطح اسیدی یا قلیایی ؛
د) گازهای محلول مانند دیاکسید کربن ، سولفید هیدروژن یا اکسیژن
ه) باکتری های کاهنده سولفات ؛
و) دما
تعیین نیاز به حفاظت کاتدیک
نیاز به حفاظت کاتدی برای کلیه مخازن ذخیره زمینی تعیین می شود. این بخش پارامترهایی را برای بررسی در هنگام تعیین اینکه آیا ته مخزن ذخیره سازی فلزی زیرزمینی به حفاظت کاتدیک نیاز دارد ، بحث می کند. اگر مشخص شود که ممکن است خوردگی رخ دهد ، باید روش های کنترل مناسب خوردگی برای اطمینان از یکپارچگی فلز برای عملکرد ایمن و اقتصادی در طول عمر مخزن اتخاذ شود. برای تعیین نیاز به حفاظت کاتدی نباید از مکان یک مرکز یا وجود یک سیستم تشخیص نشت به تنهایی استفاده شود.
الف) مخازن ذخیره جدید
کنترل خوردگی توسط محافظت کاتدی برای مخازن ذخیره جدید در سطح زمین باید در طراحی اولیه گنجانده شود ، مگر اینکه مطالعه دقیق نشان دهد که نیازی به آن نیست. اگر حفاظت کاتدی اعمال شود ، باید در طول عمر مخزن حفظ شود.
ب) مخازن ذخیره سازی موجود در سطح بالا
برای تعیین نیاز به نصب حفاظت کاتدی ،ارزیابی باید مطابق با استاندارد شماره 653 موسسه نفتی آمریکا انجام شود. هنگامی که این مطالعات نشان می دهد که خوردگی بر عملکرد ایمن یا اقتصادی مخزن تأثیر می گذارد ، اقدامات کنترل خورندگی کافی باید انجام شود. این اقدامات كنترل خوردگی می تواند شامل حفاظت كاتدیك و آستر باشد.
پ) حفاظت کاتدیک داخلی
مایعات هیدروکربن خالص معمولاً خورنده نیستند و برای سطوح داخلی نیازی به کنترل خوردگی ندارند. با این وجود ،براساس تجربه ،خوردگی داخلی در مخازن ذخیره زمینی که دارای سطوح داخلی در معرض آب ، رسوبات یا سایر آلاینده ها هستند ، ایجاد خواهد شد. به طور کلی ، پوشش ها برای کاهش یا از بین بردن خوردگی در سطوح داخلی استفاده میشوند. برای مخازن موجود در سرویس های نفتی ، می توان از محافظت داخلی کاتدی همراه با پوشش ها استفاده کرد و میتواند در محافظت دربرابر خوردگی در روزهای تعطیل در پوشش موثر باشد.
ت) محدودیت های محافظت کاتدیک خارجی
حفاظت کاتدیک تنها در صورت امکان عبور جریان الکتریکی بین آند و کاتد (ته مخزن) وسیله ای موثر در کنترل خوردگی است. بسیاری از عوامل می توانند جریان جریان الکتریکی را کاهش دهند یا از بین ببرند و بنابراین ، ممکن است در برخی موارد اثر محافظت کاتدی را محدود کرده و یا در موارد دیگر مانع استفاده از آن شود. چنین عواملی عبارتند از:
1- پد مخزن مانند بتن ؛
2- یک آستر خارجی غیررسانا بین ته مخزن و آندها(مگر اینکه آندها بین آستر وته مخزن نصب شده باشند)
3- خاک با مقاومت بالا یا لنت های سنگدانه درشت / بزرگ
4- ته دیواره های مخزن ذخیره سازی فراتر از سطح زمین هنگام نصب ته ، در جای خود باقی مانده اند.
در مقاله بعدی به تاثیر خاک در خوردگی مخازن ذخیره پرداخته شده است.
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.