خوردگی در دیگ بخار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

عوامل خوردگی کوره دیگ بخار:

یکی از مشکلات اساسی که می تواند باعث بروز مشکل برای کوره ها باشد، خوردگی در نقاط و وسایل مختلف آن است که ضمن هدر رفتن

مقدار زیادی انرژی، آسیب های مکانیکی متعددی به کوره وارد می

کند. از آنجا که هر کوره از بخش های متعددی همچون بدنه، اطاقک

احتراق (Fire Chamber)، دودکش، مشعل و سایر تجهیزات جانبی تشکیل

شده، لذا علل خوردگی و راه حل های پیشنهادی در هر یک از بخش ها

به طور مجزا مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

بدنه کوره :

معمولاً بدنه یا دیواره خارجی کوره ها را از ورقه استیل16/3 و کف

آن را از ورقه 4/1 می سازند.

در طراحی ها عموماً اتلاف حرارتی از بدنه کوره حدود 2 درصد منظور

می شود. نوع و ضخامت عایق کاری بدنه داخلی کوره باید طوری در نظر

گرفته شود که دمای سطح خارجی کوره بیش از (1800° F) نشود. اصولاً

عایق کاری و عایق های به کار رفته در کوره ها از نظر سرویس دهی

مناسب، عمر معینی دارند و به مرور زمان ساختمان کریستالی آنها

تغییر یافته و ضخامت آنها کم می شود و این تغییرات ساختمانی سبب

تغییر ضریب انتقال حرارت و اتلاف انرژی به بیرون خواهد بود.

مطالعات میکروسکپیک و کریستالوگرافیک چند نمونه عایق کار کرده،

با نوع تازه آن موید این مطلب است. در صورتی که عایق دیواره های

کوره بر اثر بنایی ناصحیح، عدم انجام صحیح Curing بر مبنای

دستورالعمل، حرارت زیاد و یا شوک های حرارتی ترک بردارد، نشت

گازهای حاصل از احتراق که عبارتند از: So x، No x، N2،Co2

(درصورتی که نفت کوره به عنوان سوخت مصرف شود) و بخار آب در

لابلای این ترک ها و تجمع آنها در لایه بین بدنه کوره و عایق

دیواره و سرد شدن تدریجی آنها تا دمای نقطه شبنم، باعث خوردگی

بدنه می شود.

تداوم این امر ضمن اتلاف مقدار بسیار زیاد انرژی (از طریق بدنه

کوره به محیط اطراف)، باعث ریختن عایق و در نتیجه اتلاف بیشتر

انرژی و گسترش خوردگی بر روی بدنه کوره و سایر نقاط آن خواهد شد.

در یک بررسی ساده بر روی کوره ای که چندین سال از عمر عایق آن می

گذشت ملاحظه شد که دمای اندازه گیری شده واقعی سطح کوره در اکثر

نقاط بسیار بیشتر از میزان طراحی است. این مقدار در بعضی از

موارد به (1800° F) نیز می رسید.

در این کوره ضمن جدا شدن عایق از دیواره کوره و گسترش خوردگی در

نقاط مختلف بدنه، گرم شدن بدنه کوره نیز موجب خم شدن دیواره ها

شده و سرعت خوردگی را افزایش داده و باعث خرابی قسمت های مختلف

کوره شده است. به طور کلی برای جلوگیری و یا کاهش مشکلات خورندگی

بر روی بدنه کوره لازم است به هنگام تعمیرات اساسی ضمن توجه به

عمر عایق دیواره در صورتی که عمر آنها از حد معمول گذشته باشد

(البته با توجه به درجه حرارتی که درهنگام کار کردن واحد درمعرض

آن بوده اند) آنها را با عایق مناسب و استاندارد تعویض کرد و در

صورت وجود ترک (قبل و یا بعد از بنایی)، محل ترک ها را با الیاف

مخصوص KAOWOOL پر کرد. همچنین در بنایی، عملیات Curing را مطابق

دستور العمل انجام داد تا پیوند هیدرولیکی در عایق های بکار رفته

در بنایی، به پیوند سرامیکی تبدیل شده و میزان رطوبت باقیمانده

در دیواره از 0.4 gr/m2 بیشتر نشود.

البته چنانچه Ceramic Fiber (الیاف سرامیکی) به عنوان عایق

دیواره کوره مورد استفاده قرار گیرد، بدلیل عدم نیاز به Curing و

Drying و سبکی وزن، مشکلات احتمالی استفاده از عایق های نیازمند

به Curing را نخواهیم داشت. ضمن این که عمر بیشتر و چسبندگی

بهتری به دیواره، نسبت به دیگر عایق های موجود دارند.

تیوب ها یا لوله های داخل کوره:

معمولاً کوره ها متشکل از دو بخش RADIATION و CONVECTION هستند

که بایستی ظرفیت گرمایی (DUTY) کوره از نظر درصد، تقریباً به

نسبت70 و30 درصد بین این دو بخش تقسیم شود.

از آنجا که لازم است سیال به اندازه دمای مورد نظرگرم شود بایستی

حرارت مورد نیاز خود را از طریق هدایتی از لوله ها و تیوب های

داخل کوره دریافت کند، این لوله ها نیز حرارت مورد نیاز برای این

انتقال حرارت را از طریق تشعشعی و جابجایی در اثر احتراق سوخت در

داخل کوره جذب می کنند. انتخاب آلیاژ مناسب جهت لوله با توجه به

نوع سیال و ترکیبات آن و میزان حرارت دریافتی توسط لوله و در

معرض شعله قرار گرفتن از اهمیت بسزایی برخوردار است.

مسائلی که به بروز مشکلاتی برای تیوب ها منجر می شود عبارتند از:

سرد و گرم شدن ناگهانی لوله، گرم شدن بیش از حد لوله و بالا رفتن

دمای تیوب از حداکثر مجاز آن، در معرض شعله قرار گرفتن و برخورد

شعله به لوله (impingement) ، ایجاد یک لایه کُک بر روی جداره

داخلی لوله، Carborization، Hogging، Bending، Bowing، Sagging،

Creeping، خوردگی جداره داخلی لوله بر اثر وجود مواد خورنده در

سیال عبوری، خوردگی جداره بیرونی لوله در اثر رسوبات حاصل از

احتراق سوخت مایع بر روی جداره خارجی لوله، کارکرد لوله بیش از

عمر نامی آن (80 هزار الی 110 هزار ساعت)

سرد و گرم شدن ناگهانی لوله، ممکن است به Creeping (خزش) که

نتیجه آن ازدیاد قطر لوله می باشد منجر شود که در این صورت

احتمال پارگی لوله و شکنندگی آن را افزایش می دهد. چنانچه در اثر

Creeping مقدار ازدیاد قطر از 2 درصد قطرخارجی لوله بیشتر شود،

لوله مزبور بایستی تعویض شود.

در یک اندازه گیری عملی که برای برخی از تیوب های هشت اینچی و شش

اینچی کوره (کوره تقطیر در خلا) H-151 در هنگام تعمیرات اساسی

صورت پذیرفت، محاسبات زیر بدست آمد:

برای تیوب "8

OD = 8.625 (اصلی)

OD = 8.75 (اندازه گیری شده)

(OD = (0.125 (افزایش قطر لوله)

(OD ALLOWABLE = (8.625x2%=0.1725

هنوز می توان از تیوب مزبور استفاده کرد.

برای تیوب "6

OD = 8.625 (اصلی)

OD = 8.675 (اندازه گیری شده)

(OD = (0.05 (افزایش قطر لوله)

(OD ALLOWABLE = (6.625x2%=0.1325

که هنوز می توان از تیوب شش اینچی مزبور استفاده کرد.

همان طور که مشخص است تیوب 8 حدوداً بیش از دو برابر تیوب 6

ازدیاد قطر داشته است.

برای لوله "6

کوره H-101 (اتمسفریک)

OD =6.625 (اصلی)

OD = 6.635 (اندازه گیری شده)

OD =0.01 (اندازه قطر لوله)

(OD ALLOWABLE = (6.625x2%=0.1325

بالا نگه داشتن دمای پوسته تیوب ها سبب کاهش مقاومت لوله ها و

کاهش عمر مفید و گارانتی حدود یکصد هزار ساعتی آنها می شود.

تجربه نشان داده است که اگر به مدت 6 هفته سطح خارجی (پوسته)

لوله ای 900°C بیش از مقدار طراحی در معرض حرارت قرار بگیرد، عمر

تیوب ها نصف می شود.

یکی دیگر از مشکلات پیش آمده برای لوله ها، برخورد شعله به لوله

(IMPINGEMENT) است، که باعث OVER HEATING کوره و در نهایت HOT

SPOT می شود. این امر می تواند ضمن لطمه زدن در محل برخورد شعله

به لوله، باعث تشدید عمل کراکینگ مواد داخل لوله شود و مواد

مزبور به دو قسمت سبک و سنگین تبدیل گردند.

مواد سنگین به جداره داخلی لوله چسبیده و کک ایجاد می کنند. به

ازای تشکیل یک میلی لیتر ضخامت کک با توجه به ضریب هدایتی کک که

برابر مقدار خاصی می باشد برای یک شارژ حرارتی معمول در قسمت

تشعشعی کوره H-101 (اتمسفریک) می باشد، معادل فرمول زیر است:

می بایستی 300°C دمای پوسته تیوب بالاتر رود تا سیال موجود در

تیوب به همان دمای موردنظر برسد. در این صورت ملاحظه می شود بالا

رفتن دمای تیوب به چه میزان اتلاف سوخت و انرژی، داشته و به طور

کلی به مرور زمان چه لطمه ها و آسیب هایی به کل کوره وارد می

شود. به عبارت دیگراختلاف دمای پوسته تیوب های کوره که در طراحی

عموماً 1000°F بالاتر از دمای متوسط سیال درون آن در نظر گرفته

می شود، به مرور زمان با تشکیل کک (با رسوبات بیرونی) بیشتر می

شود.

مشکل دیگر که به علت دمای بالا برای تیوب های کوره ها ایجاد می

شود خمیدگی در جهت های مختلف این تیوب هاست.

یکی دیگر از مسائلی که باعث خم شدن و شکستگی لوله ها می شود

پدیده کربوریزیشن (carborization) است که بر اثر ترکیب کربن با

آهن پدید می آید: این واکنش که باعث تولید کربور آهن خواهد شد در

دمای بالاتر از 7000°c ایجاد می شود 7000°C)تا 14000°C). این

حالت عمدتاً در زمان Curing و drying کوره پدید می آید. البته

Hot spot نیز بیشتر در این زمان ها اتفاق می افتد.

وجود ناخالصی های مختلف مثل فلزات سدیم، وانادیم، نیکل و غیر...،

فلزاتی مثل گوگرد و ازت به صورت ترکیبات آلی در سوخت های مایع،

مسائل عدیده ای را باعث می شوند، که از آن جمله کاهش انتقال

حرارت از طریق سطح خارجی تیوب به سیال درون تیوب است که به علت

تشکیل رسوبات مربوط به ناخالصی های مزبور بخصوص رسوبات فلزی بر

روی تیوب هاست. به همین دلیل برای رسیدن به دمای مورد نظر سیال

موجود در لوله، مجبور به مصرف سوخت بیشتر خواهیم شد. در نتیجه

مشکلات ایجاد گرمای بیشتر در کوره و مسائل زیست محیطی در اثر

تشکیل SOX، NOX و ... را خواهیم داشت. از طرفی به دلیل نشست این

رسوب ها بر روی تیوب ها مسئله خوردگی و سوراخ شدن پیش خواهد آمد.

علت این خوردگی که از نوعHigh temp corrosion می باشد پدیده

سولفیدیش است، که در دماهای بین630°C تا700°C بوقوع می پیوندد.

همان طور که گفته شد علت اصلی آن وجود عناصر وانادیم، گوگرد،

سدیم و نیکل به همراه گازهای حاصل از احتراق سوخت است.

فلزات ذکر شده (بصورت اکسید) به کمک این گازها بالا رفته و بر

روی تیوب های قسمت تشعشع و جابه جایی می نشینند. خوردگی و سوراخ

شدن تیوب، بر اصل اکسید شدن و ترکیب عناصر مزبور باآلیاژ تیوب

استوار بوده که باعث ایجاد ترکیبات کمپلکس با نقطه ذوب پایین می

شود.

ترکیب اولیه پس از Na2SO4، سدیم وانادایت به فرمول Na2O6V2O5 است

که نقطه ذوب آن 6300°C می باشد. عمده ترکیبات دیگر که شامل

کمپلکسی از ترکیب پنتا اکسید وانادیم و سدیم است در شرایطی به

مراتب ملایم تر و درجه حرارتی پایین تر ذوب می شوند. برای مثال

مخلوط وانادیل وانادیت سدیم به فرمول Na2OV2O411V2O5 و

متاوانادات سدیم به فرمول Na2OV2O5 در 5270°C ذوب می شوند. ذوب

این کمپلکس ها شرایط مساعدی را برای تسریع خوردگی بوجود می آورد.

در اینجا ترکیبات حاصل از احتراق نه تنها به نوع ناخالصی بلکه به

نسبت آنها نیز بستگی کامل دارد و در مورد وانادیم میزان سدیم از

اهمیت خاصی برخوردار است.

البته سدیم وانادیل وانادایت پس از تولید و ذوب شدن، با فلز

آلیاژ مربوط به تیوب، ترکیب شده و بر اثر سیال بودن از سطح آلیاژ

کنار رفته و سطوح زیرین تیوب مربوطه در معرض ترکیب جدید قرار می

گیرد. ادامه این وضع به کاهش ضخامت تیوب و در نهایت سوراخ شدن و

از کار افتادن آن منجر می شود.

مشعل ها و سوخت:

نقش کیفیت نوع سوخت و نوع مشعل ها شاید از همه عوامل یاد شده در

کارکرد مناسب، راندمان بیشتر و کاهش خوردگی بیشتر برخوردار باشد.

چنانچه از مشعل های Low excess air و یا نوع مرحله سوز (stage

burning) استفاده شود، هوای اضافی مورد نیاز به میزان قابل توجهی

کاهش یافته و به حدود 3 و 5 درصد می رسد که ضمن کاهش و به حداقل

رساندن گازهای خورنده و مضر زیست محیطی مثل NOx، Sox، در بالا

بردن راندمان کوره بسیار موثر خواهد بود. این امر باعث کاهش مصرف

سوخت شده، و در نتیجه باعث کاهش گازهای حاصل از احتراق و آسیب

رساندن به تیوب ها، بدنه کوره و دود کش ها خواهد شد. وضعیت

عملکرد مشعل ها بایستی به طور مداوم زیر نظر باشد. بد سوزی مشعل

ها می تواند دلایل متضادی، همچون نامناسب بودن سوخت، عیب

مکانیکی، کک گرفتگی سرمشعل و یا بالعکس، رفتگی و سائیدگی

(Errosion) بیش از حد سر مشعل، کمبود بخار پودر کننده و ...

داشته باشد. وجود مواد آسفالتی، افزایش مقدار کربن باقیمانده

(carbon residue) ، بالا بودنِ مقادیر فلزات مثل سدیم، نیکل،

وانادیم و هم چنین سولفور در سوخت مسائل متعددی را در سیستم

احتراق ایجاد می کند که این مسائل به طور کلی به دو دسته تقسیم

می شوند.

الف - مسائل عملیاتی قبل از مشعل ها و احتراق:

این مسایل در اثر وجود آب و نمک ها و ته نشین شدن آنها در ذخیره

سازی نفت کوره بوجود می آیند. در این رابطه عدم تخلیه مداوم مخزن

ذخیره سازی، خوردگی و مشکلات ایجاد شده به طور خلاصه عبارتست از:

تشکیل لجن (sludge) در مخزن در اثر عدم استخراج کامل نفت کوره و

آب، انباشته شدن لجن در فیلترها در اثر محصولات ناشی از خوردگی و

پلیمریزاسیون هیدروکربورهای سنگین به علت اثر کاتالیزوری محصولات

ناشی از خوردگی، انباشته شدن لجن و صمغ های آلی در گرم کننده

سوخت، گرفتگی و خوردگی در نازل های پودر کننده نفت کوره

بررسی کیفیت بتن با دوام در برابر خوردگی میلگردها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

بررسی کیفیت بتن با دوام در برابر خوردگی میلگردها

برای مشخص کردن بتن با دوام در برابر خوردگی میلگردها روشهای مختلفی ارائه شده است که هر آزمایش و روش پیشنهادی به پارامتر معینی توجه دارد . آزمایشهای بسیار ساده تا بسیار مشکل و پر هزینه در این مجموعه قرار دارد و معمولا" آزمایشهای دقیق تر و معتبر تر پر هزینه و زمان بر می باشند . دست اندرکاران همواره بدنبال آزمایشهای ساده ، کم هزینه و سریع هستند هر چند از دقت کمتری ممکنست بر خوردار باشند .

معمولا" آزمایشهائی معتبر تلقی می گردند که مستقیما" به مسئله خوردگی میلگردها می پردازند . آزمایشهای غیر مستقیم همواره غیر معتبرتر تلقی میشوند ولی کاربرد آنها در دنیا رواج زیادی دارد .

آزمایشهای زیر از جمله این موارد است و در هر بررسی باید مشخص کرد که از کدام آزمایش زیر بهره گرفته ایم .

آزمایش جذب آب حجمی اولیه ( کوتاه مدت ) و نهائی ( دراز مدت ) بتن BS1881 و ASTM C 642

آزمایش جذب آب سطحی ( ISAT ) بتن BS 1881

آزمایش جذب آب موئینه بتن RILEM

آزمایش مقاومت الکتریکی بتن

آزمایش نیم پیل ( پتانسیل خوردگی ) ASTM C 876

آزمایش پتانسیل و شدت خوردگی ) G 109 ) بروش گالوانیک

آزمایش شدت خوردگی بروش گالواپالس

آزمایش درجه نفوذ یون کلر بتن AASHTOT259

آزمایش تعین عمق نفوذ یون کلر در بتن

10 - آزمایش تعین پروفیل یون کلر و ضریب نفوذ آن

C114 و C1218 و ASTM C1152

11 - آزمایش شاخص الکتریکی توانائی بتن برای مقابله با نفوذ یون کلر

ASTM 1202

هرچند عنوان برخی استانداردها و یا شماره آن در بالا ذکر شده است اما این آزمایشها ممکن است با تغییرات اندک و یا زیاد در استانداردهای دیگر نیز انجام شود که نتیجه آن الزاما" مشابه به استانداردهای دیگر نیست و از مفهوم واحد برخوردار نمی باشند .

آزمایش جذب آب حجمی اولیه کوتاه مدت و دراز مدت :

انواع آزمایش جذب آب حجمی وجود دارد . شکل و ابعاد نمونه ، طرز خشک کردن ( دما و مدت ) ، نحوه قرارگیری در آب ، دمای آب ( معمولی و جوشان ) ، مدت قرار گرفتن در آب و نحوه گزارش نتیجه از موارد اختلاف استانداردهای مختلف می باشد . بسیاری از استانداردها برای کنترل کیفیت قطعات بتنی پیش ساخته از این آزمایش استفاده می نمایند . مکعبی 10 ×10 و استوانه ای کوچک به قطر 5/7 تا 10 سانتی متر از اشکال و ابعاد رایج است . دمای خشک کردن نمونه ها از 40 تا 110 درجه متغیر می باشد. مدت خشک کردن از 24 ساعت ( دمای 110 ) تـــــــا 14 روز ( دمای 40 تا 50 ) پیش بینی شده است . در برخی استانداردها نحوه خاصی برای قرارگیری در آب و ارتفاع آب روی نمونه در نظر گرفته اند . دمای آب از 20 تا جوشانیدن آب منظور می شود . مدت قرار گیری در آب قرائت های مربوط به 10 دقیقه ، 30 و 60 دقیقه تا بیش از ســـــه روز می باشد . در اکثر استانداردها تعریف جذب آب حجمی نسبت وزن آب جذب شده به وزن نمونه خشک اولیه است . لازم به ذکر است اگر بخواهیم این ویژگی را در بتن های سبک با بتن معمولی مقایسه کنیم بهتر است نسبت حجم آب جذب شده به حجم نمونه را مد نظر قرار دهیم ، بهرحال مقایسه نتایج جذب آب حاصله از آزمایش طبق استانداردهای مختلف کاملا" گمراه کننده است . برخی کتب ، بتن ها را از نظر میزان جذب آب طبقه بندی می نمایند . بطور مثال گفته می شود جذب آب اولیه مربوط به 30 دقیقه طبق BS1881 بهتر است کمتر از 2 درصد باشد تا بتنی با دوام داشته باشیم . معمولا" گفته می شود جذب آب کوتاه مدت برای کنترل دوام بتن معتبر تر است زیرا خصوصیات سطحی بتن را به نمایش می گذارد .

جذب آب سطحی :

این آزمایش عمدتا" در انگلیس کاربرد دارد و جذب یک جهته را در روی نمونه خاص در منطقه محدود اندازه گیری می نمایند . نوع خشک کردن اولیه بتن ، زمان و وسایل مربوطه در این استاندارد مشخص شده است . این آزمایش عملا" در ایران کاربرد کمی دارد .

جذب آب موئینه بتن :

بسیاری معتقدند مکانیسم جذب آب بتن در مناطق مرطوب ، جــــــذر و مد و پاشش آب یا شالوده های واقع در منطقه خشک و بالای سطح آب با مکانیسم جذب موئینه شباهت دارد . Rilem آزمایش جذب آب موئینه را بر روی نمونه های مکعبی 10 سانتی متری بصورت زیر توصیه میشود .

نمونه ها در دمای 40 تا 50 در آون خشک می شوند ، سپس چنان در بالای سطح آب قرار می گیرد که 5 میلی متر آن داخل آب باشد . در زمانهای مختلف و ترجیحا" پس از 3 ، 6 و 24 و 72 ساعت وزن نمونه اندازه گیری و وزن آب جذب شده تعیین می شود . سپس وزن آب ( حجم آب ) بر سطح نمونه ( حدود Cm2100 ) تقسیم می گردد تا ارتفاع معادل آب جذب شده بدست آید . (i برحسب میلیمتر )

C ثابت جذب موئینه و s ضریب جذب موئینه است . این مقادیر از برازاندن خطی بر نقاط بدست آمده در صفحه مختصات بدست می آید .

هر کدام از این پارامتر ها دارای مفهوم خاصی است ولی s اهمیت بیشتری دارد و آهنگ جذب را نشان می دهد و هر چه کمتر باشد بهتر است . در انتهای آزمایش گاه نمونه را شکسته و ارتفاع واقعی جذب آب را بطور متوسط بدست می آورند و برای این منظور در آب ماده رنگی ( مانند لاجورد ) می ریزند . ارتفاع زیاد موئینه نشانه خوبی برای بتن نیست . در واقع بتن هائی که خلل و فرج ریزی دارند ممکنست ارتفاع موئینه زیادی داشته باشند و این نکته مهمی است که معمولا" در مفهوم نفوذ پذیری در برابر آب ، خلل و فرج ریزتر مطلوب تر تلقی می شوند .

آزمایش مقاومت الکتریکی بتن :

خوردگی پدیده الکترو شیمیائی است . عملا" میلگرد بصورت آندو بتن کاتد می شود و یک جریان الکتریکی بین میلگرد و سطح بتن بوجود می آید . مسلما" دراین حالت تحرک یون ها را شاهد هستیم . هر چه این حرکت بیشتر و سهل تر انجام شود به مفهوم آنست که مقاومت در برابر تحرک یونی کمتر است و با هدایت الکتریکی بتن بیشتر می باشد .

Copy of خوردگی در چاه های نفت و گاز

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 40

– خوردگی در چاه های نفت و گاز

مقدمه

از سال 1950 به بعد، صنعت بهره برداری و استخراج نفت و گاز ، پیشرفت های زیادی کرده است. متاسفانه این پیشرفت ها منجر به بروز خوردگی ها و شکست های شدیدتری نیز شده است . سیستم های بهره برداری ثانویه به وسیله بخار، گاز و پلیمر ها باعث بروز شکست های غیر منتظره ای در قطعات شده است.

با کمتر شدن منابع و ذخایر نفت و گاز، نیاز به حفر چاه های عمیق تر، روز به روز افزون تر می گردد. با عمیق تر شدن چاه ها ، فشار و دمای انتهای چاه نیز افزایش می یابد و بدیهی است که مشکلات ناشی از خوردگی نیز افرایش یابد، بطوری که گزارش شده است ، امروزه چاه هایی با عمق (9100m) 30000 ft و دمای (400-500 F) 200-260 C نیز حفر می شوند. خوشبختانه با پیشرفت علم و تکنولوژی در صنایع مختلف از جمله استخراج نفت و گاز ، پیشرفت های جالبی نیز در زمینه روش های مانیتورینگ ( پایش ، دیده بانی) و کنترل خوردگی ، صورت گرفته است . بروز چنین حالتی باعث می شود که نیاز به مهندسین خوردگی محسوس تر از قبل شود. با این وجود باید اعتراف کرد که هرچقدر هم که روش های خوردگی ، پیشرفت کنند باز هم شکست ها و خوردگی هایی بروز می کند که نشانگر این مهم است که شناخت خوردگی و روش های کنترل آن ، باعث کاهش خسارات می گردند نه توقف آنها!

بطور کلی خوردگی هایی که در چاه ها و وسایل مرتبط با آن رخ می دهند بسیار شبیه به خوردگی های خطوط لوله می باشند. با این تفاوت که شرایط فشار و دما، بیشتر و طبیعتا خوردگی های شدیدتری رخ می دهد. (24و 25)

بطور کلی مراحل استخراج را به دو دسته تقسیم می کنند. یکی بهره برداری اولیه و دیگری بهره برداری ثانویه . در بهره برداری اولیه ، فشار ذخایر نفتی به حدی است که قادر است نفت را به سطح زمین منتقل کند. مخازن گاز نیز معمولا جزء این نوع بهره برداری قرار می گیرند، چرا که فشار گاز در ذخایر ، همواره بیشتر از فشار اتمسفر می باشد. هنگامی که مخازن نفتی دچار افت فشار شدند ( پس از گذشت سالها) به کمک تکنیک های مختلفی نفت را به سطح زمین می رسانند. در حقیقت در بهره برداری ثانویه، با اعمال فرآیندهای جانبی ، به صورت مصنوعی ( نه طبیعی) باقیمانده نفت را استخراج می کنند. تجربه نشان داده است که بهترین تکنیک ها تحت بهترین شرایط قادرند تا 80% نفت موجود در مخازن را استخراج کنند. متداول ترین روش های بهره برداری ثانویه عبارتند از : تزریق گاز (معمولاCO2) ، تزریق آب ( معمولا آب استخراج شده از خود چاه استفاده می شود، انتخاب مواد جهت تجهیزات تزریق آب در چاهها بر اساس NACE RP0475 انجام می گیرد) و پمپاژ کردن ، لازم به ذکر است که ساختمان و طراحی انتهای چاه تاثیر زیادی بر روی نحوه تزریق ممانعت کننده های خوردگی می گذارد ( اصلی ترین روش جنت کنترل خوردگی در تجهیزات داخل چاه ، تزریق ممانعت کننده هایی با پایه نیتروژن / فسفر / گوگرد [N/P/S] می باشد). لازم به ذکر است که مشخصات لوله های حفاری در API 5D موجود است در حالیکه مشخصات تیوب و جداره های چاه در API 5CT موجود می باشد. (24و25)

انواع خوردگی

بطور کلی خوردگی در تجهیزات در چاه های نفت و گاز ، بسیار شبیه به خوردگی خطوط انتقال می باشد با این تفاوت که به دلیل وجود دما و فشار بیشتر، خوردگی ها کمی شدیدتر می باشند. قبل از مطالعه گونه های خورنده در چاه ها ، لازم است که بطور مختصر درباره فازهای مختلف صحبت شود. بطور کلی در چاه ها با سه فاز آب / گاز / نفت مواجه هستیم . چاه های گاز حاوی هیدروکربنهای گازی ( متان {ماده غالب حدود 805} + اتان + پروپان + بوتان) و آب ( بصورت مایع و بخار که با کاهش دما و فشار در حین بالا آمدن از تیوب چاه ، کندانس می شود) و نفت ( که شامل میعانات گازی {پروپان و بوتان} نیز می شود) می باشند. چاه های نفت نیز حاوی هیدروکربنهای مایع و آب و مقداری گاز ( متان و اتان) می باشند. لازم به ذکر است که همواره عناصر مضری نظیر CO2,H2S3و نمک ، در چاه ها موجود می باشند که معمولا مقداری از آنها در آب چاه حل می شوند.(23)

خوردگی میکروبی

میکروارگانیزم های موجود در کانال ، آب ( آب دریا، آب خنک کننده و ...) و یا خاک ، نه تنها باعث بروز خوردگی در خطوط لوله خواهند شد، بلکه پتانسیل حفاظت ( در حفاظت کاتدی) را نیز تغییر می دهند. باکتری ها ، انواع مختلفی داشته که جهت سهولت کار ، آنها را به دو گروه 1 SRB, 2 SRB تقسیم میکنند. انواع SRB، بی هوازی بوده و با مصرف کردن سولفات، تولید سولفید( سولفید هیدروژن، H2S) کرده و باعث افزایش خوردگی و تغییر پتانسیل حفاظت ( ودر نتیجه ، پیچیده شدن و مشکلتر شدن اعمال حفاظت کاتدی) می شوند. باکتریهای SOB، هوازی بوده و با مصرف سولفیدها ، تولید سولفات ( مثل اسید سولفوریک) می کنند. این نوع باکتری قادر است که درصد اسید سولفوریک را در سطح فولاد، تا میزان 10% نیز افزایش دهد. بدیهی است که تحت چنین شرایطی ، خوردگیهای شدیدی در خطوط لوله ، رخ خواهد داد. خوردگیهای میکروبی ، بطور معمول بصورت خوردگی موضعی ( حفره) بروز می کنند. جدول 1 اسامی باکتریهای معروف را در دو گروه SRB, SOB به همراه شرایط زیست محیطی و فلزی را که مورد هجوم قرار می دهند ، ذکر می کند. (23)

جدول (1) انواع میکرو ارگانیسمهایی که با عث بروز خوردگی می شوند{23}

یکی از راههای عملی جهت تشخیص وقوع خوردگی میکروبی ، چکاندن یکی دو قطره اسید کلریدریک بر روی منطقه خورده شده ( محصولات خوردگی ) می باشد. چرا که اگر خوردگی میکروبی رخ داده باشد، بوی گند ( تخم مرغ گندیده ) ناشی از آزاد شده H2S به مشام می رسد. راههای دیگر تشخیص خوردگی میکروبی ، آزمایشگاهی می باشند و لازم است که نمونه مورد نظر را پس از خارج سازی از محیط ، سریعا به آزمایشگاه منتقل