التآكل - الجزء الثاني
البيئات المحتملة للتآكل Corrosion:
تقسم البيئات الى 4 أقسام:
1. بيئة لا تسمح بالتآكل:
وذلك بغياب الماء المكمني Formation Water أو في الظروف التالية:
Water + VCO2 <50 μm/y + pH2S < 0.0035 bar
2. بيئة تحتوي على غاز CO2 .
في الظروف التالية:
Water + VCO2 > 50 μm/y + pH2S < 0.0035 bar
3. بيئة تحتوي على H2S .
Water + VCO2 < 50 μm/y + pH2S > 0.0035 bar
4. بيئة تحتوي على كل من CO2 وH2S .
Water + VCO2 > 50 μm/y + pH2S > 0.0035 bar
التآكل بسبب ثاني أوكسيد الكاربون CO2:
- أن غاز ثاني أوكسيد الكاربون هو من أكثر العوامل المسببة للتآكل في صناعة النفط والغاز الطبيعي.
- أنه السبب الرئيسي لتضرر معدات الأنتاج والنقل في الصناعة النفطية.
- أنه العامل الرئيسي الذي يُحدد أستخدام الفولاذ غير القابل للصدأ Stainless Steel .
CO2 Corrosion
كيفية السيطرة على التآكل الذي يسببه ثاني أوكسيد الكاربون:
- أستخدام الفولاذ غير القابل للصدأ Stainless Steel.
- أستخدام المواد المانعة للتآكل Corrosion Inhibitors.
- أستخدام التغليف أو التبطين الداخلي Internal Coating.
- السيطرة على الدالة الحامضية PH control.
أشكال التآكل الحامضي Sour Corrosion Forms:
- التفقّع Blistering.
- التصدّع المستحث بالهيدروجين Hydrogen Induced Cracking HIC.
- التصدّع التدريجي Stepwise Cracking SWC.
- التصدّع الكبريتي الأجهادي Sulphide Stress Cracking SSC
Stress Corrosion Cracking
السبائك المقاومة للصدأ Corrosion Resistant Alloys:
- التصدّع الناشيء بسبب الكبريتات Sulphide Stress Cracking SSC.
- التصدّع الناشيء بسبب الأجهاد Stress Corrosion Cracking SCC.
التآكل الذي يسببه ثاني أوكسيد الكاربون في الأنابيب
حدوث التصدع الناتج بسبب الإجهاد SCC :
يشترط لحدوث هذا النوع من التآكل وجود العوامل التالية:
- وجود مادة فعالة.
- وجود بيئة معينة تساعد على التآكل.
- إجهاد شد Tensile Stress أعلى من الحد المسموح.
أن البيئة لوحدها لا تستطيع تسبب هذا النوع من التصدعات إلا بوجود التنقر أو الفوالق . وهناك نوعان من هذا التصدع:
1. الأنحلال الآنودي Ionic Dissolution الذي يحصل في طرف التشقق.
2. بسبب الهشاشة التي يسببها الهيدروجين.
ميكانيكية أجهاد SCC - الانحلال الآيوني:
أن العوامل التي تؤدي الى زيادة حساسية المادة في الأنحلال الآيوني هي:
- زيادة الحرارة.
- وجود أيونات الكبريت.
- وجود المواد المؤكسدة مثل الاوكسجين والكبريت الحر.
- التضرر في الغشاء وانخفاض الدالة الحامضية PH.
- زيادة الخواص الميكانيكية للمادة مثل الصلابة Hardness.
كيفية منع الأنحلال الآيوني والسيطرة عليه:
- تقليل الأجهاد الى الحد المقبول.
- إزالة العوامل البيئية المُسببة.
- تغيير السبيكة.
- نصب منظومات الحماية الكاثودية.
- إضافة مواد مانعة التآكل Corrosion Inhibitors .
- التغليف Coating.
كيفية منع هشاشة الهيدروجين والسيطرة عليها:
تقليل معدل التآكل من خلال تسخين المادة أو تغيير المادة واللحام بعناية.
الحماية من التآكل والسيطرة عليه Corrosion Prevention & Corrosion Control
تقنيات الحماية من التآكل:
- مراقبة البيئة.
- الأختيار الصحيح للمواد.
- أعتماد تقنيات مناسبة الحماية من التآكل.
- الصيانة الدورية.
- التصاميم المناسبة.
تقنيات مراقبة التآكل:
- مراقبة السمك بالنسبة للأنابيب والأوعية والخزانات.
- مراقبة التشققات والأستشعار بها Cracks Detector.
- مراقبة المقاومة الكهربائية Electrical Resistance.
إجراءات منع التآكل في مرحلة التصميم :
- اللحام بدلاً من وضع البراغي.
- مراعاة وضع منظومة تصريف للخزان Tank Drainage System، مع الأخذ بنظر الأعتبار كيفية تنظيفه وصيانته في المستقبل.
- سهولة أستبدال الأجزاء العاطلة وخاصة في منظومات الضخ Pumping Systems.
- تجنب الأنحناءات الحادة في ربوطات الأنابيب.
- أجراء الأختبارات اللازمة مثل الأختبار بالماء Hydrostatic Test.
- أجراء الصيانة الدورية.
- تجنب حدوث الأهتزازات في أنابيب المبادلات الحرارية Heat Exchanger pipes’ vibration.
أختيار المواد:
لعل من أهم الأمور أختيار المواد بالشكل الذي يتناسب مع المحيط والمواد المستعملة وكالآتي:
حامض النتريك : الفولاذ غير القابل للصدأ.
السوائل القلوية : النيكل - الفولاذ الكاربوني Carbon steel + الأيبوكسي Epoxy.
حامض الكبريتيك : النحاس المخفف - الفولاذ الكاربوني Carbon steel المركز.
الهواء الجوي: الألمنيوم - الفولاذ الكاربوني Carbon steel
الماء المغلي : الأمنيوم والصفيح.
المحلول المؤكسد (الحار): التيتانيوم Titanium.
المحيط الذي يسبب التآكل : التيتانيوم Titanium.
حماية سبيكة الكاربون ستيل من التآكل :
الهواء الجوي: التغليف Organic Coating أو استعمال الزنك.
الماء النقي : التغليف العضوي أو الرملي.
منظومات التبريد : مانع التآكل Corrosion Inhibitors .
الأنابيب داخل مياه البحر : الحماية الكاثودية Cathodic Protection أو التغليف.
الرمل : الحماية الكاثودية أو التغليف العضوي.
ماء المعالجة : مانع تكون الأغشية Filming Inhibitors .
المنصات البحرية offshore platform : الحماية الكاثودية.
