موضوعات علمی ، فنی مهندسی و بازرسی و دانلود کتاب و جزوه

كنترل خوردگي در پوشش محافظ خطوط لوله گازي باعث افزايش طول عمر مي شود

افزايش افت فشار در خطوط لوله ، اغلب به سبب نشتي و رسوبات خوردگي و محصول پاك نشده در سطوح دروني است . اين ، شرايط انتقال و ظرفيت توزيع را آهسته كرده و اگر به آن توجه نشود تعميرات بيشتر از روتين را مورد نيازدارد . خوردگي دروني ، رسوب كردن و نشتي در سيستمهاي خطوط لوله اثر نامطلوب در عمليات خطوط پاييني خواهد داشت . اگر شما شاهد رسوب كردن و خوردگي باشيد احتمال اينكه اين خوردگي در سراسر طول لوله وجود داشته باشد هست . اگر براي خوردگي چاره اي انديشه نشود مي تواند ديواره لوله را ضعيف نموده به حدي كه تمامي خط لوله نياز مند تعويض كامل باشد كه اين راه حل غير اقتصادي است .

كنترل خوردگي يك مشكل بر طرف كردني بوسيله تكنولوژي هاي كنترل خوردگي جديد است اگر كاهش ديواره به اندازه چشمگيري وجود نداشته باشد . يكي از بهترين روشهاي پيش گيري از خوردگي ، اعمال پوششهاي پليمري در سطوح دروني تيوبهاي فولادي و لوله هاي با قطر بالاتر است كه با روش تميز كاري شيميايي و سند بلاست به خوبي تميز كاري انجام مي شود . اگر خطوط لوله شما از مبدل حرارتي براي كنترل دماي گاز و افزايش فشار گاز طبيعي استفاده مي نمايد ممكن است باعث خوردگي و رسوب گذاري شود . دستگاههاي ميعان كننده و مبدل حرارتي كه آب يا سيال فرآيندي از بين سيستمهاي درون لوله به جهت رسيدن به تغييرات دمايي عبور مي كند در معرض خوردگي و مشكلات رسوب گذاري هستند . آب براي تيوبهاي فلزي خورنده بوده ، همچنين باعث رسوب گذاري و آلودگي از نوع باكتري مي شود كه خود باعث از بين رفتن سطوح لوله مي شود. نشتي ها و آسيب حفره دار شدن و مسدود كننده ها همگي نيازمند تعميرات گاه به گاه هستند به طور ميانگين توقف براي تميز كردن لوله اگر خطوط لوله بدون پوشش باشد پنج مرتبه يا بيشتر اتفاق مي افتد . علاوه بر اين خطوط لوله بدون پوشش چندين مرتبه بيشتر از خطوط لوله پوشش دار دچار ساييدگي شده و عمر مفيد لوله كاهش مي يابد . كه باعث مي شود بازسازي لوله با هزينه بالا همراه باشد . پوشش هزينه هنگفتي را صرفه جويي مي نمايد . براي چندين دهه قسمت دروني خطوط لوله موجود بوسيله پلي اتيلن يا پروپيلن يا بوسيله پوشش اپوكسي توسط توپك راني پوشش داده مي شد .

هر دو روش در پيش گيري از خوردگي و بازگشت خطوط لوله در حال خورده شدن به سرويس موفقيت آميز بوده است .

در هر صورت اگر اين عمليات براي پروژه هاي كوچكتر از 1000 فوت و يا اينكه در حالتي كه كاربرد توپك براي لوله هاي با قطرهاي 30 اينچ يا بيشتر به دليل اينكه توپك تمايل به شناور شدن در پوشش را دارد غير ممكن باشد غير اقتصادي است .

وسايل نيمه رباتي جديد مي تواند اين عمليات ويژه را انجام دهند و يك راه حل اقتصادي را تا مين كند . لوله ها مي توانند در قسمتهاي 300 تا 500 فوتي تميز و در جا پوشش شوند .

در عمليات پالايش گازهاي خورنده در لوله هاي مشعل ، اغلب باعث آسيب هاي بسيار در خط لوله مي شوند .

يك پالايشگاه كار آئيب كه مقر آن در كارآئيب است بايستي يك مشعل 30 اينچي را هر 3 سال به علت رسوب اسيدهاي HCLو H2S وHF در درون لوله هاي افقي مشعل جايگزين مي كرد .

در خطوط لوله 1800 فوتي ، هر 300 فوت از لوله را به وسيله ربات توسط دستگاه سند بلاست ، سند بلاست مي كردند و بوسيله ربات مواد زايد سند بلاست را خارج و پوشش را اعمال مي كردند . پوشش با پايه وايتن ( viton ) فلورو پلي مر براي اين نمونه به خاطر خواص مقاومت خوبش در برابر اسيد HF انتخاب شد .

بعد از 2 سال سرويس مداوم ، يك بازرسي آشكار ساخت كه عمليات خط لوله در شرايط كاملي است و باعث صرفه جوئي ميليونها دلار هزينه هاي جابجائي شده است .

قدرت پليمر

خطوط لوله وظيفه سنگين انتقال گاز طبيعي را از ايالات مجاور آمريكا انجام مي دهد . در هر ايستگاه فشار افزايي تقريباً هر 50 تا 100 مايل در طول يك سيستم ، از مبدل هاي حرارتي بوسيله آب براي كاهش دماي گاز پس از فشار افزايي استفاده مي شود به طوري كه گاز مي تواند درون خط لوله به محل مصرف برسد مبدل هاي حرارتي كه براي خنك كردن ازآب استفاده مي كنند براي پوشش محافظ دروني تيوبها كه بهترين روش پيش گيري از خوردگي است مناسبترين هستند براي تيوبهاي با قطر كوچك و همچنين لوله هايي با قطر بزرگتر از 30 اينچ به طور يكسان براي جلوگيري از خوردگي از پوششها استفاده مي كنند .

در سيستمهاي خط لوله نگهداري لوله و تيوبها يك امر بحراني است كه بوسيله تعميرات اين امر انجام مي شود كه هزينه جايگزيني يك خط لوله بزرگ يا بخشي از آن مي تواند به صدها هزار دلار بالغ شود . پوشش از لحاظ اقتصادي مؤثر است و يك روش عملي براي حل مشكل خوردگي است .

مواد فنوليك يا اپوكسيد به طور ويژه براي بعضي از فلزات پايه مناسب هستند و در خط لوله استفاده مي شود . پوششهاي تيوب و خط لوله مي توانند به سرعت اعمال شود و بدون نياز به جدا كردن و انتقال لوله به يك كارگاه دور دست ، در محل اجرا شود .

شيمي خوردگي

ميكرو ارگانيسم ها ، SRB يا باكتريهاي احيا كننده سولفات معمول ترين عامل خوردگي هستند ، اما بسياري مكانيزم هاي خوردگي ديگر وجود دارند كه مربوط به باكتريها نمي شوند . ميكرو ارگانيسم هايي كه مواد غذايي را از آب سيستم خنك كننده درون تيوبها مي گيرند سبب تجمع باكتري شده و باعث رسوب و گرفتگي مي شوند كه خود بيشترين عامل خوردگي سلول را باعث مي شوند . باكتريها بر اثر بعضي از فرآيندهاي شيميايي و عدم وجود نور در درون تيوبها به سرعت توليد مي شوند و از محيطهايي كه از مواد غذايي غني هستند تغذيه مي كنند . هر سلول خوردگي باعث ايجاد يك حفره مي شود مكاني كه باكتري در آنجا تكثير شده است و ساختارهاي باكتري به سرعت باعث پيشرفت خوردگي مي شود و باعث انتقال نا كافي و خطرناك گاز مي شود .

چنين حفره هايي كه داراي باكتري هستند سبب تغييرات الكتروشيميايي درون تيوبها مي شود كه سبب بدتر كردن آسيب مي شوند .

علت ديگر براي خوردگي و حفره دار شدن ، لايه هاي فعال شده ، است كه مي تواند درون تيوبها با تاًثير سولفيد يا منگنز باعث خوردگي گالوانيكي شود .

اگر اختلاف پتانسيل داشته باشيم حفره ايجاد مي شود كه باعث تحليل شديد بيولوژيكي و از بين رفتن لوله هاي تيوب مي شود .

پوششهاي پليمري نسبت به خوردگي هاي بيولوژيكي يا شيميايي مقاوم هستند و مي توانند باعث سلامت تيوبها شوند.

بهترين روش و مواردي كه بايد به آن توجه شود

كربن استيل پائين ترين هزينه را براي لوله و تيوب دارد كه حدود يك چهارم هزينه مواد آلياژي نيكل و كرومولي ( chrom/moly ) است . براي مثال برنج آدميرالتي
( admiralty ) 30/70 يا فولادهاي ضد زنگ دوبلكس .

Passivation ذاتي اين مواد آلياژي بالا در سيستم آب خنك كننده تأمين كننده مزيت هايي نسبت به اكسيد شدن فولادهاي كربني هستند .

براي كارآيي بهينه تيوبهاي فولاد كربني كم هزينه در يك واحد عملياتي كه لوله ها و قطعات زيادي دارد و با يك سيال در تماس هستند بايد ميزان سطح PH و دمادر جريان آب خنك كننده در يك سطح نگه داشته شوند .

جايگزين كردن يك آلياژ با كربن استيل جهت ارتقاء بيشتر در هنگام رسوب گرفتگي و خوردگي واحد هاي توليدي معمول است .

در نظر گرفتن پوشش سطح داخلي تيوب يك انتخاب مناسب و كم هزينه نسبت به ارتقاء آلياژ براي بسياري از تيوبهاي كربن استيل كه در سرويس آب خنك كننده هستند مي باشد .

آستري پليمري ، همانند فنوليك هايي كه بسيار پخته شده اند ، فنل اپوكسي و اپوكسي نوولاك (novolacs ) ، عموماً در محيطهايي همانند تانكها ، ظروف حمل و نقل و مخازن استفاده مي شود . اين آستريها تأمين كننده مقاومت در بازه ي وسيعي از اسيدهاي آلي و غير آلي حلالها و هيدروكربنها در شرايط دماي محيط هستند .

استفاده معمول از لايه هاي پوشش نشان مي دهد كه اين لايه ها بايستي بيش از mils 20 باشند و مواد آن اغلب با رنگدانه هاي شيشه اي يا سراميكي براي جلوگيري از تخلخل در طول زمان هستند .

در هنگام ارزيابي بازه ي پتانسيل كاربرد پوشش دما و فشار عملياتي معمولاً جزئي از معادله هستند كه دماي پوشش بايد با دماي كاربردي مطابقت داشته باشد .

محدوده ي سرويس غوطه وري پوششهاي اپوكسي در محيط مرطوب با PH خنثي در حدود 300 درجه فارنهايت و در شرايط سرويس خشك در حدود 400 درجه فارنهايت است .

شرايط عملياتي PH بالا يا پايين در محدوده ي پوليمر هاي دروني تا كمتر از 150 درجه فارنهايت در سرويس غوطه وري تاثير خواهد گذاشت .

انتخاب يك ماده ي پوشش داخلي براي كار با ضخامت هاي كم مناسب است و براي كار در سيستمهاي خط لوله نيازمند يك ماده اي است كه بتواند تاًمين كننده مشخصات مكانيكالي زير باشد :

• پوشش يكنواخت در لايه هاي كمتر از mils 10
• مقاومت چسبندگي بيش از 2500 پوند بر اينچ مربع
• مقاومت در مقابل شرايط و سيكلهاي حرارتي فراتر از دماهاي عملياتي و
• با آزاد كردن مواد رسوب دهنده اي همچون رسوب هاي كلسيم و سولفيت خواص مقاومت در مقابل دما و مواد شيميايي اين پوششهاي داخلي بهبود مي يابد .

خواص مقاومت حرارتي و شيميايي يك پوشش وقتي بهبود پيدا مي كند كه به وسيله حرارت سخت شود مثلاً پوشش فنوليكهاي پخت شده را تا 400 درجه فارنهايت و پوشش اپوكسي را تا 250 درجه فارنهايت حرارت مي دهيم .

بايد دماي سيال داخل تيوب در محدوده ي دماي پوشش و قابل استفاده براي پوشش باشد و نيز بايد دماي محصولي كه بيرون تيوب است و سرعت جريان آن مد نظر قرار گرفته باشد .

بخار زني جهت تعميرات خط لوله اگر دما بالاتر از دماي سرويس يا محدوده ي خشك پوشش داخل تيوب باشد روي يك پارچگي پوشش اثر نا مطلوب دارد .

براي بررسي وجود حفره ، بازرسي سطوح پوشش از اهميت زيادي برخوردار است .

موسسه NACE دستورالعملي براي تست ولتاژ پائين جهت پوششهايي با ضخامت كمتر از mils 20 دارد . كه در اين دستورالعمل از يك اسفنج مرطوب در سراسر هر تيوب مبدل حرارتي استفاده مي شود كه يك هشدار صدائي ( beep ) نشان دهنده ي يك منفذ است كه بايستي آن نقطه تعمير شود و مجدداً بررسي شود . جهت مطالعه در بارۀ NACE لطفاً سايت http: // www. nace. Org. را ببينيد .

نتيجه گيري

هزينه پوشش به ميزان يك چهارم هزينه تيوب گذاري مجدد است و پس از پوشش مجدد براي اولين دوره 10 ساله ، آنها بصورت هميشگي غير خورنده باقي مانده و حداقل تعميرات براي بقيه عمر كاريشان لازم است . براي دوره بيش از 12 سال ، هزينه صرفه جوئي شده براي پوشش تيوب ها در يك سيستم به تنهائي مي تواند از بازۀ 8 ميليون دلار يا بيشتر بسته به تجربه باشد.

پوشش نمودن تيوب يك روش آزمون شده بوده و براي پيشگيري از خوردگي توسط بسياري از بزرگترين شركتهاي جهان استفاده مي شود . هم اكنون روشهاي بيشتري براي ايجاد در آمد مطلوب و كاهش اتلاف بر اثر خوردگي و رسوب گرفتگي وجود دارد. بهترين مكان براي شروع در نظر گرفتن شرايط مختلف و سپس تشخيص مؤثرترين روش براي پاكسازي و پوشش تيوبهاي داراي مشكل است .

با در نظر گرفتن جزئيات كوچك ، مراقبت براي شواهد خوردگي و رسوب گرفتگي ، شما مي توانيد در هزينه هاي هنگفت جايگزيني هاي لازم و تعميرات اضافي صرفه جوئي نمائيد . شما مي توانيد كار آئي عملياتي را در طول عمر خط لوله تان ارتقا دهيد . يك قدم كوچك در پوشش ، يك قدم بزرگ به سمت جلو براي پيشگيري از خوردگي است.