فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 43، بهار 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/04/05
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 7-19
در این مقاله به بررسی تاثیر پدیده خوردگی برروی مقاومت نهایی سازههای فراساحل ثابت شابلونی، که از جمله پرکاربردترین سازهها در صنایع نفت و گاز و انرژیهای تجدیدپذیر بهشمار میروند، پرداخته شده است. اثرات ناشی از خوردگی در طی مدت زمانهای مختلف بصورت کاهش یکنواخت ضخامت اعضای در نظر گرفته شده و از دیگر انواع خوردگی و اثرات آنها در این مطالعه صرفنظر شده است. سازه فراساحل ثابت شابلونی مورد بررسی، متعلق به یکی از سکوهای گاز موجود در فاز 19 پارس جنوبی میباشد که دارای طول عمر 25 ساله است. مقاومت نهایی سازه بوسیله تحلیل بارافزون بدست آمده و برای بیان آن از نسبت مقاومت ذخیره استفاده شده است. بدین منظور، سازه مورد نظر در نرمافزار SACS، که یکی از نرمافزارهای پرکاربرد برپایه المان محدود در این زمینه میباشد، مدلسازی و تحلیل شده است. براساس نتایج این مطالعه، مقاومت نهایی سازه پس از رسیدن سازه به طول عمر خود، در صورت رخ دادن فرضیات در نظرگرفته شده در زمینه خوردگی، با کاهش تقریبا 20 درصدی مواجه خواهد شد، بدین صورت که میزان نسبت مقاومت ذخیره سازه در ابتدا (بدون در نظر گرفتن خوردگی) برابر 7/1 بوده و پس از گذشت طول عمر سازه (25 سال)، میزان آن در اثر خوردگی در نظر گرفته شده به عدد تقریبی 3/1 رسیده است که این روند نزولی، در طی سالهای بیشتر، عمدتا ادامه خواهد داشت.
کلیدواژگان: خوردگی، سازه های فراساحل ثابت شابلونی، نسبت مقاومت ذخیره، مقاومت نهایی، تحلیل بارافزون -
صفحات 21-31
فولادهای DP980، DP590 و IF به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی منحصر به فرد در ساخت بدنهی خودروها مورد استفاد قرار میگیرند. در این مقاله رفتار خوردگی و ریزساختار فولادهای DP980، DP590 و IF مورد استفاده در صنایع خودروسازی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی رفتار خوردگی هر سه آلیاژ، از ارزیابی طیفسنجی الکتروشیمیایی امپدانس و پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی در دو محیط 0.1 M NaCl + 0.1 M H2SO4 و 0.1 M NaCl + 0.1 M NaOH استفاده شده است. ارزیابیهای خوردگی انجام شده هر سه آلیاژ بیانگر رفتار خوردگی به مراتب بالاتر در محیط بازی نسبت به محیط اسیدی به دلیل تشکیل لایهی رویین میباشد. در حالیکه این آلیاژها در محیط 0.1 M NaCl + 0.1 M H2SO4 مقاومت به مراتب کمتری را در برابر خوردگی از خود نشان داده و اثری از تشکیل لایهی رویین در منحنیهای پلاریزاسیون مشاهده نشده و خوردگی یکنواخت اتفاق میافتد. فولادهای دوفازی DP980 و DP590 به دلیل وجود دو فاز فریت و مارتنزیت و امکان تشکیل سلول گالوانیک در فصل مشترک دو فاز مذکور، مقاومت در برابر خوردگی پایینتری را نسبت به فولاد IF از خود نشان میدهند. فولاد دوفازی DP980 به دلیل درصد مارتنزیت کمتر نسبت به فولاد دو فازی DP980 در هر دو محلول اسیدی و بازی رفتار خوردگی بهتری را از خود نشان داده ولی رفتار خوردگی این دو فولاد بسیار نزدیک به هم میباشد.
کلیدواژگان: خوردگی، ریزساختار، محیط های کلریدی، فولاد خودرو، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک -
صفحات 33-38
یکی از مشکلات اصلی در صنایع نفت و گاز، خوردگی ناشی از گاز CO2 میباشد که به خوردگی شیرین معروف است. استفاده از ممانعتکنندههای خوردگی از مهمترین روشهای کنترل خوردگی در صنایع نفت و گاز میباشد. در این مقاله، به بررسی تاثیر غلظت یکی از مشتقات ایمیدازولین بر رفتار خوردگی CO2و مکانیزم بازدارندگی آن پرداخته شد. به این منظور، رفتار خوردگی فولاد ساده کربنی در محلول استاندارد NACE، در حضور غلظتهای مختلف بازدارنده ایمیدازولین در دمای محیط با استفاده از آزمونهای اندازهگیری پتانسیل مدار باز و آزمون پلاریزاسیون پتانسیوداینامیک مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد که ممانعتکننده ایمیدازولین بهوسیلهی جذب برروی سطح و مسدود کردن مکانهای فعال خوردگی منجر به کاهش خوردگی شده و سرعت واکنش خوردگی را کاهش میدهد. همچنین نتایج حاصل از تستهای الکتروشیمیایی نشان دادند که در غلظت ppm 15 ممانعتکننده ایمیدازولین بیشترین مقاومت به خوردگی را برای فولاد کربنی دارد.
کلیدواژگان: ممانعت کننده، ایمیدازولین، خوردگی شیرین، خوردگی CO2 -
صفحات 39-50
ارتباط میان پنج رخداد موجود در صنایع فرایندی: خوردگی، انحراف فرایندی، انرژی، محیطزیست و هزینهی تولید مورد بحث قرار گرفت. ارتباط معنیدار این پنج رخداد با یکدیگر توسعه یافت. در این میان نشان داده شد که چرا انحرافهای فرایندی و خوردگی باید دارای بیشترین حجم اختصاص یافته برای طرحریزی، تدوین استراتژی و تصمیمهای مدیریتی خوردگی باشند. همچنین این دو رخداد از این منظر که خود عامل به وجود آمدن بسیاری دشواریهای دیگر هستند مورد بررسی قرار گرفتند. یک نمونهی صنعتی برای پرداختن به جزییات موجود در هر رخداد ارایه شد تا نزدیکی ذهنی مناسبی به وجود آید. سپس در جریان معرفی رخدادها و ارتباطشان با یکدیگر، یک نمونهی صنعتی دیگر برای نمایاندن آثار این رخدادها بر عملکرد کلی و نیز رخدادهای متناظر بررسی شد.
کلیدواژگان: خوردگی، انحراف فرایندی، انرژی، محیط زیست، هزینه ی تولید، مستندسازی، ارتباط رخدادها، کاهش اثر، بازرسی فنی -
صفحات 51-74
این مقاله مروری بر خوردگی ترش فولاد کربنی ساده و ساختار شناسی آن در محیط ترش حاوی H2S و CO2 و بازدارندههای خوردگی مناسب در این محیط میباشد. فولاد ساده کربنی به دلیل خواص مکانیکی مطلوب قیمت پایین عمدهترین آلیاژ مورد استفاده جهت ساخت تجهیزات فرایندی و سیستمهای لوله کشی صنعتی و خطوط لوله در مراحل بهرهبرداری، پالایش و انتقال نفت و گاز میباشد. با این وجود در محیطهای ترش فولاد کربنی ساده با نرخ بالایی خورده میشود که این نوع خوردگی به ویژه در جریانهای چند فازی با نرخ بالاتری رخ میدهد. استفاده از بازدارندههای خوردگی یکی از روشهای منطقی و از دیدگاه اقتصادی، باصرفه بهمنظور مقابله با خوردگی در این محیط هاست. در این پژوهش سعی شده تا به سیر پیشرفت بازدارندههای خوردگی در محیطهای ترش از گذشته تا به امروز از جمله بازدارندههایی با ترکیبات معدنی همچون سدیم سولفات و یا ترکیبات آلی که به چهار دسته کلی بازدارندههای پایه آمین و ایمیدوزالین و پلیمری و مواد فعال سطحی Gemini تقسیم میشوند، پرداخته و نقاط قوت و ضعف هر یک بیان شود.
کلیدواژگان: بازدارنده خوردگی، خوردگی ترش، بازدارنده معدنی، بازدارنده آلی -
صفحات 75-87
جریانهای سرگردان ناشی از خطوط ریلی مترو (دارای جریانهای بالای DC) و خطوط انتقال برق فشارقوی هوایی (دارای جریانهای AC) یکی از معضلات مهم برای لولههای زیرزمینی گاز درونشهری میباشد که بهرهبرداری و نگهداری این لولهها را دچار مشکل نموده و هزینههای مستقیم و غیرمستقیم خوردگی را به همراه دارد. در مطالعه پیش رو، علت خوردگی خط لوله گاز زیرزمینی تحت تاثیر جریانهای سرگردان مذکور، در یکی از مناطق تهران مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا بازرسیهای میدانی در محل صورت پذیرفت و سپس بررسیهای تکمیلی آزمایشگاهی با مطالعات ریزساختاری و مورفولوژی خوردگی به انجام رسید. بر اساس نتایج حاصله، پوشش لوله و سطح بیرونی فلز در دو نقطه از خط لوله به فاصله تقریبا 10 متر از یکدیگر بهصورت موضعی آسیب دیده بودند. مطابق معیارهای استانداردی و نتایج پتانسیل AC، احتمال خوردگی شدید لوله در نقاط مذکور در اثر جریانهای سرگردان AC غیرمحتمل است. پتانسیل لحظهی خاموش خط لوله در هر دو نقطه دارای نوسانات بسیار شدید بود و در برخی زمانها مقادیر مثبت نیز مشاهده گردید؛ که بر این اساس و همچنین مطابق استاندارد مربوطه، لوله مذکور تحت تاثیر جریانهای سرگردان دینامیک DC، دچار خوردگی موضعی شدید شده است. محصولات خوردگی بهصورت غیریکنواخت سطح فلز را پوشانده و دارای ترکیبات اغلب اکسیدی و هیدروکسیدی آهن بودند. همچنین در نقطه دوم، ترکیبات آهن کلراید نیز مشاهده گردید. لذا پیشنهاد گردید مطالعات تکمیلی مطابق توصیههای استاندارد BS EN 50162 انجام شده و سپس مطابق توصیههای استاندارد BS EN 50122-2، در جهت رفع این معضل اقدام نمود.
کلیدواژگان: لوله های زیرزمینی گاز، خطوط ریلی مترو، خطوط انتقال برق فشارقوی، خوردگی جریان های سرگردان AC و DC
-
Pages 7-19
In this paper, the effect of corrosion on the ultimate strength of fixed offshore jacket structures, which are among the most widely used structures in both oil and gas and renewable energy industries, is investigated. The effects of corrosion over different periods of time have been considered as a uniform reduction in the thickness of the members and other types of corrosion and their effects have not been considered in this study. The fixed offshore jacket structure considered in this study belongs to one of the gas platforms in phase 19 of South Pars gas field, which has a lifespan of 25 years. The ultimate strength of the structure is obtained by pushover analysis and it is expressed using the reserve strength ratio. For this purpose, the structure has been modeled and analyzed in SACS software, which is one of the most widely used finite element softwares in this field. According to the results of this study, if the assumptions made about corrosion occur, the ultimate strength of the structure after it reaches its lifespan will be reduced by approximately 20%, such that the value of the reserve strength ratio of the structure is 1.7 when no corrosion is applied, but it reduces to 1.3 considering the amount of corrosion applied after the design life of the structure (i.e., 25 years). This downward trend is mainly to be continued over the following years.
Keywords: Corrosion, Fixed Offshore Jacket Structures, Reserve Strength Ratio, Ultimate Strength, Pushover Analysis -
Pages 21-31
The DP980, DP590, and IF steels are used in the construction of car bodies due to their unique mechanical properties. In this paper, the corrosion behavior and microstructure of the DP980, DP590, and IF steels which are used in the automotive industry are investigated and evaluated. In order to evaluate the corrosion behavior of all three alloys, the electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization were evaluated in 0.1 M NaCl + 0.1 M H2SO4 and 0.1 M NaCl + 0.1 M NaOH environments. The corrosion evaluations of all three alloys show much better corrosion behavior in the alkaline environment than in the acidic environment due to the formation of the passive layer. While these alloys show much less corrosion resistance in the 0.1 M NaCl + 0.1 M H2SO4 environment, the uniform corrosion occurs while there is no evidence of the passive layer formation. The DP980 and DP590 dual-phase steels show lower corrosion resistance than the IF steel due to the presence of the ferrite and martensite phases and the possibility of galvanic cell formation at the interface between the two phases. The DP980 dual-phase steel has a better corrosion behavior than the DP590 due to the lower martensite content in both acidic and alkaline solutions, but the corrosion behavior of these two sheets of steel is very close to each other.
Keywords: Corrosion, Microstructure, Chloride contained environments, Electrochemical impedancespectroscopy, Potentiodynamic polarization -
Pages 33-38
One of the main problems in the oil and gas industry is CO2 corrosion which is known as sweet corrosion. The use of corrosion inhibitors is one of the most effective methods for corrosion control in the oil and gas industry. In this paper, the mechanism and effect of concentration of an imidazoline base derivative on CO2 corrosion of carbon steel was investigated. For this purpose, the corrosion behavior of a plain carbon steel in a NACE standard solution at ambient temperature was studied. The open circuit potential (OCP) and potentiodynamic polarization measurements in presence of different concentrations of imidazoline inhibitor were conducted to determine the corrosion rate of samples. . The results showed that the imidazoline base inhibitor reduced the kinetics of anodic reactions by adsorption on the metal surface and blocking the active corrosion sites . Also, it was observed that 15 ppm of imidazoline inhibitor provided the optimum inhibition efficiency of 89.87%.
Keywords: Inhibitor, Imidazoline, Sweet corrosion, CO2 Corrosion -
Pages 39-50
The interrelationship between the five events in the process industries: corrosion, process deviation, energy, environment, and production cost was discussed. A significant interrelationship developed between these five events. In the meantime, it was shown why process deviations and corrosion should have the maximum volume allocated for corrosion planning, strategy edition and management decisions. These two events were also examined from the perspective that they themselves cause many other difficulties. An industrial example was provided to address the details of each event to create the clear explanation. Then, during the introduction of the events and their interrelationship with each other, another industrial example was examined to present the impacts of these events on the overall performance as well as the corresponding events.
Keywords: Corrosion, Process Deviation, Energy, Environment, Production Cost, Documentation, Events Interrelationship, Mitigation, Technical Inspection -
Pages 51-74
This article is an overview of carbon steel corrosion and its corrosion product structure in acid medium containing H2S and CO2 and suitable corrosion inhibitors in this environment. Carbon steel is the main construction material for process equipment, piping system and transmission pipelines because of it’s availability and reasonable cost. However, in acidic environments, which containing H2S gas, carbon steel corrodes at high rates, especially in multiphase flows corrodes at higher rates. The use of corrosion inhibitors is one of the logical and, from an economic point of view, cost-effective strategy to combat corrosion in these environments. In this study, the development of corrosion inhibitors in acidic environments from the past to the present, including inhibitors with mineral compounds such as sodium sulfate or organic compounds, which are divided into four general categories of inhibitors of Amine, Imidazoline, Polymeric and Gemini, has been investigated.
Keywords: Corrosion inhibitor, Sour corrosion, Mineral inhibitor, Organic inhibitor -
Pages 75-87
Adjunct to underground railway (which produce DC interference currents) and overhead power transmission lines (which produce AC interference currents), underground gas pipelines have been affected severely which have brought about corrosion costs namely direct and indirect costs. The effects of both types of stray currents on the UG gas pipelines located in a street in Tehran are studied. On-site inspections were performed and then additional laboratory studies were done to analyze and characterize the corrosion products. It is founded that the coating of the pipe has been disbonded in two points which are in 10-meter distances from each other and the external pipe wall were locally corroded which has led to gas leakage. According to the standard criteria and the results of AC potential, AC interference current may not cause the corrosion in the points. However, the amounts of offpotentials were out of range according to the relevant standards and therefore DC stray current produced by Tehran underground railway has mainly led to the corrosion. Corrosion products were not uniformly covered the metal surface and mainly contains Fe3O4 and FeOOH as well as FeCl2. Thus, it is recommended that additional evaluations need to be done according to BS EN 50162 and afterwards, protective measures must be taken to eliminate the side effects of the DC stray current.
Keywords: Underground Gas Pipelines, Underground Railways, Overhead Power Transmission Power lines, AC& DC Corrosion