no-img
پارس یونی

خوردگی در قسمتهای مختلف صنایع نفت و مدلسازی خوردگی به وسیله نرم افزار Ansys - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
خوردگی در قسمتهای مختلف صنایع نفت و مدلسازی خوردگی به وسیله نرم افزار Ansys
امتیاز 3.25 ( 4 رای )خوردگی در قسمتهای مختلف صنایع نفت و مدلسازی خوردگی به وسیله نرم افزار Ansys">
doc
۶ بهمن ۱۳۹۶
۲۵,۰۰۰ تومان
۲۵,۰۰۰ تومان – خرید
147صفحه

خوردگی در قسمتهای مختلف صنایع نفت و مدلسازی خوردگی به وسیله نرم افزار Ansys


چکیده
یکی از کهن‌ترین آثار خوردگی مربوط به دیوار آهنی قفقاز است که به فرمان کورش هخامنشی ساخته شد و بدستور وی روی آن را با مس پوشش دادند. آغاز پژوهش بگونه امروزی در انگلستان پس از غرق شدن کشتی جنگی HMS Alarm در سال ۱۷۶۱ میلادی بود. پس از آن ورقه‌های مسی به بدنه کشتی‌ها وصل می‌شد اما پس از چندی دیده شد که این ورقه‌ها در جاهایی که میخ‌های فولاد‌ی آنها را نگه داشته بود، خورده شده‌اند (خوردگی گالوانیک).
این دانش روزبهروز گسترده‌تر شد و امروزه شاخه مهمی در مهندسی و علوم‌پایه می‌باشد.
جهت کاهش نرخ خوردگی به خصوص در صنایع بزرگی همچون صنایع پتروشیمی، از رو شهای متعدد کنترل خوردگی استفاده می شود. با گسترش روز افزون تکنولوژی های کنترل خوردگی، انتخاب آلترناتیو مناسب برای کنترل خوردگی در یک واحد خاص نیاز به اجرای یک برنامه مدون و جامع به نام مدیریت خوردگی خواهد داشت. در برنامه مدیریت خوردگی علاوه بر هزینه های اقتصادی روش های کنترل خوردگی به جنبه های دیگری همچون نقش نیروی انسانی و همچنین ایجاد داده هایی مؤثر و کارآمد توجه می شود. به عبارتی دیگر مدیریت خوردگی بخشی از سیستم های مدیریتی جامع است که در ارتباط با توسعه، اجرا و بازبینی و نگهداری از مسائل خوردگی می باشد. برای دادن اطلاعات مفید به برنامه مدیریت خوردگی و گرفتن داد ههای مناسب از ابزارها و روش های مختلفی استفاده می شود، که استفاده از داده های مدیریت ریسک و تلفیق آن با مدیریت خوردگی می تواند در حل بسیاری از مشکلات صنایع و مدیران به خصوص صنعت پتروشیمی بکار گرفته شود.

مقدمه
خوردگی همیشه قسمتی اجتناب ناپذیر در تصفیه نفت و عملیات پتروشیمی بوده است. هرچند قسمت عمده ای از این مشکلات به عوامل دیگری نسبت داده می شوند که یک تعداد بیشماری از آنها به جنبه های مختلف خوردگی بستگی دارند. در واقع مشکلات خوردگی هزینه های عملیاتی و نگه داری نفت را بالا می برد. وقفه های برنامه ریزی شده به منظور تعمیر خرابی های خوردگی موجود در لوله کشی و تجهیزات می تواند هزینه های بالایی را به همراه داشته باشد و هر عملی که بتواند ایمنی روند کار را بالا ببرد بسیار مفید واقع خواهد شد. نسبت بالای مشکلات خوردگی به این وقفه ها بستگی دارد. هنگامی که دستگاه ها به منظور نظارت و تعمیر در فضای آزاد باز می شوند سطح فلزی آن در هوا و رطوبت دچار خوردگی می شود. این مساله باعث وجود حفره و شکستگی در سطح آن می شود مگر اینکه از بروز چنین مسائلی جلوگیری کنیم. هنگامی که قطعات دستگاه در طی این وقفه ها شکسته می شوند، سطح آن با فرورفتگی آب دچار خوردگی می شود. در بیشتر مواقع، تصفیه نفت و عملیات پتروشیمی با سوختن جریانات هیدروکربن ، گازهای قابل اشتعال وبسیار سمی، اسید های بسیار قوی که اغلب در فشار و دمای بالا هستند؛ همراه می باشد. با وجود فلزات و آلیاژهای بسیار زیاد، تنها تعداد بسیار کمی از آنها می توانند در ساختمان دستگاه و لوله کشی آن به کار روند.این فلزات شامل فولادهای کربنی، چدن های ریخته گری، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن، آلومینیوم، مس، نیکل، تیتانیوم و آلیاژهایشان می باشد. این مواد باید در روند آماده سازی تصفیه عملیات پتروشیمی مورد بررسی و انتخاب و استعمال قرار بگیرند. بعلاوه اطلاعات خاص در خصوص خواص مکانیکی، ترک های خوردگی، کنترل خوردگی فراهم خواهد شد.

عنوان فهرست صفحه

مقدمه: ۱
فصل اول ۲
مقدمه ای بر خوردگی فلزات ۲
مقدمه ۳
تعریف خوردگی ۷
تاریخچه فناوری خوردگی در جهان : ۸
آسیب شناسی صنعت: ۹
فصل دوم ۱۰
خوردگی و انواع آن ۱۰
عوامل موثر در خوردگی فلزات: ۱۱
جنبه های الکتروشیمیایی خوردگی ۱۱
خوردگی در صنعت نفت ۱۴
تولید ۱۵
مشخص نمودن نوع و میزان خوردگی در چاه‌ها (wells) 15
جلوگیری از خوردگی چاه‌ها ۱۵
روش‌های جلوگیری از خوردگی سکوهای حفاری دریا ۱۶
حمل و نقل و نگهداری ۱۶
عملیات پالایش )تصفیه( ۱۷
انواع خوردگی ۱۷
خوردگی یکنواخت ( Uniform Corrosion) 18
روش جلوگیری از خوردگی یکنواخت ۱۹
خوردگی شیاری ( Crevice Corrosion) 19
عوامل مؤثر در خوردگی شیاری ۲۰
روش‌های جلوگیری از خوردگی شیاری ۲۱
خوردگی حفره ای ( Pitting Corrosion ) 22
خصوصیات حفره‌ها ۲۲
روش شناسایی خوردگی حفره ای : ۲۳
روش های جلوگیری از خوردگی حفره ای : ۲۴
(Galvanic Corrosion) یا دو فلزی خوردگی گالوانیکی ۲۴
پتانسیل خوردگی و جهت اثرات گالوانیک ۲۶
سری گالوانیک ۲۷
مقدار اثر گالوانیک ۲۸
عوامل مؤثر در خوردگی گالوانیکی ۲۹
تشخیص خوردگی گالوانیکی ۲۹
اگفولاسیون (Exfoliation Corrosion) 30
خوردگی بین دانه ای (Intergranular corrosion ) 31
خوردگی گرافیتیک (Graphitic Corrosion ) 32
تخریب هیدروژنی (Hydrogen Degradation) 33
تاول هیدروژنی Hydrogen Blistering 34
ترک القایی هیدروژنی Hydrogen Induced Cracking 36
تردی هیدروژنی Hydrogen Embrittlement 36
خوردگی تنشی (Stress corrosion Cracking ) 37
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی ۳۸
راه های جلوگیری از ایجاد ترک در خوردگی تنشی ۴۱
خوردگی خستگی (Corrosion Fatigue) 41
کاویتاسیون (Cavitation) 42
خوردگی فرسایشی (Erosion corrosion ) 43
خوردگی سایشی (Fretting Corrosion) 43
خوردگی بیولوژیکی( میکروبی ، باکتریایی)Biological, Microbial or Bacterial Corrosion 45
خوردگی روی زدایی (Dezincification corrosion ) 47
خوردگی در اثر جریان های سرگردان ۴۸
خوردگی جریان های مستقیم : ۴۹
جریان متناوبAC 52
جریان سرگردان منتج از اختلالات مغناطیسی (Telluric) 53
کنترل خوردگی ناشی از جریان های سرگردان ۵۳
منطقه متلاطم splash zone 54
استراتژیهای پیشگیری ۵۵
فصل سوم ۵۷
روشهای عمومی جلوگیری از خوردگی فلزات ۵۷
روش های جلوگیری از خوردگی فلزات ۵۸
انتخاب مواد ۵۸
آشنایی مقدماتی با برخی از فولادها ۵۹
تغییر محیط خورنده ۶۰
کم کردن درجه حرارت ۶۱
کم کردن سرعت حرکت ۶۲
خارج کردن اکسیژن یا اکسید کننده ها ۶۳
تغییر غلظت ۶۴
طراحی ۶۵
قوانین طراحی ۶۶
کاربرد ممانعت کننده ها ۶۸
ممانعت کننده های جذبی ۶۸
سموم تصعید هیدروژن ۶۸
مواد حذف کننده عوامل مضر ۶۸
مواد اکسید کننده ۶۹
ممانعت کننده های فاز بخار ۶۹
غلظت ممانعت کننده ها ۶۹
اساس عملکرد ممانعت کننده ۶۹
اعمال پوشش ۷۰
پوشش های معدنی یا غیر آلی و فلزی ۷۱
آبکاری الکتریکی: ۷۱
پاشیدن مشعلی ۷۱
روکش کردن ۷۲
روش غوطه وری گرم ۷۲
روش گازی ۷۲
روش نفوذی ۷۲
تبدیل شیمیائی ۷۳
پوشش های آلی ۷۳
آماده کردن سطح ۷۳
روش های آماده کردن سطح: ۷۴
انتخاب آستر ۷۴
انتخاب صحیح لایه روئی ۷۵
پوشش های رنگها و جلاها ۷۵
پوشش های فسفاتی و کروماتی ۷۶
پوشش های اکسید فلزات ۷۶
پوشش های گالوانیزه ۷۶
پوشش های قلع ۷۷
پوشش های کادمیم ۷۷
حفاظت کاتدی ۷۷
تاریخچه ۷۷
تعریف ۷۸
اساس کار حفاظت کاتدی ۷۹
روش های حفاظت کاتدی ۸۰
حفاظت کاتدی به روش مولد برق DC 80
حفاظت کاتدی به وسیله زوج گالوانیکی ۸۱
بسترهای آندی ۸۵
بسترهای آندی سطحی ۸۵
بستر آندی افقی ۸۵
بستر آندی عمودی ۸۶
بسترهای آندی عمیق ۸۶
بستر آندی چاهی خشک ۸۶
بستر آندی چاهی تر ۸۷
جریان های سرگردان STRAY – CURRENT در حفاظت کاتدی ۸۸
کنترل جریان های سرگردان ۸۹
اجرای عملی حفاظت کاتدی ۸۹
سیستم آندهای فداشونده ۸۹
حفاظت کاتدی به روش جریان اعمالی ۹۱
حفاظت آندی ۹۲
مکانیزم حفاظت آندی ۹۳
مقایسه حفاظت کاتدی با آندی ۹۴
فصل چهارم ۹۶
اصطلاحات رایج در خوردگی ۹۶
فصل پنجم ۱۲۲
مدلسازی خوردگی به وسیله نرم افزار Ansys 122
روش و مراحل انجام شبیه سازی با نرم افزار Ansys 123
الف) آماده کردن لوله وایجاد فشار درون لوله ۱۲۳
ب) انجام اعمال فشار در لوله طراحی شده توسط نرم افزار Ansys وگرفتن نتایج آن ۱۲۷
منابع ۱۳۵

عنوان فهرست اشکال صفحه

شکل (۱-۱) نمونه خوردگی یک پمپ به علت عدم محافظت مناسب ۵
شکل(۱-۲) متالوژی استخراج آهن و برعکس آن ۷
شکل(۲-۱) شماتیک واکنش اکسیداسیون و احیاء ۱۳
شکل(۲-۲) خوردگی یکنواخت در سطح لوله های حفاری ۱۹
شکل(۲-۳) خوردگی شیاری لوله های حفاری ۲۰
شکل(۲-۴) حفره دار شدن فولاد زنگ نزن ۸-۱۸ به بسیله محلول کلرور اسیدی ۲۳
شکل(۲-۵) فرآیندهای داخل یک حفره ۲۴
شکل (۲-۶) نمونه ای از خوردگی گالوانیک در اتصال پرچ آهنی و آلومینیوم ۲۶
شکل (۲-۷) نمونه ای از خوردگی گالوانیکی در اتصالات خط لوله ۲۸
شکل(۲-۸) خوردگی بین دانه ای یک قطعه آلومینیوم ۳۲
شکل (۲-۹) ساختار میکروسکپی چدن خاکستری با گرافیت های ورقه ای ۳۳
شکل(۲-۱۰)مقطع یک ورقه فولاد کربنی ازیک پالایشگاه که پس ازدو سال اتفاق افتاده است ۳۵
شکل(۲-۱۱) نمایش مکانیزم تاول زدن هیدروژنی ۳۵
شکل (۲-۱۲) پیشروی ترک فولاد AISI 4130 در مجاورت هیدروژن ۳۷
شکل(۲-۱۳) اثر هم زمان تنش کششی و خوردگی در یک ترک را نشان می دهد ۳۸
شکل(۲-۱۴) مقطع شکست خوردگی تحت تنشی را نشان می دهد ۳۹
شکل(۲-۱۵) نمایش شماتیکی شکستهای ناشی از خستگی و خوردگی ۴۱
شکل(۲-۱۶) نمایش شماتیکی مراحل کاویتاسیون ۴۳
شکل (۲-۱۷) خوردگی سایشی لوله های حفاری ۴۴
شکل(۲-۱۸) خوردگی سایشی دیواره لوله کندانسور ۴۴
شکل (۲-۱۹) تشکیل پیل غلظتی حاصل از تفاوت در غلظت ۴۵
شکل(۲-۲۰) نمونه ای از تأثیر باکتری های تولید رسوب در خوردگی یک خط لوله ۴۷
شکل(۲-۲۱) خوردگی در اثر جریان های سرگردان ۴۹
شکل(۲-۲۲) سیستم حمل و نقل الکتریکی که باعث بوجود آمدن جریان های سرگردان می شود ۵۰
شکل (۲-۲۳) استفاده از آند فنا شونده در کنترل جریان های سرگردان ۵۴
شکل (۳-۱) تأثیر درجه حرارت بر سرعت خوردگی ۶۲
شکل(۳-۲) تأثیر سرعت حرکت بر سرعت خوردگی ۶۳
شکل(۳-۳) تأثیر اکسید کننده ها و هوا دهی بر سرعت خوردگی ۶۴
شکل(۳-۴) تأثیر غلظت محیط خورنده بر محیط خوردگی ۶۵
شکل(۳-۵) بخش هایی از یک سازه دکل حفاری در حال آماده سازی جهت رنگ آمیزی ۷۴
شکل(۳-۶) بخش هایی از یک سازه یک دستگاه حفاری خشکی قبل و بعد از رنگ آمیزی ۷۵
شکل(۳-۷) حفاظت کاتدی یک خط لوله زیر زمینی با استفاده از روش اعمال جریان خارجی ۸۰
شکل(۳-۹) حفاظت کاتدی تانک آب گرم خانگی به روش آند قربانی شونده ۸۲
شکل (۳-۱۰) الکترود مقایسه مس – سولفات مس ۸۴
شکل(۳-۱۱) اندازه گیری پتانسیل لوله زمینی به وسیله الکترود مرجع ۸۵
شکل(۳-۱۲) حفاظت یک لوله زیر زمینی با یک آند منیزیمی ۸۷
شکل(۳-۱۳) جریان های سرگردان در حفاظت کاتدی ۸۸
شکل(۳-۱۴)کنترل جریان های سرگردان خط لوله مجاور با یک سیم روکش دار مناسب با لوله محافظت شده ۸۹
شکل(۳-۱۵) سیستم آند های فدا شونده ۹۰
شکل(۳-۱۶) حفاظت کاتدی به روش جریان اعمالی ۹۲
شکل(۳-۱۷) حفاظت آندی تانک فولادی در برابر ۹۳
شکل (۵-۱) لوله طراحی شده ۱۲۴
شکل (۵-۲) کره های طراحی شده بر روی لوله ۱۲۵
شکل (۵-۳) حفره های ایجاد شده پس از برداشتن کره ها ۱۲۶
شکل (۵-۴) لوله مش بندی شده ۱۲۷
شکل (۵-۵) نمایش طیف رنگی و مقدارتنش Von Mises و ترک های ایجادشده در اثر اعمال فشار۱۰۰Pascals 129
شکل (۵-۶) نمایش طیف رنگی و مقدارتنش Von Mises و ترک های ایجادشده در اثر اعمال فشار۲۰۰Pascals 130
شکل (۵-۷) نمایش طیف رنگی و مقدارتنش Von Mises و ترک های ایجادشده در اثر اعمال فشار۳۰۰Pascals 131
شکل (۵-۸) نمایش طیف رنگی و مقدارتنش در راستای X و ترک های ایجادشده در اثر اعمال فشار۱۰۰Pascals 132
شکل (۵-۹) نمایش طیف رنگی و مقدارتنش در راستای X و ترک های ایجادشده در اثر اعمال فشار۲۰۰Pascals 133
شکل (۵-۱۰) نمایش طیف رنگی و مقدارتنش در راستای X و ترک های ایجادشده در اثر اعمال فشار۳۰۰Pascals 134

عنوان فهرست جداول صفحه

جدول (۱-۱) آمار و ارقام خسارات ناشی از خوردگی ۲۰
جدول (۲-۱) عوامل مؤثر در خوردگی شیاری ۳۵
جدول (۲-۲) تعدادی از محیط هایی که می تواند موجب خوردگی تنشی فلزات و آلیاژها شود ۵۴
جدول۲-۳ خصوصیات چند نوع باکتری و مکانیزم اثر آنها ۶۰
جدول (۳-۱) جریان مورد نیاز برای حفاظت کاتدی فولاد ۹۶
جدول(۳-۲)جریان مورد نیاز برای حفاظت کاتدی فولاد ۹۷



دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *