خوردگی و حفاظت با تکیه بر روشهای نوین
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:75
پایان نامه مقطع کارشناسی
مهندسی شیمی- طراحی فرایندهای صنایع نفت
فهرست مطالب :
فصل اول: خوردگی و انواع آن.. 1
1-1 انواع خوردگی.. 3
1-1-1 خوردگی یکنواخت... 4
1-1-2 خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی.. 4
1-1-3 خوردگی شیاری.. 7
1-1-4 حفره‌دارشدن. 8
1-1-5 خوردگی بین دانه‌ای.. 10
1-1-6 جدایش انتخابی.. 11
1-1-7 خوردگی سایشی.. 12
1-1-8 خوردگی توأم باتنش.... 15
1-1-9 خوردگی هیدروژنی 17
1-2 هزینه‌های خوردگی.. 19
1-2-1 مروری بر هزینه‌های خوردگی در صنایع مختلف... 20
1-2-2 اکتشاف و استخراج نفت و گاز. 20
1-2-3 پالایشگاه نفت... 21
1-2-4 صنایع شیمیایی، پتروشیمی و دارویی.. 21
1-3 اصطلاحات رایج در خوردگی.. 23
فصل دوم: روشهای حذف خوردگی.33
2-1 حفاظت کاتدی و اصول آن. 34
2-1-1 اصول کلی حفاظت کاتدی.. 35
2-1-2 انواع روشهای سیستم حفاظت کاتدی (کاتودیک یا کاتدیک( 38
2-1-3 سیستم حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان. 40
2-1-4 نحوه حصول اطمینان از عملکرد یک سیستم حفاظت کاتدی.. 42
2-2 آبکاری.. 43
2-2-1 اصول آبکاری.. 44
2-2-2 آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی.. 46
2-2-3 آماده سازی قطعات برای آبکاری.. 47
2-2-4 موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری.. 48
2-2-5 آبکاری با فلزات... 49
2-3 خوردگی صنایع نفت و گاز. 57
2-3-1 روش های کنترل خوردگی.. 57
2-4 روشهای جلو گیری از انواع خوردگی.. 61
2-4-1 روش جلوگیری از خوردگی یکنواخت... 62
2-4-2 روش جلوگیری از خوردگی گالوانیکی.. 62
2-4-3 روش جلوگیری از خوردگی شیاری .63
2-4-4 روش جلوگیری از خوردگی حفره ای ..63
2-4-5 روشهای جلوگیری از خوردگی بین‌دانه‌ای.. 64
2-4-6 روشهای جلوگیری از جدایش انتخابی.. 65
2-4-7 روشهای جلوگیری از تنش.... 65
فصل سوم: روشهای نوین حذف خوردگی .66
3- روشهای نوین حذف خوردگی.. 67
3-1 استفاده از روکش با روش سل ژل. 67
3-2 روکش دادن با نیکل فلزی ازطریق آلیاژزنی مکانیکیMA... 70
منابع و مآخذ. 73
چکیده :
خوردگی، فرآیندی طبیعی است که فلزات را مورد حمله قرار می‌دهد. از آنجایی که فلزات، مصرف گسترده‌ای در جهان امروزی دارند، خوردگی تبدیل به پدیده‌ای شده که اطراف ما را احاطه کرده است. وسایل خانه، اتومبیل، تجهیزات صنعتی و لوله‌های نفت و گاز مورد حمله خوردگی قرار می‌گیرند و این پدیده ضررهای مالی فراوانی را موجب می‌گردد. یکی از مهمترین عوامل تخریب تجهیزات صنعتی، پدیدهٔ خوردگی است که به عنوان یکی از زیانبارترین آفت‌های صنایع مطرح می‌گردد. این زیان‌ها به حدی اهمیت دارد که تحقیق در حوزه‌های مربوط به فناوری‌های کنترل خوردگی، بخش عظیمی از پژوهش‌ها و تحقیقات کشورهای پیشرفته را به خود اختصاص داده است. در کشور ما نیز به دلیل جایگیری صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، در مناطق مستعد پدیدهٔ خوردگی, بررسی این پدیده و مدیریت آن، از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار می‌باشد.
فصل اول در مورد اصول خوردگی می باشد. در این فصل سعی شده است تا اصول و مبنای خوردگی و انواع آن توضیح داده شود. همچنین اصطلاحات رایج در خوردگی در پایان فصل بیان شده است. در این فصل هزینه های خوردگی در صنایع نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل دوم انواع پوشش ها با جرائم توصیف شده است. در این فصل خواص اکولوژیکی فلزات پوشش، فلزات پایه، شرایط مختلف محیطی، خواص مکانیکی پوششها و ... به تفصیل آمده است. در این فصل روشهای مختلف همچنین در مورد اصول طراحی حفاظت کاتریک می باشد. برای حفاظت از تاسیسات فلزی در مقابل عوارض خورنده راههای گوناگونی پیشنهاد می شود. یکی از این راهها حفاظت کاتدیک می باشد.
فصل سوم در مورد روشهای نوین حذف خوردگی توضیح داده شده است یکی از این روشها تهیه فیلم نانو ساختار Tio2 در فولاد ضد زنگ 316L از طریق فرورفتگی سول ژل می باشد که توضیحات مبسوط داده شده است. روش دیگر روکشدار کردن زیر لایه با نیکل فلزی آلیاژ زنی مکانیکی MA می باشد.
خوردگی[1]
خوردگی اصطلاحی است که به فساد فلزات از طریق ترکیب فلز با اکسیژن وسایر مواد شیمیایی انجام می شود.
زنگ زدن[2]
زنگ زدن فقط در مورد اکسید شدن آهن وآلیاژهای آهنی در هوای خشک یا مرطوب به کار
می رود که محصول خوردگی از جنس هیدرات فریک یا اکسید فریک است .
اکسید شدن ساده فلزات سبک
این فلزات شامل فلزات قلیایی و قلیایی خاکی هستند که وقتی اکسید شوند حجم قشر اکسید تشکیل شده متخلخل بوده و مانعی جهت نفوذاکسیژن به داخل قشر اکسید نیست و اکسید خاصیت چسبندگی به فلز ندارد. به طور خاص سدیم وپتاسیم در حرارت های عادی و متعارفی میل ترکیبی شدیدی با اکسیژن دارند ولی دردرجات حرارت خیلی کم اکسید شدن به تاخیر می افتد و اکسید تشکیل شده در این حال تخاصیت چسبندگی دارد.
1-1 انواع خوردگی
خوردگی را به روشهای مختلف طبقه‌بندی نموده‌اند ولی عمومی‌ترین آن‌ها طبقه‌بندی بر اساس ظاهر و شکل فلز خورده شده می‌باشد.به این روش با مشاهده فلز خورده شده با چشم غیر مسلح به راحتی می‌توان نوع خوردگی آن را مشخص نمود.در بین انواع خوردگی می‌توان نه نوع منحصربه فرد را پیدا نمود ولی تمام آن‌ها کم و بیش وجه متشابهی دارند که به شرح ذیل میباشند :
1- خوردگی یکنواخت[3]
2- خوردگی گالوانیک یا دو فلزی[4]
3- خوردگی شیاری[5]
4- حفره‌دارشدن[6]
5- خوردگی بین دانه‌ای[7]
6- جدایش انتخابی [8]
7- خوردگی سایشی [9]
8- خوردگی توأم با تنش [10]
9- خسارت هیدروژنی [11]
1-1-1خوردگی یکنواخت
خوردگی یکنواخت معمول‌ترین ومتداول‌ترین نوع خوردگی است معمولاً به وسیله یک واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی به طور یکنواخت در سرتاسر سطحی که در تماس با محلول خورنده قرار دارد، مشخص می‌شود فلزنازک و نازک‌تر شده و نهایتاً از بین می‌رود یاتجهیزات مورد نظر منهدم می‌شوند مانند خورده شدن یک قطعه فولادی یا روی در داخل یک محلول رقیق با سرعت یکسانی درتمام نقاط قطعه خورده می‌شود. این نوع خوردگی بالاترین آمار را دارد و عمر تجهیزات خورده شده را با قراردادن نمونه‌هایی در داخل محلول خورنده می‌توان تخمین زد.
1-1-2 خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی
هنگامی که دو فلز غیر هم جنس که در تماس الکتریکی با یکدیگر هستند در معرض یک محلول هادی یا خورنده قراربگیرند. اختلاف پتانسیل بین آن دو باعث برقرای جریان الکترون بین آن‌ها می‌شود. فلزی که مقاومت خوردگی کمتری دارد آندی شده و خورده می‌شود. فلز مقاومت‌تر از نظر خوردگی کاتدی می‌شود که معمولاً خیلی کم و یا خورده نمی‌شود. به دلیل وجودجریان‌های الکتریکی بین فلزات غیر هم جنس این نوع خوردگی،خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی اطلاق می‌شود.
برای مثال خوردگی در یک فلز(آلومینیوم )به شدت اتفاق می‌افتد و در فلز دیگر (فولاد) کاهش یافته یا متوقف می‌گردد. بنابراین اولین چیزی که در این مورد سطوح می‌باشد این است که از دو فلزی که به روی هم اثر می‌کنند کدام فلز در حالت اول و کدام فلز در حالت دوم قرارمی‌گیرد. پاسخ این سؤال به وسیله جهت جریان الکتریکی ناشی از اثر گالوانیکی از یک فلز (آند) به فلز دیگر (کاتد) قرار گرفته در یک محلول خورنده داده خواهد شد. بااندازه‌گیری اختلاف پتانسیل دو فلز در محلول مورد نظر این جهت را در هرموردمی‌توان تعیین نمود. در مورد جفت گالوانیکی آلومینیوم و فولاد مشخص شده است که آلومینیوم به صورت یک آند عمل می‌کند.
1-1-2-1 پتانسیل خوردگی
پتانسیل فلزدر محلول وقتی که خورده می‌شود به انرژی که آزاد می‌شود، بستگی دارد. این پتانسیل تنها در یک مقدار نسبی قابل اندازه‌گیری می‌باشد. برای مثال با قرار دادن یک فلز خیلی فعال مانند روی و یک فلز با فعالیت کمتر مانند مس در یک محلول کلرید سدیم می‌توان جهت جریانی که توسط اثر گالوانیک آن‌ها تولید می‌گردد، اندازه‌گیری نمود. چنین آزمایشی را می‌توان باتمام فلزات ممکن در هر محلول خورنده تکرار نمود. با توجه به نتایج آزمایشات به دست آمده،امکان مرتب کردن فلزات در یک گروه که سری گالوانیک نامیده می‌شود فراهم می‌شود. اگرآزمایشات در محلول‌های مختلف با غلظت‌های مختلف کلریدسدیم، میزان هوادهی متفاوت،سرعت حرکت و یا دماهای مختلف انجام گیرد مقادیر گزارش شده می‌تواند با یکدیگراختلاف داشته باشند و دراین حالت محل بعضی فلزات نسبت به هر یک از فلزات دیگر به صورت یک سری گالوانیک جدید تغییرنماید.
1-1-2-2 سری گالوانیک
بطور کلی پتانسیل الکتریکی فلزات دارای هیچ مقداری بطورمطلق و مستقل از فاکتورهای مؤثر بر خواص خوردگی محلولی که در آن اندازه‌گیری انجام می‌شود، نمی‌باشد. مقدار پتانسیل می‌تواند از یک محلول به محلول دیگر یاهنگامی که یک محلول به وسیله فاکتورهائی از قبیل دما، هوادهی و سرعت حرکت تأثیر می‌پذیرد،تغییر کند. بنابراین برای پیش‌بینی پتانسیل فلزات ودر نتیجه جهت اثر گالوانیکی آن‌هادر یک محیط، بجز با اندازه‌گیری پتانسیل و در نظر داشتن شرایط دقیق آن محیط هیچ راهی وجود ندارد، به عنوان مثال روی بطور طبیعی نسبت به آهن در دمای محیطی منفی‌تر یا آندیک‌تر می‌باشد.
1-1-2-3 مقدار اثرگالوانیک
تا اینجا ما فقط جهت اثر گالوانیک را با تعیین پتانسیل نسبی فلزات در یک جفت گالوانیکی مورد بررسی قرار داده‌ایم. درحالی که درعمل ما بیشتر با شدت اثرات گالوانیکی که رخ می‌دهد مواجه هستیم. این شدت با مقدارجریان یا اصطلاحاً شدت جریان (جریان واحد سطح) تعیین می‌شود.بر طبق قانون اهم،مقدارجریان تولید شده توسط جفت‌های گالوانیکی که اختلاف پتانسیل آن‌ها زیاداست،در یک مقاومت معین مستقیماًبا ولتاژ متناسب می‌باشد. به عنوان مثال، اختلاف پتانسیل دو فلز روی و مس در آب دریا ٧٠٠ میلی ولت می‌باشد و این و جفت گالوانیکی می‌توانند جریان بیشتری (و در نتیجه خوردگی بیشتر) از سایر جفت‌های گالوانیکی که اختلاف پتانسیل کمتردارند، مثل NAVAL BRASS و مس (با ٤٠ میلی ولت پتانسیل درآب دریا( تولید نمایند.پتانسیل‌هائی که گفته می‌شود پتانسیل‌هائی هستند که قبل از برقراری هرگونه جریان بین دو فلز اندازه‌گیری شده‌اند و بعضی وقت‌ها آن را پتانسیل جریان بازمی‌گویند.
و...
دانلود پایان نامه خوردگی و حفاظت با تکیه بر روشهای نوین