بررسی نقش تغییرات سرعت سیال و pH در مدل محاسبه حداکثر نرخ خوردگی ناشی از گاز دی اکسید کربن در خطوط لوله نفت و گاز

خوردگی لوله های فولادی انتقال نفت و گاز در اثر حضور گاز دی اکسید کربن و آب یکی از مشکلات مهم در خطوط لوله انتقال نفت و گاز است . از آنجاییکه استفاده از آلیاژهای مقاوم به خوردگی در خطوط لوله بزرگ و طولانی عملاً امکان پذیر نیست، به نظر می رسد تنها راهکار فعلی استفاده از فولاد کربنی و کنترل خوردگی با استفاده از افزودنیهای شیمیایی باشد . از اینرو مدلسازی خوردگی فولاد ساده کربنی در محلولهای آبی حاوی گاز دی اکسید کربن می تواند بعنوان ابزاری برای پیش بینی خوردگی در چنین سیستمهایی مورد استفاده قرار گیرد . در این تحقیق، مدلی برای پیش بینی حداکثر نرخ خوردگی فولاد ساده کربنی در محلولهای آبی حاوی گاز دی اکسید کربن ارائه شده است . برای تعیین نرخ خوردگی، جریانهای الکتروشیمیایی بر روی سطح فولاد تعیین می شوند . برای این منظور غلظت گونه های شیمیایی بر روی سطح فولاد با استفاده از حل معادلات انتقال جرم با روش تفاضلات محدود تعیین می شوند . کارائی مدل ارائه شده با انجام آزمایشهای الکتروشیمیایی با استفاده از الکترود دوار مورد ارزیابی قرار گرفت . این مدل توانایی پیش بینی نرخ خوردگی و چگونگی تغییرات غلظت گونه های مختلف مانند یون هیدروژن را در لایه مرزی انتقال جرم داراست . در انتها تأثیر پارامترهایی مانند سرعت سیال و pH محلول بر نرخ خوردگی مورد بررسی قرار گرفت . نتایج مدلسازی نشان داد که با افزایش pH محلول، نرخ خوردگی کاهش می یابد . در غلظتهای کم یون هیدروژن، واکنش احیای آن توسط پدیده انتقال بار کنترل می گردد در حالیکه با افزایش غلظت یون هیدروژن، پدیده نفوذ نیز تأثیر گذار می گردد . افزایش سرعت سیال باعث افزایش انتقال جرم و در نتیجه افزایش نرخ خوردگی می گردد . البته تأثیر سرعت سیال بر نرخ خوردگی بیشتر در غلظتهای بالای یون هیدروژن محسوس است . با توجه به نتایج ارزیابیهای انجام گرفته ، مدل ارائه شده ابزار مناسبی برای پیش بینی حداکثر نرخ خوردگی فولادهای ساده کربنی در لوله های انتقال نفت و گاز می باشد

کلیدواژه ها:

خوردگی ناشی از دی اکسید کربن ، فولاد کربنی ، مدلسازی ، محلولهای آبی