مشخصات این فایل
عنوان: واحد مهندسی خوردگی خطوط لوله و مخابرات نفت تهران
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 54
این گزارش کارآموزی درمورد واحد مهندسی خوردگی خطوط لوله و مخابرات نفت تهران می باشد.
خلاصه آنچه در گزارش کارآموزی واحد مهندسی خوردگی خطوط لوله و مخابرات نفت تهران می خوانید :
آندها:
گرافیت، آهن و چدن پرسیلیس از متداول‌ترین آندها هستند. آندگرافیت به علت شکنندگی باید با دقت کافی مورد استفاده قرار بگیرد . نقطة اتصال کابل به آند با مواد مخصوص عایق کننده پوشانده شده و با کلاهک پلاستیکی نیز روکش داده شده‌اند تا از نفوذ رطوبت جلوگیری شود. آند گرافیت قادر به تخلیة یک آمپر در هر فوت مربع از سطح آن میباشد. یک آند گرافیت با ابعاد 3 در 60 اینچ که متداول‌ترین اندازة مورد استفاده می‌باشند، دارای شدت جریان خروجی حداکثر 4 آمپر میباشد. آند گرافیت بازای هر آمپر در سال در حدود 1 پوند مصرف میشود.
آند چدن پرسیلیس، آلیاژی است که شامل 14 تا 15 درصد سیلیسوم میباشد. اخیراً برای بهبود این آلیاژ کرم نیز به مقدار 4 درصد در آن به کار می‌رود. چدن پرسیلیس با چدن معمولی، تفاوت عمده‌ای در مصرف دارد. چدن بازای هر آمپر در سال در حدود 20 پوند مصرف میشود در حالیکه چدن پرسیلیس، با شدت بسیار کمتری مصرف میشود. در اینجا نیز مانند گرافیت نقطة اتصال آند به کابل به خوبی عایق می شود. این آندها نیز شکننده بوده و در بستری که محتوی پی پای مشتقات کربنی میباشد به کار می رود.
آندهای فولادی که امروزه با وجود آندهای چدن پرسیلیس زیاد استفاده نمی‌شود.
پی پا:
پی‌پا عبارت از موادی است که آندها را در بستر آندی در برگرفته و سه نوع مادة متداول مشتقات کربنی در این مورد به کار می‌رود.
کک حاصل از زغال سنگ ، کک حاصل از نفت ، گرافیت خرد شده.
پی پای کربنی به دو دلیل در حفرة آندی به کار می‌رود.
1- به منظور افزایش ابعاد آند و در نتیجه کاهش مقاومت حفره نسبت به زمین.
2- شراکت در مصرف به علت تخلیة جریان الکتریکی
جهت رسیدن به هدف دوم مادة پی پا که اغلب کک میباشد، در اطراف آند باید به خوبی فشرده گردد تا اتصال مستقیم کابل برقرار گردد. شدت مصرف مادة پی‌پا نباید به ازای هر آمپر، از دو پوند در سال تجاوز کند. اندازة ذرات کک باید بین 5 تا 25 میلیمتر باشد و میزان خاک آن نباید بیشتر از 10% باشد و ضرب مقاومت الکتریکی آن نباید از 50 اهم – سانتیمتر تجاوز کند.
کابل:
کابلهای به کار رفته در مدار نسبت به زمین در تمام نقاط دارای پتانسیل مثبت می‌باشند. که اگر کوچکترین صدمه‌ای بر روی عایق کابل بوجود آید، سبب میشود تا جریان از این نقطه تخلیه شده و سبب خورده شده و جدا شدن کابل از قسمتهای دیگر در این نقطه شود. لذا عایق کابلها باید از کیفیت عالی برخوردار باشند. اخیراً کابلها با پلی اتیلن پوشش داده می‌شوند که در محیطهای مختلف نتایج رضایتبخش داشته است.
اتصالات :
از نقاط بسیار حساس مدار شدت جریان اعمالی، نقاط اتصال کابل های اصلی به کابل آندها میباشد. این اتصال باید مقاومت ناچیز داشته و دارای عایقی با کیفیت بسیار مقاوم باشد.
از روشهای متداول اتصال کابلهای مسی می‌توان لحیم کاری نرم، جوشکاری با پور لحیم‌کاری سخت (نقره)، و اتصالات مکانیکی را نام برد. تعداد از این اتصالات متالوژیکی هستند که دارای مقاومت ناچیز می‌باشند. اتصالات مکانیکی اگر بخوبی انجام شوند سپس با عایق مناسبی برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و هوا پوشانده شوند، می توانند مورد استفاده قرار گیرند. کیفیت عایق این اتصالات باید با کیفیت عایق کابل اصلی برابر کند. آنچه که در این مورد اهمیت فوق العاده دارد اینست که باید توجه داشت این اتصالات باید سالها در محیط خورنده مقاومت کنند و کوچکترین منفذی برای ورود رطوبت و هوا و مواد خورنده نداشته باشند.
حال در این قسمت به طور خلاصه ، در مورد آندهای فدا شونده توضیح داده خواهد شد.
آندهای فداشونده:
منیزیم و روی از متداول ترین آندهای فنا شونده می‌باشند. هنگامی که یک خط لولة فولادی ، به یکی از این دو فلز، که در جدول سری الکتروشیمیایی ، بالاتر از آن قرار دارند، وصل شود و هر دو در یک محیط الکترولیت مشترک باشند، منیزیم یا روی که فلز فعال‌تر هستند خورده خواهند شد و بدین ترتیب خط لوله محافظت خواهد شد.
آندهای فدا شونده در مواردی به کار می‌روند که شدت جریان مورد نیاز کم بوده و ضریب مقاومت الکتریکی محیط در حدی باشد که بتوان با تعداد معدودی از آند فدا شونده احتیاجات سیستم را برطرف کرد. یا در خطوط لوله‌ای که دارای پوشش عالی می‌باشند و روش شدت جریان اعمالی برای حفاظت خط به کار رفته است، امکان دارد که نقاط جدا افتاده‌ای وجود داشته باشد که به مقدار بیشتری شدت جریان نیاز دارد. این افزایش نیاز موضعی را بکارگیری آندهای منیزیم یا روی می تواند برطرف گرداند.
نمونه‌هایی از این نقاط عبارتند از : طولهایی از لوله که در آنها پوشش به سختی صدمه دیده است، نواحی از خط لوله که در مجاورت موانع الکتریکی قرار گرفته‌اند و توزیع شدت جریان در این نقاط بخوبی انجام می‌گیرد.
برای افزایش کارایی آندهای روی و منیزیم آنها را در مخلوط شیمیایی که به عنوان پی پا به کاربرده می‌شوند قرار میدهند، با قرار دادن آندها در این پی پاها ، بازدهی شدت جریان آنها نیز افزایش می یابد. اگر خاک ناحیه با آند مستقیماً تماس داشته باشد در اینصورت خوردگی‌های موضعی به وقوع پیوسته و در سطح آند روی در مجاورت ترکیبات فسفات، کربنات و بی‌کربنات ، لایه‌های پسیو تشکیل میشود که مقاومت مدار کاتدی را به شدت افزایش میدهد. این لایه‌های پسیو، بر روی آندهای منیزیم نیز در مجاورت کربنات‌ها و بی‌کربنات ها تشکیل می گردد. اگر یونهای کلر در محیط وجود داشته باشد، باعث خوردگی منیزیم شده و بازدهی شدت جریان آنرا کاهش میدهند. پی پای شیمیایی اطراف آند، رطوبت موجود در خاک را جذب کرده و محیط اطراف آند را مرطوب نگه می‌دارد.
در سیستمهای آند فدا شوند، آند روی بیشتر در خاکهایی که ضریب مقاومت الکتریکی آنها کمتر از 1500 اهم – سانتی متر است و آند منیزیم در خاکهایی که ضریب مقاومت الکتریکی آنها بیشتر از 1500 اهم – سانتی متر باشد، به کار می‌روند.
آندهای فدا شونده که نصب می‌شوند باید تطابق اتوماتیک به افزایش شدت جریان مورد نیاز را داشته باشند. اگر پوشش لوله بنا به دلایل مختلف ضعیف گردد. شدت جریان مورد نیاز افزایش خواهد یافت.
چند نکته درباره آندهای روی و منیزیم:
1- در بسترهای آندی کوچک، آند روی طول عمر بیشتری نسبت به منیزیم دارد.
2- شدت جریان خروجی آندهای منیزیم همواره زیادتر از آندهای روی میباشد.
3- اگر شدت جریان مورد نیاز خط لوله افزایش یابد. آند منیزیم در خاکهایی با ضریب مقاومت پایین، ظرفیت بیشتری برای تولید جریان الکتریکی دارند.
4- اگر شدت جریان مورد نیاز خط لوله افزایش یابد در خاکهایی با ضریب مقاومت بالا، آندهای روی، ظرفیت بیشتری برای تولید جریان الکتریکی دارد.
5- تنظیم اتوماتیک و ظرفیت آند روی در مواقع افزایش نیاز شدت جریان بهتر از آندمنیزیم میباشد.
آندهای فداشونده را می توان هم به موازات خط لوله و یا عمود بر آن در زمین قرار دارد . فاصلة نزدیک‌ترین آندمنیزیم از خط لوله نباید کمتر از 15 فوت باشد و این فاصله را برای آند روی می توان تا 5 فوت نیز کاهش داد. ولی بهتر است فاصلة 10 فوت انتخاب گردد. در طریقة بستر افقی آندهای فداشونده باید دقت کافی در مورد شسته نشدن پی پا از اطراف آند (بویژه در آندهای از پیش بسته بندی شده) مبذول شود. در نواحی که ضریب مقاومت الکتریکی زمین مناسب بوده و حفاری به سهولت انجام می‌گیرد می‌توان آندها را در کنار خط لوله در عمق لازم دفن کرد. در این طرز نصب گرادیان پتانسیل یکنواخت تر توزیع می شود، تعمیرات فصلی رطوبت زمین تأثیر کمتری در شدت جریان خروجی خواهد داشت و کابل اتصال نیز از صدمه دیدن در اثر حفاریهایی که برای کارهای دیگر پیش می‌آید، مصون خواهد ماند.
در سیستم آند فدا شونده کابلهای اتصال نیز تحت حفاظت قرار می‌گیرند و مانند روش شدت جریان اعمالی، نقاط لخت شده در خطر خورده شدن و قطع گردیدن از بقیة مدار نیستند. در هر حال برای جلوگیری از اتلاف شدت جریان در نقاط اتصال باید آنها بخوبی عایق شوند. این نقاط به علت وجود دو فلز متفاوت (فولاد و کابل مسی) در خطر خوردگی گالوانیکی قرار دارند، پس باید با موادی که دارای مقاومت عالی نسبت به خوردگی و رطوبت هستند، پوشانده شوند. اگر کیفیت مادة عایق کننده ضعیف باشد، لوله در اطراف نقطة اتصال خورده خواهد شد.
پس از نصب بستر آندی فداشونده، شدت جریان ماکزیمم در همان ابتدا بدست نمی‌آید. پی پای خشک به آرامی رطوبت زمین را جذب مینماید و اگر زمین اطراف مرطوب نباشد، این کار روزها و شاید هفته‌ها به طول انجامد ، در این مواقع بهتر است زمین بالای حفرة آندی مرطوب گردد. ریختن مخلوط آب و پی پا در حفرة آندی هنگام نصب آند روش مناسبی نمی‌باشد، زیرا پس از چندی آب مخلوط از بین می‌رود خلل و فرج فراوان در بستر ایجاد میشود. در حالیکه اگر پی پای خشک در حفره ریخته شود و رطوبت زمین را به آرامی بعد از نصب آند جذب کند، موجب افزایش حجم پی پا شده و فشردگی پی با که آند را پوشانده است بسیار عالی میگردد.
ذکر چند نکته در مورد خوردگی:
با توجه به آنچه که قبلاً گفته شد، چنانچه لوله‌ای پوشش داشته باشد و تحت حفاظت هم قرار بگیرد، قاعدتاً نباید دیگر دچار خوردگی شود، ولی در عمل اینگونه نیست و باز در لوله ها خوردگی مشاهده میشود و همان طور که اشاره شد ، بیش از 90% این خوردگی‌ها، خوردگی‌های خارجی هستند یعنی در جدار خارجی لوله اتفاق افتاده‌اند که عوامل ایجاد این خوردگی‌ها می توانند: جدایی پوشش از لوله، صدمه دیدن و سوراخ شدن پوشش ، قطع جریان حفاظتی که میتواند به علت خرابی ترانس یا قطع هر یک از کابلها باشد و موارد دیگر باشند.
همان طور که ذکر شد لوله‌ها در زیر خاک مدفون هستند و حداقل 5/1 تا 2 متر در زیر خاک مدفون شده‌اند، پس این امکان وجود ندارد که برای تشخیص خوردگی، لوله را بازرسی چشی کنیم، پس برای تعیین خوردگی لوله‌ها و محلهای خوردگی چه باید کرد؟
برای تعیین خوردگی از وسایلی به نام پیگ هوشمند استفاده میشود که تکنولوژی آن هنوز در ایران نیامده است و تمام این پیگ رانی‌ها را در طول خطوط نفت ایران، یک شرکت آلمانی به نام روزن (Rosen) انجام داده و نتایج را به شرکت نفت اعلام کرده است.
پیگها وسایلی هستند که قطر خارجی آنها به اندازة قطر داخلی لوله بوده و از یک تلمبه خانة مشخص داخل لوله قرار داده می‌شوند و با توجه به فشار خود مواد داخل لوله، به سمت جلو حرکت می کنند و در تلمبه خانه بعدی، از لوله خارج می‌شوند. لازم به ذکر است که از قبل پیگ رانی، یک دستگاه دیگر بنام اسکرپر را که همانند همان پیگ است منتهی دارای فرچه‌های فلزی است برای تمیز کردن سطح داخلی لوله در داخل لوله قرار میدهند تا سطح داخلی لوله قبل از پیگ رانی کاملاً تمیز شود. زیرا این پیگهای هوشمند کوچکترین تغییرات در لوله نشان میدهند و محل تمام Valve ها (شیرهای بزرگی که برای بستن مسیر مواد در داخل لوله‌ها، در فواصل مشخصی بر روی لوله تعبیه شده‌اند) مگنت ها علامتهایی که به فواصل مشخص روی لوله‌ها چسبانده میشود ( با توجه به قدرت مغناطیسی که دارند بر روی لوله می‌نشینند) تا معیاری برای تعیین مکان خوردگی لوله باشند، ساعت خوردگی و . . . . را مشخص می کنند. منظور از ساعت خوردگی مکان خوردگی در لوله میباشد، که آیا خوردگی در روی لوله یا زیر آن یا سمت راست یا سمت چپ است. مثلاً وقتی ساعت خوردگی را 3:00 بر روی یک لوله تعیین می کند، یعنی اگر بر مسیر حر کت مواد در لوله قرار بگیریم بالای لوله ساعت 12 ، زیر لوله ساعت 6، راست ساعت 3 و چپ لوله ساعت 9 میباشد.
همچنین این پیگها مکان خوردگی و درصد خوردگی و نیز داخلی یا خارجی بودن خوردگی را مشخص می کنند. برای تعیین مکان خوردگی فاصلة خوردگی را از خط جوش لوله، از Valve و از مگنت (مارکرهای موجود روی لوله) مشخص می‌کنند. بدین ترتیب ، دیگر یافتن خوردگی روی لوله چندان کار مشکلی نخواهد بود. و خیلی راحت و بدون هیچ خطائی می‌توان درست به محل خوردگی روی لوله مراجعه نموده و آنرا ترمیم کرد.
برای ترمیم خوردگی، پس از یافتن محل آن ، ابتدا پوشش لوله را در آن قسمت می‌کنند، سپس قسمت خورده شده را سنگ می‌زند تا کاملاً زنگ زدگیها و خوردگی‌ها برطرف شود، سپس یک وصله از جنس خود لوله بر روی قسمت سنگ زده شده قرار میدهند و آنرا بر روی لوله جوشکاری، مواد در داخل لوله در حرکت هستند و سبب خنک شدن لوله می‌گردند و از آتش گرفتن آن جلوگیری می‌نمایند.
وصله‌ها باید به صورت بیضی شکل باشند تا بر روی لوله جوش خطی نداشته باشیم، چون جوش خطی شکننده خواهد بود و سریعاً خوردگی بر روی آن (خط جوش) اتفاق خواهد افتاد. نکتة مهم دیگر فاصلة وصله‌ها از هم میباشد که باید وصله‌ها حداقل به اندازة قطر لوله از هم فاصله داشته باشند، در غیر این صورت ساختار و خواص متالورژیکی لوله را بر هم می‌ریزیم و سبب کوتاه شدن عمر لوله می گردند. حال اگر در قسمت از لوله خوردگی آنقدر شدید باشد، که منجر به سوراخ شدن و نشتی لوله گردد، ابتدا نشتی لوله را پس از کندن پوشش آن، بند می آورند.
پس از جلوگیری کردن از نشتی لوله، آنرا آب بندی می کند، سپس همانند شکل در محل نشتی دو بازو موسوم به sleeve را قرار داده و پیچ مهرة آنرا محکم می‌بندند و پس از اتمام کار و اطمینان از اینکه دیگر لوله نشت نمی‌کند، دور تا دور این Sleave را به لوله جوش می دهند تا دیگر نشتی نداشته باشد.
پس از اتمام وصله زدن و نشتی‌گیری، دوباره لوله را پوشش می‌کنند و در خاک قرار می دهند.
در انتهای این گزارش هم اشارة مختصری به دستگاه‌ها و وسایل مورد نیاز در سیستمهای حفاظت کاتدی خواهد شد.
....
بخشی از فهرست مطالب گزارش کارآموزی واحد مهندسی خوردگی خطوط لوله و مخابرات نفت تهران
تأثیر مقاومت در شدت جریان خوردگی:
اعمال پوشش
پوششها
مقابله با خوردگی لوله عبارتند از:
۱- استفاده از پوششها
۲- حفاظت کاتدی
انواع پوششها
حفاظت کاتدی
طراحی بستر آندی
حفره‌های آندی چاهی
حفره‌های عمودی و افقی
اتصالات
آندهای فداشونده
پی پا
آندها:
کابل:
ذکر چند نکته در مورد خوردگی
چند نکته درباره آندهای روی و منیزیم
دستگاههای اندازه‌گیری
ولت مترها:
ولت‌مترهای با مقاومت زیاد
ولت مترهایی با مقاومت پایین
آمپرمترها
اندازه سنج مرکب:
دستگاه اندازه‌گیری ضریب مقاومت زمین
دانلود گزارش کارآموزی در واحد مهندسی خوردگی خطوط لوله و مخابرات نفت تهران
