عنوان پایان‌نامه
بررسی پارمترهای محیطی موثر بر خوردگی شیرین CO روی فولاد کربنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42855;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 772
- تاریخ دفاع
- ۱۲ مهر ۱۳۸۸
- دانشجو
- صابر ممقانی
- استاد راهنما
- سعیدرضا الله کرم
- چکیده
- چکیده خوردگی ناشی از CO2 که به «خوردگی شیرین» معروف است از جمله مهمترین مشکلات موجود در صنایع نفت و گاز می‌باشد که منجر به خسارات جبران¬ناپذیری بخصوص درخطوط لوله های انتقال می‌شود. جنس این خطوط عمومأ از فولادهای کربنی و کم آلیاژی است. تحت شرایط خاصی یک محصول خوردگی بنام کربنات آهن (FeCO3) می‌تواند بر روی فلز خورده شده به عنوان یک لایه رسوب کند. این لایه می‌تواند به عنوان یک فیلم محافظ در برابر واکنش¬های خوردگی CO2 عمل کند و نرخ خوردگی را کاهش دهد. فراهم ساختن حفاظت از خوردگی به خواص مورفولوژیکی فیلم محافظ وابسته است. در این تحقیق اثر تغییرات دما و pH بر خواص ساختاری و مورفولوژیکی لایه¬ی بوجود آمده توسط خوردگی شیرین بر روی فولاد کربنی API-5L-X70، بررسی شده است. به این منظور سل آزمایش خاصی طراحی و ساخته شد که در آن امکان تزریق گاز CO2 و انجام آزمایش¬های الکتروشیمیایی در شرایط کنترل شده¬ی دما و pH برقرار شود. آزمایش¬ها در محلول آبی با 3% وزنی NaCl در دمای°C 85-55 و 5/6-5/5=pH ،¬¬به مدت 72 ساعت انجام شدند. جهت بررسی مورفولوژی، آنالیز عنصری و آنالیز فازی فیلم تشکیل شده بر روی نمونه¬ها از دستگاه SEM مجهز به EDS و دستگاه آنالیزXRD استفاده شد. همچنین جهت بررسی سرعت خوردگی ، آزمون الکتروشیمیایی پلاریزاسیون تافلی روی نمونه¬ها انجام گرفت. نتایج حاصل نشان می¬دهد که در دمای °C 55 در هیچ pH ای لایه¬ی حاصل از خوردگی مشاهده نشد. با افزایش دما به °C 65، لایه¬ی کربنات آهن به صورت یک لایه¬ی پراکنده در کلیه¬ی pH ها بر روی سطح فولاد مشاهده شد. در این دما با افزایش pH بر تراکم این لایه افزوده شد. در دماهای 75 و °C 85 لایه¬ای کاملاً متراکم و فشرده در کلیه pH ها مشاهده گردید که در هر دو دما 5/6 =pH بیشترین تراکم و ضخامت را داشت. با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق مشاهده شد که دمای °C 85 و 5/6 = pH مناسب¬ترین شرایط را جهت تشکیل یک لایه‌ی متراکم و ضخیم، با اندازه دانه‌های یکنواخت که منجر به خواص حفاظتی بهتر این لایه در مقابل خوردگی CO2 می‌شود، فراهم می‌‌کند. واژه های کلیدی: خوردگی CO2، لایه¬ی کربنات آهن، مورفولوژی، فولاد کربنی، آنالیز فازی، پلاریزاسیون تافل
- Abstract
- Abstract CO2 corrosion (sweet corrosion) is one of the most important problems in the oil and gas industries which cause many failures in the pipelines and equipments. These pipes are made from low alloy carbon steels. Under special circumstances Iron carbonate (FeCO3) can precipitate as a layer on the steel surface. This layer can be protective and decrease the rate of corrosion. The morphology has a strong effect on the protective properties of this layer. In this study the effect of altering temperature and pH on morphological characteristic of formed layer during sweet corrosion on API-5LX70 carbon steel were investigated. For this purpose, a special cell was designed and constructed which able us to purge CO2 and perform electrochemical tests in controlled temperature and pH conditions. The experiments were carried out in aqueous solution with 3%wt NaCl in the temperature range of 55-85 °C and pH=5.5-6.5 for 72 hrs. The phase analysis and morphological studies of corrosion product layer were investigated with the aid of XRD and SEM which equipped with EDS, respectively. For investigating the corrosion rate, electrochemical polarization Tafel tests were performed on the specimens. The results showed that at temperature of 55°C, the corrosion product layer was not observed at all pHs. With increasing the temperature to 65 °C, the Iron Carbonate layer was formed in patches at all pHs on the steel surface but as a non-compact layer. Raising the pH increased the density of the layer at 65 °C. At temperatures of 75 and 85 °C, a dense and compact layer was formed at all pHs. The most compactness and thickness of the film was obtained at pH of 6.5 at both temperatures. It was also observed that the thickness of FeCO3 layer increased with increasing the temperature. Therefore, it can be concluded that the temperature of 85°C and pH=6.5 are the best conditions for forming a dense and thick protective layer of Iron Carbonate. Keywords: CO2 corrosion; Iron Carbonate layer; Morphology; Carbon steel; Phase analysis; Tafel polarization
