یادداشتهایی از کتاب مهندسی خوردگی(فونتانا)

[*mishi* 11920]

هزینه های خوردگی

کل هزینه سالانه سیلها،گردبادها،آتش سوزیها،رعد و برقها و زمین لرزه ها کمتر از هزینه خوردگی میباشند.

طبق بررسی های انجام شده هزینه سالانه خوردگی فلزات در ایالات متحده در سال ۱۹۷۵ ،۷۰ بیلیون دلار برآورد شده است که حدود ۱۰ بیلیون دلار از هزینه فوق الذکر را میتوان با اعمال بهترین روشهای موجود مبارزه با خوردگی صرفه جویی نمود.

اگر چه خوردگی اجتناب ناپذیر است ولی هزینه آنرا بمقدار زیادی میتوان کاهش داد.مثلا یک آند ارزان قیمت منیزیم میتواند عمر تانک آب گرم خانگی را دو برابر کند.انتخاب صحیح مواد و طراحی خوب هزینه های خوردگی را کاهش میدهد.یک برنامه صحیح تعمیرات و نگهداری رنگ چندین برابر مخارجش را صرفه جویی میکند.

۲-۱ مهندسی خوردگی

مهندسی خوردگی کاربرد دانش و فن جلوگیری یا کنترل خسارات ناشی از خوردگی به روش اقتصادی و مطمئن میباشد.

یک مهندس خوردگی بایستی با اصول خوردگی و روشهای جلوگیری آن،خواص شیمیایی ،متالورژیکی،فیزیکی و مکانیکی مواد ،آزمایشات خوردگی،ماهیت محیط های خورنده، قیمت مواد اولیه،نحوه ساخت و تولید،کامپیوتر و طراحی قطعات آشنا باشد.

۳-۱ تعریف خوردگی

خوردگی را تخریب یا فاسد شدن یک ماده در اثر واکنش با محیطی که در آن قرار دارد تعریف میکنند .بطور مثال فولاد زنگ نزن ۸-۱۸ در حالت حساس شده بوسیله اسید پلی تیونیک ظرف چند ساعت بشدت خورده میشود.

۴-۱ محیطهای خورنده

عملا کلیه محیطها خورنده اند لکن قدرت خورندگی آنها متفاوت است.مثال:هوا،رطوبت،بخار و گازهای دیگر مثل کلر،آمونیاک،سولفید هیدروژن،دی اکسید گوگرد،اسیدهای معدنی مثل اسید کلریدریک،سولفوریک و نیتریک،اسیدهای آلی مثل اسید استیک و فرمیک

بطور کلی مواد معدنی خورنده تر از مواد آلی میباشند.مثلا خوردگی در صنایع نفت بیشتر در اثر کلرورسدیم،گوگرد،اسید سولفوریک و کلریدریک وآب است تا بخاطر روغن،نفت و بنزین.

درجه حرارت ها و فشارهای بالاتر معمولا باعث ایجاد شرایط خوردگی شدیدتری میگردند.

۵-۱ خسارات ناشی از خوردگی

کاربردهای مفید:۱- ماشین کاری بوسیله مواد شیمیایی (نواحی بدون روکش فلزی در معرض اسید قرار داده شده و مقدار لازم فلز اضافی در اسید حل میشود.)این روش در مواردی اقتصادی تر است که قطعات سخت بوده و بوسیله روشهای معمول بسختی ماشین کاری میشوند. ۲- آندیزه کردن آلومینیوم برای بدست آوردن ظاهر مطلوب و پوسته اکسیدی مقاوم در برابر خوردگی

● اثرات زیانبار خوردگی:

از بین بردن ظاهر،مخارج تعمیرات و نگهداری و بهره برداری،خواباندن کارخانه،آلوده شدن محصول،نشت یا از بین رفتن محصولات با ارزش،اثرات بر امنیت و قابلیت اعتماد،مسئولیت عملکرد محصول

۶-۱ طبقه بندی خوردگی

خوردگی را به روشهای مختلف طبقه بندی میکنند:

خوردگی در درجه حرارتهای بالا،خوردگی در درجه حرارتهای پایین

خوردگی مستقیم(اکسیداسیون)،خوردگی الکتروشیمیایی

خوردگی تر،خوردگی خشک

خوردگی تر در حضور یک مایع انجام میشود.(مایع شامل محلولها یا الکترولیتها)مثل خوردگی فولاد بوسیله آب.

در خوردگی خشک فاز مایع وجود ندارد(یا بالای نقطه شبنم محیط):بخارات و گازها عملا خورنده بوده و غالبا این نوع خوردگی در درجه حرارتهای بالا صورت میگیرد.مثل خوردگی فولاد بوسیله گازهای کوره.

کلر خشک در فولاد باعث خوردگی نمیشود ولی کلر مرطوب یا حل شده در آب بشدت خورنده است.عکس این مطلب در مورد تیتانیوم صحیح است.

[*mishi* 11920]

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. این مطالعات به تدوین استراتژی‌ها, قوانین، آیین­نامهها و روشهای مؤثری در زمینهٔ پیشگیری و رفع اثرات خوردگی منجر شده که تحت عنوان "مدیریت خوردگی" مورد مطالعه قرار می‌گیرند. 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:

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.

به عنوان مثال, مسالهٔ خوردگی در کشور کانادا در فاصله زمانی ۱۹۷۷ تا ۱۹۹۶، ۱۰ بار باعث نشتی خطوط لوله و ۱۲ بار باعث انفجار گردیده که از جهاتی اهمیت این موضوع را تا حدی آشکار می‌سازد. گزارشات خرابی‌های حاصل از خوردگی نشان می‌دهد که علل وقوع این پدیده عمدتاً بر اثر کوتاهی‌های مصیبت‌‌بار در لوله‌کشی‌ها و ساخت و نصب تجهیزات می‌باشد که منجر به انفجار، آتش‌گرفتن و منتشرشدن مواد سمی در محیط زیست می‌گردد. علاوه بر آن مخارجی نظیر، جایگزین‌کردن تجهیزات خورده شده، تعطیلی و خاموشی واحدها به‌دلیل جایگزینی تجهیزات خورده شده، ایجاد اختلال در فرآیندها به‌دلیل خوردگی تجهیزات و عدم خلوص محصولات فرایندی به دلیل نشت ناشی از خوردگی در اتلاف محصولات مخزن‌هایی که مورد حمله خوردگی قرار می‌گیرند، از مهمترین هزینه‌ها و زیان‌های حاصل از خوردگی می‌باشد.

ضرر سالانهٔ اثرات خوردگی در ایالات متحده و اروپا حدود ۳.۱ درصد تولید ناخالص داخلی برآورد می‌گردد که طبق آمار، خسارات خوردگی که طی ۲۲ سال گذشته در صنایع آمریکا رخ داده، چیزی حدود ۳۸۰ میلیارد دلار می‌باشد. میانگین سالانه این خسارت‌ها حدود ۱۷ میلیارد دلار است که از کل هزینهٔ سوانح طبیعی از قبیل زلزله، سیل و آتش‌سوزی در این کشور بیشتر می‌باشد.

از هزینه‌های فوق‌الذکر (۳۸۰ میلیارد دلار)، ۷ میلیارد دلار سهم لوله‌های انتقال مایعات و گازها، ۹.۴۷ میلیارد دلار هزینهٔ خوردگی در واحدهای فراورش و ۶.۸ میلیارد دلار متعلق به صنایع پالایشگاهی و مجتمع‌های گاز و پتروشیمی می‌باشد. همچنین بنابر آمار ارائه شده ۱۵ تا ۲۰ درصد از نشتی‌ها در تاسیسات صنعت نفت به‌دلیل خوردگی می‌باشد.

پژوهش‌ها نشان می‌دهد با رعایت ضوابط و اصول مربوطه می‌توان از ۷۰ درصد این خسارت‌ها جلوگیری کرد. طبق گزارش انستیتو باتل با اعمال سادهٔ دانش و تکنولوژی موجود، از یک سوم هزینه‌های خوردگی‌ صنایع جلوگیری به عمل می‌آید. نکتهٔ دیگری که غالباً مورد غفلت قرار می‌گیرد این است که خسارات غیرمستقیم خوردگی در برخی موارد به مراتب بیشتر از خسارات مستقیم آن می‌باشد. به‌عنوان نمونه، تعویض پروانهٔ پمپ سانتریفوژ نه تنها هزینه‌ای برای تعمیر خود قطعه ایجاد می‌کند، بلکه قطع جریان در فرآیند، باز و بسته‌شدن پمپ و هزینه دستمزد را نیز به‌دنبال دارد.

در کنار این خسارات، هدررفتگی و تضییع مواد و آلودگی‌های ناشی از آن که در نتیجه خوردگی به‌وجود می‌آید، باعث بروز نتایج وخیمی در رابطه با ایمنی و محیط زیست می‌گردد.

تحلیل داده‌های حاصل از ضایعات هیدروکربن‌ها نشان می‌دهد که خوردگی به لحاظ آماری دومین عامل ایجاد این هدررفتگی می‌باشد. اهمیت موارد ذکرشده به حدی است که در قوانین فدرال ایالات متحده، بر لزوم نصب و ارائه راهکارهای کنترل خوردگی به‌وسیله متصدیان خطوط لوله تاکید گردیده و عدم پیروی از این قوانین مشمول مجازات‌های مدنی و جنایی شده است. همچنین در سایر صنایع از جمله نفت، گاز و پتروشیمی نیز راهکارهای علمی، تکنولوژیکی و حقوقی جهت جلوگیری از خطرات و هزینه‌های خوردگی در دست مطالعه و تصویب می‌باشد.

پیشگویی آهنگ خرابی تجهیزات در اثر خوردگی و تخمین هزینه‌های آن عنصری نامعین است که می‌توان با استفاده از سیسستم‌های مدیریت خوردگی تا حدودی آن را کنترل نمود. مدیریت خوردگی با هدف صیانت از سرمایه، مسئولیت کنترل خوردگی و روش‌های پایش و حفاظت تاسیسات در تمامی جنبه‌ها را جهت پایداری و پویایی به‌عهده دارد و همواره از ابزار و روش‌های پیشرفته در رسیدن به این مقصود بهره می‌گیرد.

به‌وسیلهٔ مدیریت خوردگی، فرآیند‌ خوردگی از ابتدای مرحله طراحی تاسیسات تا هنگام سرویس‌دهی آنها به صورت فعال مدیریت می‌گردد. به عنوان مثال یک مهندس طراح، از طریق این مدیریت از اطلاعات لازم در زمینهٔ خوردگی برخوردار می‌گردد تا سازه‌هایی را با عمر مفید و طولانی طراحی نماید یا با استفاده از اطلاعات به‌دست آمده از خوردگی‌های رخ‌داده در طراحی‌های پیشین، مراحل بعدی کار را اصلاح کند.

مدیریت خوردگی به ارائه استراتژی‌های پیش‌گیرانه و برداشتن گام‌های راهبردی در دو حوزهٔ فنی و غیرفنی می‌پردازد. سر فصل­هایی که در حوزه‌های غیر فنی به عنوان استراتژی‌های پیش‌گیرانه دنبال میشود به شرح زیر می‌باشد:

۱) افزایش آگاهی از هزینه‌های هنگفت‌ خوردگی و صرفه‌جویی در این هزینه‌ها موجب به‌کارگیری صحیح فناوری‌های موجود و کاهش هزینه‌ها می‌گردد. از اینرو, بسیاری از مشکلات خوردگی در نتیجه فقدان آگاهی از مدیریت خوردگی و مسئولیت‌پذیری اشخاص در تبادل عملیات، بازرسی، تعمیر و نگهداشت سیستم مهندسی می‌باشد.

۲) تغییر خط مشی‌ها، آیین‌نامه‌ها، استانداردها و شیوه‌های مدیریتی جهت کاهش هزینه‌های خوردگی به واسطه مدیریت صحیح خوردگی که به کنترل مؤثر آن می‌انجامد و باعث اجرای ایمن‌تر و قابل اعتما‌دتر عملیات و افزایش عمر مفید تاسیسات و تجهیزات می‌شود.

۳) اصلاح و تعمیم آموزش کارکنان جهت معرفی و بازشناسی کنترل خوردگی که مستلزم وارد نمودن واحدهای درسی پیشگیری و کنترل خوردگی در برنامه‌های تحصیلی و مدیریتی می‌باشد.

۴) تغییر و اصلاح کژاندیشی و باور غلط تسلیم‌پذیری در مقابل خوردگی و اتخاذ تصمیم‌های جدید در راستای جلوگیری از این پدیده.

▪ همچنین استراتژی‌های پیش‌گیرانه در حوزه‌های فنی نیز از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشند، برخی از این استراتژی‌ها بدین ترتیب می‌باشد:

۱) ارتقای روش‌های طراحی و استفاده از روش‌های طراحی پیشرفته به منظور مدیریت بهتر خوردگی که مانع از بروز هزینه‌های خوردگی قابل اجتناب می‌گردد. برای تحقق این راهبرد لازم است روش‌های طراحی تغییر کند و بهترین فناوری‌های خوردگی در دسترس طراحان قرار گیرد. میزان عملکرد خوردگی نیز در معیار طراحی وارد شده و هزینه طول عمر تجهیزات تجزیه و تحلیل ‌گردد.

۲) ارتقای روش‌های پیش‌بینی عمر تجهیزات و ارزیابی عملکرد آنها از طریق آشنایی با فناوری‌های خوردگی جدید.

۳) بهبود فناوری‌های خوردگی‌ از طریق تحقیق و توسعه.

می‌توان با استفاده از مدیریت خوردگی و بهکارگیری روش‌های علمی و دستاوردهای جدید تکنولوژی، خوردگی را در بسیاری از صنایع کشور کنترل نمود. این امر مستلزم ایجاد آگاهی و عزم جدی برای پیش‌گیری و کنترل خوردگی در میان مدیران و کارشناسان می‌باشد.

 

● نتیجه:

با توجه به گستردگی و شرایط خاص جغرافیایی منطقه‌ای که بخش اعظم تاسیسات نفت و گاز کشور در آن قرار دارد، مسئله خوردگی در صنعت نفت ایران از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد. اعمال درست و دقیق مدیریت خوردگی و استفاده از تکنولوژی‌های جدید در این حوزه می‌تواند از بروز سالانه میلیون‌ها دلار خسارت به این مراکز جلوگیری کند.

اهمیت مسئله خوردگی در صنعت نفت جنبه دیگری نیز دارد؛ تاسیسات نفتی، گازی و پتروشیمیایی کشور در حال توسعه است و لحاظ قواعد مدیریت خوردگی در طراحی و ساخت کارخانجات و تجهیزات مورد استفاده می‌تواند از بروز خسارات هنگفتی در آینده جلوگیری کند.

با وجود اهمیت این مسئله، به نظر می‌رسد قواعد و قوانین مدیریت خوردگی و استفاده از تکنولوژی‌های روز جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی هنوز جای خود را در فعالیت‌های اجرایی به شایستگی باز نکرده است و مورد اهتمام جدی قرار نمی‌گیرد. بررسی ابعاد این موضوع و اهمیت آن یکی از اقدامات اساسی برای گشودن جایگاه شایسته این پدیده در برنامه‌ریزی فعالیت‌های اجرایی است. شناخت اهمیت این مسئله و استراتژی بنگاههای توسعهیافته در این زمینه، میتواند سرفصلی برای حرکت در مسیر رشد تکنولوژی و دانشمدیریت خوردگی باشد.