چگونه مواد شیمیایی نفتی بر استیل تأثیر می‌گذارند؟

ورق استیل به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و طول عمر طولانی، یکی از مواد اصلی مورد استفاده در صنایع نفت و گاز است. با این حال، وجود مواد شیمیایی نفتی مانند هیدروکربن‌ها، گوگرد و کلریدها می‌تواند تاثیرات مخربی بر روی استیل داشته باشد و باعث کاهش عمر مفید تجهیزات ساخته شده از این ماده شود.

در صنایع نفت و گاز، ورق‌های استیل برای ساخت مخازن ذخیره‌سازی، خطوط لوله و تجهیزات پالایشگاهی به کار می‌روند. این تجهیزات به دلیل تماس مستقیم با مواد نفتی و شیمیایی، به طور مداوم تحت حمله عوامل خورنده قرار دارند. مواد شیمیایی موجود در نفت می‌توانند باعث خوردگی، تضعیف استحکام و در نهایت خرابی تجهیزات شوند. از این رو، آشنایی با نحوه تاثیر این مواد بر روی استیل و استفاده از گریدهای مناسب استیل برای مقاومت در برابر این عوامل، اهمیت زیادی دارد.

این مقاله به بررسی دقیق تأثیر مواد شیمیایی نفتی بر استیل پرداخته و به شما کمک می‌کند تا با چالش‌های مرتبط با استفاده از استیل در محیط‌های نفتی و راهکارهای کاهش این تأثیرات آشنا شوید.

 

مواد شیمیایی نفتی

نفت خام و محصولات نفتی حاوی مواد شیمیایی متنوعی هستند که هر کدام به نوعی می‌توانند بر سطح استیل تأثیر بگذارند. این مواد شامل هیدروکربن‌ها، گوگرد، کلریدها و ترکیبات اسیدی هستند. هر یک از این مواد می‌تواند باعث ایجاد خوردگی یا تخریب سطحی در تجهیزات استیلی شود که با آنها تماس دارند.

1. هیدروکربن‌ها

هیدروکربن‌ها که بخش اصلی ترکیبات نفتی را تشکیل می‌دهند، شامل اتان، پروپان، بوتان و ترکیبات آروماتیک هستند. در دماهای بالا، این مواد می‌توانند واکنش‌هایی با فلزات انجام دهند که منجر به اکسیداسیون و خوردگی سطحی شود. همچنین در شرایط خاص، هیدروکربن‌ها ممکن است به تشکیل لایه‌های کربنی روی سطح استیل منجر شوند که باعث کاهش انتقال حرارت و عملکرد تجهیزات می‌شود.

2. ترکیبات گوگردی

گوگرد و ترکیبات آن مانند سولفید هیدروژن (H2S) از جمله مواد بسیار خورنده‌ای هستند که در نفت خام و محصولات نفتی وجود دارند. این ترکیبات به ویژه در دماهای بالا می‌توانند با استیل واکنش داده و باعث ایجاد خوردگی سولفیدی شوند. خوردگی سولفیدی یکی از مهم‌ترین عواملی است که باعث کاهش عمر مفید تجهیزات استیلی در صنایع نفت و گاز می‌شود.

3. کلریدها

کلریدها، به خصوص در محیط‌های دریایی یا نزدیک سواحل، یک عامل خورنده بسیار قوی برای استیل هستند. این مواد می‌توانند باعث ایجاد خوردگی حفره‌ای در استیل شوند و به سرعت سطح استیل را تخریب کنند. خوردگی حفره‌ای به ویژه در استیل‌های ضد زنگ مانند گرید 304 که فاقد مولیبدن هستند، به سرعت اتفاق می‌افتد.

4. ترکیبات اسیدی

نفت خام و برخی محصولات پالایشی ممکن است حاوی ترکیبات اسیدی مانند اسیدهای آلی و اسیدهای معدنی باشند. این ترکیبات می‌توانند با استیل واکنش داده و باعث ایجاد خوردگی اسیدی شوند. به عنوان مثال، اسید سولفوریک و اسید کلریدریک از جمله اسیدهایی هستند که می‌توانند به سرعت سطح استیل را تخریب کنند و منجر به تخریب شیمیایی در تجهیزات صنعتی شوند.

انواع خوردگی استیل در مواجهه با مواد شیمیایی نفتی

خوردگی استیل در اثر تماس با مواد شیمیایی نفتی می‌تواند به شکل‌های مختلفی رخ دهد. بسته به نوع ترکیب شیمیایی و شرایط محیطی، ورق‌های استیل ممکن است دچار خوردگی عمومی، خوردگی حفره‌ای یا خوردگی بین دانه‌ای شوند. در ادامه به بررسی انواع مختلف خوردگی استیل در مواجهه با مواد شیمیایی نفتی می‌پردازیم.

1. خوردگی عمومی

خوردگی عمومی زمانی رخ می‌دهد که سطح استیل به طور یکسان تحت تاثیر عوامل خورنده قرار گیرد. این نوع خوردگی معمولاً در نتیجه تماس طولانی‌مدت استیل با اسیدهای نفتی یا سولفید هیدروژن ایجاد می‌شود. خوردگی عمومی به تدریج باعث نازک شدن سطح استیل و در نهایت شکست قطعه می‌شود.

2. خوردگی حفره‌ای

خوردگی حفره‌ای یکی از خطرناک‌ترین انواع خوردگی در استیل است که در اثر وجود کلریدها ایجاد می‌شود. در این نوع خوردگی، حفره‌های کوچکی روی سطح استیل به وجود می‌آیند که به تدریج عمق پیدا کرده و می‌توانند منجر به ترک‌خوردگی یا سوراخ شدن سطح شوند. این نوع خوردگی به خصوص در مناطق ساحلی و محیط‌های مرطوب که میزان کلریدها بالاست، شایع است.

3. خوردگی بین دانه‌ای

خوردگی بین دانه‌ای زمانی اتفاق می‌افتد که مرزهای دانه‌های فلزی در استیل تحت تاثیر عوامل خورنده قرار می‌گیرند. این نوع خوردگی معمولاً در اثر گرمایش طولانی‌مدت استیل در دماهای بالا و سپس سرد شدن سریع رخ می‌دهد. خوردگی بین دانه‌ای می‌تواند باعث تضعیف ساختار فلزی استیل شود و در نهایت به شکست قطعه منجر شود.

4. خوردگی سولفیدی

خوردگی سولفیدی در نتیجه واکنش گوگرد و ترکیبات آن با استیل اتفاق می‌افتد. این نوع خوردگی در دمای بالا به شدت افزایش می‌یابد و باعث تخریب سریع تجهیزات استیلی می‌شود. خوردگی سولفیدی به ویژه در مخازن ذخیره‌سازی و لوله‌های نفتی که در معرض سولفید هیدروژن قرار دارند، شایع است.

راهکارهای مقابله با تأثیر مواد شیمیایی نفتی بر استیل

برای مقابله با اثرات مخرب مواد شیمیایی نفتی بر استیل، باید از روش‌های پیشگیرانه و راهکارهای مهندسی استفاده کرد. این راهکارها به حفظ سلامت تجهیزات استیلی و افزایش طول عمر مفید آنها کمک می‌کنند. در ادامه به برخی از راهکارهای کلیدی اشاره می‌کنیم.

1. انتخاب گرید مناسب استیل

یکی از بهترین راهکارها برای مقابله با خوردگی و تخریب سطحی استیل در برابر مواد شیمیایی نفتی، انتخاب گرید مناسب استیل است. استیل ضد زنگ در گریدهای مختلفی تولید می‌شود که هر کدام برای شرایط خاص محیطی طراحی شده‌اند. برای مثال:

• استیل 316 که حاوی مولیبدن است، مقاومت بالایی در برابر خوردگی حفره‌ای دارد و برای محیط‌های مرطوب و حاوی کلریدها مناسب است.
• استیل دوپلکس به دلیل ساختار آستنیتی و فریتی خود، دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی سولفیدی است و در محیط‌های گوگردی به کار می‌رود.

2. استفاده از پوشش‌های محافظ

برای افزایش مقاومت استیل در برابر مواد خورنده نفتی، می‌توان از پوشش‌های محافظ مانند پوشش‌های پودری، پوشش‌های اپوکسی و پوشش‌های سرامیکی استفاده کرد. این پوشش‌ها به عنوان یک لایه محافظ عمل کرده و از تماس مستقیم مواد شیمیایی با سطح استیل جلوگیری می‌کنند.

3. کنترل شرایط عملیاتی

یکی از راه‌های مهم برای کاهش خوردگی استیل در محیط‌های نفتی، کنترل شرایط عملیاتی است. کاهش دمای عملیاتی و پایین آوردن میزان گوگرد و کلریدها در فرآیندهای پالایشی، می‌تواند به کاهش تأثیرات مخرب مواد شیمیایی بر روی استیل کمک کند. همچنین، نظارت مداوم بر کیفیت نفت خام و محصولات پالایشی می‌تواند به کاهش میزان خوردگی کمک کند.

4. استفاده از روش‌های کاتدی

حفاظت کاتدی یکی دیگر از روش‌های موثر برای مقابله با خوردگی در استیل است. در این روش، از الکترودهای کاتدی برای جلوگیری از اکسیداسیون و خوردگی سطحی استفاده می‌شود. این روش به ویژه در خطوط لوله زیرزمینی و تجهیزات ذخیره‌سازی که به طور مداوم با عوامل خورنده در تماس هستند، به کار می‌رود.

5. بازرسی و نگهداری منظم

برای جلوگیری از خرابی تجهیزات استیلی در اثر خوردگی و تخریب شیمیایی، لازم است که بازرسی‌های منظم و نگهداری پیشگیرانه انجام شود. این کار به تشخیص زودهنگام علائم خوردگی و رفع مشکلات قبل از خرابی کامل کمک می‌کند و از هزینه‌های سنگین تعمیرات جلوگیری می‌کند.

گریدهای مناسب استیل برای مقابله با مواد شیمیایی نفتی

استفاده از گریدهای خاص استیل می‌تواند به مقاومت بیشتر تجهیزات در برابر مواد شیمیایی نفتی کمک کند. در ادامه به برخی از گریدهای استیل ضد زنگ که برای استفاده در محیط‌های نفتی مناسب هستند، اشاره می‌کنیم.

1. استیل 316

استیل 316 یکی از بهترین گریدهای استیل ضد زنگ برای محیط‌های حاوی کلریدها و مواد خورنده است. این گرید استیل به دلیل وجود مولیبدن دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی حفره‌ای است و در مخازن ذخیره‌سازی و خطوط لوله که با آب شور و کلریدها در تماس هستند، به کار می‌رود.

2. استیل دوپلکس

استیل دوپلکس به دلیل ترکیب ساختار فریتی و آستنیتی، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی سولفیدی و خوردگی کلریدی دارد. این گرید استیل معمولاً در محیط‌های گوگردی و نفت خام که حاوی سولفید هیدروژن هستند، استفاده می‌شود.

3. استیل 904L

استیل 904L یک گرید ویژه از استیل ضد زنگ است که به دلیل وجود نیکل و مولیبدن بالا، دارای مقاومت عالی در برابر اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک و اسید کلریدریک است. این گرید استیل معمولاً در پالایشگاه‌های نفت و تجهیزات شیمیایی که با اسیدهای قوی در تماس هستند، به کار می‌رود.