فارسی 
Corrosion mechanisms of hydrogen sulfide
خوردگی سولفيد هيدروژن
سولفید هیدروژن در محدوده دماها و فشارهای مورد استفاده در سيستم های بهره برداری نفت و گاز، گازی تقريباً پايدار است، اگرچه در حضور اكسيد كننده های قوی همچون O2 و + Fe3 می تواند به گوگرد عنصری تبديل گردد كه معمولاً اين پديده در خطوط لوله گاز با فشار بالا و يا تأسيسات ذخيره اتفاق می افتد. سولفيد هيدروژن در غلظت های بالاتر از 80 درصد نيز در برخی از مخازن نفت و گاز ديده می شود. اين گاز، اسیدی است و به آسانی در آب، در دماها و فشارهای توليدی مختلف حل شده، محلولهای الكتروليتی اسيدی كه خورندگی بالايی را برای فلزات و آلياژها به همراه دارند، تشکیل خواهد داد. خوردگی ناشی از گاز سولفيد هيدروژن اساساً ماهيت الكتروشيميايی دارد.
خوردگی فولاد توسط سولفید هیدروژن(H2S)
واکنش بين گاز سولفید هيدروژن و آهن باعث به وجود آمدن فيلم سیاه رنگ سولفید آهن می گردد. ميزان فيلم تشكیل شده، نقش بسیار موثری در تعیین سرعت خوردگی دارد. در pH بين 3 تا 5، اين فیلم محافظ است و در pH كمتر از 2، اين لايه حل می گردد. افزايش غلظت H2H2S ، در تشکیل فيلم موثر است. اگر S به عنوان تنها عامل خورنده در محیط در کنار آب قرار گیرد، فرآیند خوردگی می تواند در اشکال مختلفی همچون تاول های ریز هیدروژنی یا خوردگی حفره ای و یا ترک دار شدن ظاهر گردد. هنگامی که فولاد در تماس با آب حاوی H2S قرار می گيرد، خورده شده و در سطح آن، هيدروژن توليد می شود. خوردگی فولاد در محيط ترش مطابق با شکل زیر رخ می دهد.
سولفید هیدروژن از ترکیب اتم های هيدروژن و تشکیل هیدروژن مولكولی جلوگيری می کند و موجب جذب اتم های هیدروژن به درون فولاد می شود. در دماهای پایین (T> 200 درجه سانتیگراد)، این اتم ها می توانند در عيوب موجود در ساختارهای فلزی تجمع يابند. تخریب های ناشی از هیدروژن مرطوب شامل تاول هيدروژنی و ترک های ناشی از H2S است.
تاول های هیدروژنی
در صورت وجود ناخالصی های سولفيد منگنز، اتم هیدروژن می تواند در فولاد نفوذ كرده و با تجمع در پشت ناخالصی ها، تشکیل مولكول هیدروژن دهد. با ادامه توليد هیدروژن مولكولی، تاول هيدروژنی توليد می شود. تاول ها معمولاً موازی سطح و در یک سوم ضخامت دیواره و نزديک سطح در معرض سیال فرایندی قرار دارند. تاول های هيدروژنی نزديک سطح در فولادهای با استحکام پایین معمولاً به صورت بادكردگی سطحی قابل مشاهده هستند(شكل زیر).
انواع ترک ناشی از خوردگی سولفید هیدروژن
ترک های خوردگی ناشی از گاز سولفید هیدروژن در 3 نوع، ترک های تنشی سولفیدی (SSC)، ترک های القايی هيدروژن (HIC) و ترکیب اين دو نوع يعنی، ترک های تنشی القايی هيدروژن در جهت مشخص (SOHIC) رخ می دهد(شكل زیر).
.
ترک های تنشی سولفیدی(SSC)
ترک های تنشی سولفيدی (SSC) ، در نتيجه ترکیب تنش های کششی باقيمانده يا H2 اعمالی و خوردگی در حضور آب و S رخ می دهد. اين نوع ترکیب ها به دلیل تُردی فلز، كه ناشی از نفوذ هیدروژن های اتمی توليد شده در طی فرآيند خوردگی است، به وجود می آيد .
ترک های القايی هيدروژن(HIC)
اتم هاي هيدروژن توليد شده در واكنش خوردگی كه به داخل فلز نفوذ كرده اند، هنگامی كه به یک عيب ساختاری و يا حفره می رسند، در آن قسمت تجمع يافته و تشکیل هیدروژن مولکولی می دهند. در این حالت، فشار در نقطه تجمع بالا می رود. با افزايش فشار، تنش در اين نقاط زياد شده و ترك به وجود می آيد كه به اين ترک ها، ترک های القايی هيدروژن(HIC) می گويند.
ترک های ترکیبی(SOHIC)
ترک های SOHIC ترکیبی از HIC و SSC هستند که به صورت ترک های كوچكی تقریبا عمود بر تنش (اعمالی يا باقيمانده) بوده و پلكانی شکل هستند. اين ترک ها در فلز پایه نزديک (منطقه متأثر از حرارت – قسمتی از فلز جوش است كه در آن اگرچه فلز پايه ذوب نشده است اما ساختار و دانه بندی آن در اثر حرارت ناشی از جوشكاری تغییر يافته است) و يا در خود HAZ اتفاق می افتد.
منبع: مديريت خوردگی ناشی از گاز سولفيد هيدروژن در صنايع نفت و گاز. هادی ابراهیم فتح آبادی. ماهنامه علمی - ترویجی اکتشاف و تولید نفت و گاز/ شماره 109 / بهمن ماه 1392
share :
Related Articles
Corrosion process
Corrosion of metals is the process in which metals reach their original oxidation numbers. In fact, corrosion of metals is an oxidation-reduction reaction in which the metal is oxidized by its surroundings. Typically, oxygen from the air acts as the oxidant in these processes.
Copper anti-corrosion
Copper anti-corrosion is an extremely effective product that ensures the health and longevity of the system, given the use of copper in various industries.
Corrosion engineering (general factors affecting damage caused by corrosion)
The impact of various factors on corrosion damage are: 1_ Design, material selection and process 2_ Lack of necessary instructions 3_ Human error 4_ Poor inspection 5_ Poor layout, installation and coordination 6_ Failure to anticipate unwanted events 7_ Other cases
Corrosion engineering (damages and costs due to corrosion)
Investing in corrosion control is a form of profitability. Ignoring corrosion problems in any industrial and manufacturing unit leads to hidden costs that are impossible to avoid. The first step in corrosion economics is to choose an appropriate method to minimize corrosion costs. These costs can include: production and equipment costs, loss of valuable products, undesirable product appearance, environmental costs, and so on.
Corrosion management
Corrosion management is an action to organize corrosion activities and its control methods that has gained a special place in various industries in recent years. With the increasing development of corrosion prevention technologies, the selection of appropriate methods for corrosion control in a specific unit, the need to implement a comprehensive and well-written program called corrosion management, seems essential. Corrosion management is a set of methods and solutions that are applied in a system to prevent corrosion in order to optimize corrosion control methods economically.
What is corrosion?
The gradual reduction (decomposition) of metals due to chemical and electrochemical interactions is called corrosion, which causes significant financial losses to industries every year. For example, in water systems, various types of corrosion are defined as an electrochemical process.
Ways to prevent corrosion
Any process that delays corrosion is called corrosion inhibition (prevention of corrosion). In general, corrosion inhibition means reducing the rate of oxidation of a metal or adding a chemical compound that will be in contact with the solution in the system. The corrosion inhibitor may be added in liquid, vapor, or both. Specifically, a corrosion inhibitor is a chemical compound that is added to the liquid phase in such a way that it affects the metal surface.
Sedimentation and corrosion in refinery and petrochemical water systems
Just as living organisms cannot survive without water, oil refineries and petrochemical plants cannot function without water. Water is used in water cooling systems, to provide steam and fire extinguishing systems. Petroleum products and fuels produced after distillation and various catalytic and cracking processes must be cooled. Water is the best fluid for this.
Submit your opinion
Your email address will not be published.