حفاظت کاتدیک در خطوط انتقال نفت و گاز

کد محصول SH50

تعداد صفحات: 140 صفحه فایل WORD

قیمت: 15000 تومان

فهرست مطالب

چکیده  1

فصل اول – كلیات

مقدمه    2

1-1-  بیان مساله :           4

1-2- ضرورت تحقیق:    5

   1-2-1-اجرای عملی حفاظت کاتدی     5

فصل دوم – ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1- تاریخچه   7

   2-1-1- گذری اجمالی بر تاریخچه خوردگی و حفاظت کاتدیک در جهان           7

   2-1-2- قرن نوزدهم   7

2-1-3- تاریخچه خوردگی در ایران        13

فصل سوم –روش اجرای تحقیق

3-1- اندازه گيري مقاومت ويژه ،PH و ارزيابي فعاليتهاي ميكروبيولوژيكي خاك     15

3-2- اندازه گيري مقاومت ويژه الكتريكي خاك   15

3-3- روشهاي اندازه گيري         15

3-3-1- روش ونر          15

3-3-2-روش استفاده از جعبه نمونه خاك 17

3-4- ملاحظات لازم در مورد اندازه گيري مقاومت ويژه خاك       18

3-5- اندازه گيري PH خاك     21

3-6- ارزيابي فعاليتهاي ميكروبيولوژيكي در خاك 21

3-7- پي پا ( پشت بند)   22

3-7-1- كك هاي مختص بسترهاي سطحي ( افقي يا عمودي )       23

3-7-1-1- نوع اول: كك زغال سنگي     23

3-7-1-2- نوع دوم : كك نفتي كلسينه    24

3-7-2-  كك مختص بسترهاي چاهي زغالي        25

3-8- نحوه اجراي انواع بسترهاي آندي     26

3-8-1- بسترهاي تزريق جرياني  26

3-8-2- مزايا و معايب بسترهاي تزريق جرياني بطور كلي   29

3-8-3- مزايا و معايب بسترهاي چاهي و مقايسه آنها با بسترهاي سطحي       37

3-8-4- طريقه نصب آندهاي كابلي به طور كلي    38

3-9- بسترهاي گالوانيكي            42

3-9-1-مزایا  ومعايب بسترهاي آندي گالوانيكي    46

3-10- آشنايي با آندهاي مورد مصرف     47

3-10-1-آند سيليكان     47

3-10-2- آند منيزيم       50

3-10-3-آند روي          54

3-10-4- آند كابلي       56

3-10-5- آندهاي تيتانيوم با پوشش اكسيدي         59

3-11- طرح بهينه ايستگاه حفاظت کاتديك          61

3-12- تعيين حداقل جريان مورد نياز براي حفاظت 67

3-12-1- روش اول: چنانچه شبكه و يا خط لوله قبلاً اجراشده باشد  67

3-12-2- روش دوم : چنانچه شبكه و يا خط لوله اجرا نشده باشد به ترتيب زير عمل مي نماييم           73

3-12-3- روش سوم : روش استفاده از منحني هاي  تضعيف براي تعيين حداقل جريان مورد نياز و برد ايستگاه كاتديك 75

3-12-4- روش چهارم: روش محاسباتي شيب پتانسيل ( ثابت تضعيف) براي تعيين حداقل جريان         79

3-13- محاسبات لازم در مورد  طراحي بسترهاي اندي تزريق جرياني          83

3-13-1- بسترهاي تزريق جرياني            85

3-13-1-1- اولين روش : براي خطوط لوله           86

3-13-1-2- روش دوم: برای خطوط لوله و شبکه   94

3-13-1-3- روش سوم : برای خطوط لوله و شبکه 111

3-13-1-4- روش چهارم : محاسبه  و طراحي آندهاي كابلي تزريق جرياني براي خطوط لوله 117

3-13-1-5- روش پنجم:طراحی و محاسبه بسترهای آندی تیتانیم برای خطوط لوله و شبکه     122

منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..140

چکیده

حفاظت کاتدی اولین بار توسط همفری دیوی ، در سال۱۸۲۴ میلادی، در شهر لندن و در میان سلسله مقالاتی که ایشان به انجمن سلطنتی ارائه می‌کردند مطرح گردید. بعد از یک سری آزمایشات موفق، اولین استفاده عملی از این فناوری جدید در همان سال و در رزم ناو اچ ام اس سمرینگ به وقوع پیوست. ساختار اولیه این سیستم عبارت بود از یک آند فداشونده که از آهن ساخته شده بود که اطراف آن غلافی از جنس فلز مس (همجنس بدنه اصلی کشتی) قرار داده بودند و به بدنه کشتی در زیر آب متصل کرده بودند و واکنش شیمیایی که بین آهن و مس انجام می‌شد، از سرعت خورده شدن فلز مس در اطراف میله آهنی می کاست و آن را حفاظت می‌کرد. این دانشمند پیشنهاد نمود که برای حفاظت کاتدی کشتیهای با بدنه مسی قطعاتی از آهن به عنوان آندهای از بین رونده روی بدنه کشتی ها نصب شود به طوری که نسبت سطحی آهن به مس۱ به۱۰۰ باشد. به هر ترتیب یکی از نتایجی که حفاظت کاتدی به همراه داشت، رشد و توسعه دریانوردی بود. به دلیل اینکه این تکنولوژی جدید می‌توانست رشد دریانوردی را تسریع ببخشد و این امر نیز منجر به تحولاتی بنیادین و ساختار شکنانه در استفاده از کشتی های ساخته شده در آن زمان می‌شد؛ نیروی دریایی سلطنتی بریتانیا در اقدامی پیشگیرانه و محافظه کارانه، تصمیم به کنار گذاشتن این تکنولوژی و ترجیح دادن به تعمیر بدنه‌های مسی پوسیده کشتی ها گرفت. کاربرد آندهای از بین رونده ادامه داشت تا اینکه به تدریج رنگهای ضد زنگ ساخته شد و استفاده از آنها به منظور حفاظت کاتدی و نیز صرفه جوئی در هزینه تعمیرات رواج بیشتری یافت. استفاده از پوششهای روی در روی فولاد از زمانهای قدیم (قبل از ۱۷۴۲) معمول بوده است، ولی کاربرد اعمال جریان الکتریکی جهت حفاظت کاتدی لوله‌ها و تاسیسات زیر زمینی از حدود سال۱۹۱۰ آغاز شد و با سرعت زیاد گسترش پیدا نمود به طوری که امروزه تقریباً در تمام خطوط لوله و کابل های زیر زمینی از آن استفاده می‌شود. حفاظت کاتدی همچنین در موارد متعدد دیگر از قبیل دریچه ها، کانال ها، خنک کننده‌های آبی، زیر دریائیها، مخازن آب، اسلکه‌ها و تاسیسات دریائی، دستگا هها و وسایل مختلفی که در تماس با مواد شیمیایی می‌باشند بکار برده می‌شود.

یکی از بهترین روشها برای انتقال نفت و مواد مشتق شده آن انتقال از طریق لوله های فلزی می باشد که متاسفانه خوردگی و زنگ زدگی لوله ها یکی از مشکلات و معضلات این روشانتال می باشد لذا در این پروژه بر آن شدیم تا با مطالعه و تحقیق بر روی یکی از روشهای جلوگیری از خوردگی لوله های انتقال(حفاظت کاتدیک) توانسته باشیم قدم موثری در پیشرفت این صنعت داشته باشیم. در این تحقیق ابتدا به تعاریف مقدماتی در رابطه با موضوع پرداخته ایم و سپس به روشهاي مختلفي که براي اندازه گيري مقاومت ويژه خاك وجود دارد پرداخته ایم و سپس به بررسی روشهای حفاظت کاتدیک از جمله ایجاد بسترهاي آندي و بسترهاي گالوانيكي و روشهای آنها و مزایا و معایب این روشها همراه با محاسبه ها و موارد مورد نیاز این روشها پرداخته شده است

مقدمه

در واقع علم خوردگی، با مددگرفتن از تکنولوژی، در جهت افزایش عمر مفید سازه های فلزی قدم بر می دارد، دست اندرکاران این علم تأکید دارند که برای غلبه بر این معضل و بهره گرفتن از تکنولوژی مدرن بایستی تلاشهای زیادی جهت رشد و ارتقاء دانش خوردگی در کشورمان صورت پذیرد، البته این موضوع را نمی توان کتمان کرد که اگر اهمیت اقتصادی خوردگی برای مدیران و تصمیم گران، که اکثر آنها آشنایی تخصصی با مسأله خوردگی ندارند، روشن نگردد، تشکیل دوره های آموزشی و اجرای پروژه های پژوهشی و تحقیقاتی نمی توانند توجیه اقتصادی داشته باشند.

چنانچه آمار و ارقام هزینه های ناشی از خوردگی از سوی سازمانهای ذیربط تهیه و منتشر شود، آن وقت همه چیز ملموس تر شده و هزینه هایی را که می بایست صرف جلوگیری از خوردگی نمود برای مدیران و تصمیم گیران بدیهی و قابل توجیه می گردید و روشن می شد که این  هزینه ها در مقابل دوام تأسیسات  رفع ناچیزی خواهند داشت. متأسفانه تاکنون چنین آمارهایی در کشور ما تهیه نشده است ولی با توجه به آمارهایی که سایر کشورها نیز به طور نسبی دست کمی از آمار فوق ندارند. حال برای اینکه بتوانیم آماری برای کشورمان تهیه نماییم، از تجربیات بدست آمده توسط سایر کشورها بهره می گیریم . تجربیات بدست آمده حاکی از آنست که از 2 تا 4 درصد تولید ناخالص ملی Gross   National  Product   (GNP) به عنوان شاخص محاسبه خسارات ناشی  از خوردگی در نظر گرفته می شود. چون تولید ناخالص ملی توسط بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران در هر سال مشخص می شود. بنابراین از این طریق می توانیم حداکثر خسارت ناشی از خوردگی را در هر سال به صورت تقریبی محاسبه نماییم .به عنوان مثال تولید ناخالص  ملی در سال 1998 (1377-1376) معادل 5/81 میلیارد دلار توسط بانک مرکزی برآورد شده است. با توجه به نرخ دلار بر اساس 5700 ریال در سال  1377 و ضریب 4٪، ضررهای اقتصادی ناشی از خوردگی معادل 1858 میلیارد تومان بدست می آید که رقم کوچکی نمی باشد . اما با تمهیدات لازم و اعمال روشهای مناسب می توان این ضررها را به GNP 2٪ نزدیک نمود.