۱۲۵

۱۸۰

۲۸۰

Ti 6A1- 4v

۳۱۵

۳۴۶

۷۳۰ Vickers

Cast Iron

تعریف خوردگی
خوردگی^[۸]، اثر تخریبی محیط بر فلزات و آلیاژها می باشد. خوردگی، پدیده ای خود به خودی است و همه مردم در زندگی روزمره خود، از بدو پیدایش فلزات با آن روبرو هستند. در واقع واکنش اصلی در انهدام فلزات، عبارت از اکسیداسیون فلز است. فلزات در اثر اصطکاک، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.
همان طور که گفته شد خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می رود که به حالت پایدار برسد. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می زند که یک نوع خوردگی و پدیده ای خودبه خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند.
خوردگی را به دو دسته تر و خشک میتوان تقسیم نمود. مکانیزم خوردگی تر، الکتروشیمیایی است. خوردگی خشک به واکنش های گاز جامد و در درجه حرارت های بالا گفته می شود. درصنعت حفاری خوردگی تر مورد بحث می باشد. خوردگی آهن در الکترولیت گل حفاری و سیالات دیگر از انواع خوردگی تر می باشد. هرچه قدرت هدایت الکتریکی سیال بالاتر باشد، جریان عبوری بیشتر و میزان خوردگی بالاتر خواهد بود .در ادامه به طور خلاصه به معرفی انواع خوردگی پرداخته می شود. ] ۵۸ [
تقسیم بندی جزئی تر انواع خوردگی به طور خلاصه شامل موارد زیر می شود:
حمله یکنواخت^[۹]
در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .
خوردگی گالوانیک^[۱۰]
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت (یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند. در منطقه تماس، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود. در این فرایند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود.
خوردگی شکافی^[۱۱]
این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک، بین دو جزء گیر کند. با پیشرفت واکنش، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد. بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی^[۱۲]
این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرایند خوردگی ترجیحی و عموما با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود. متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است. ولی آلومینیوم، آهن، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند.
خوردگی درون دانه ای^[۱۳]
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد. چندین عامل می تواند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازد؛ از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی.
خوردگی حفره ای^[۱۴]
این نوع خوردگی تقریبا همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است؛ چون در این خوردگی، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش، به راحتی دچار شکست می شود. معمولا عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات، ماده سوراخ می شود.
خوردگی فرسایشی^[۱۵]
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی، خراشیدن فلز است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید. این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود.
خوردگی تنشی^[۱۶]
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد. ترکیب این عوامل با هم، ترک هایی را در قطعه تحت تنش آغاز می کند.
مکانیسم های سایش
سایش با توجه به نوع سیال و ترکیبات همراه آن به مکانیسم های مختلفی تقسیم می شود. مکانیسم های احتمالی که می تواند سایش قابل توجهی ایجاد کند عبارتند از:
سایش قطره ای^[۱۷]
ناشی از دانه­ های شن و ماسه^[۱۸]
پدیده کاویتاسیون^[۱۹]
خوردگی سایشی^[۲۰]
همه موارد بالا سایش قابل توجهی ایجاد می کنند، اما مشاهدات در مورد مکانیسم های سایش نشان می دهد که سایش ناشی از شن و ماسه تهدید جدی تری نسبت به دیگر موارد محسوب می شود.
سایش قطره ای:
این نوع سایش در سیستم های گاز مرطوب یا جریان چندفازی که در آن قطره‌های مایع شکل می‌گیرد اتفاق می‌افتد. به سایش ناشی از برخورد مایعات موجود در جریان های گازی به ادوات بهره برداری سایش قطره ای گفته می شود. این نوع سایش در مقابل سایش ناشی از شن اندک می باشد.
نرخ سایش قطره ای به عواملی نظیر اندازه قطره، سرعت برخورد، تعداد برخوردها و گرانروی و جرم ویژه گاز و مایع بستگی دارد. پیش بینی نرخ سایش قطره ای به دلیل نامشخص بودن برخی از این متغیرها، با مشکل جدی روبه رو است.
نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد تحت گستره وسیعی از شرایط، از بین رفتن مواد توسط سایش قطره‌ای با زمان متغیر است. در ابتدا قطرات برخورد کننده بدلیل وجود لایه‌های محافظ بر روی سطح لوله باعث خوردگی نمی‌شوند. با این وجود بعد از گذشت یک دوره زمانی سایش سریع اتفاق افتاده و کاهش وزن بسیار قابل ملاحظه شده و بصورت خطی با زمان افزایش می‌یابد.
سایش ناشی از دانه­ های شن و ماسه:
سایشی که در اثر برخورد ذرات شن به ادوات بهره برداری ایجاد می شود را سایش در اثر شن گویند. این مکانیسم سایش مهمترین عامل سایش در سیستم های تولیدی هیدروکربن ها بشمار میرود، به این دلیل که حضور مقدار کمی ذرات شن در جریان تولید موجب سایش و خوردگی سایشی قابل ملاحظه ای می شود. سایش با شن میتواند موجب از بین رفتن پوشش های جلوگیری خوردگی شود و به تشدید خوردگی سایشی منجر خواهد شد. با این وجود دیگر مکانیسم های سایشی میتوانند در شرایط عملیاتی خاص خسارات جبران ناپذیری به سیستم تولید وارد کنند. در بیشتر موارد شناسایی سایش به راحتی ممکن نیست و این مورد مدیریت سایش را با مشکلات فراوانی مواجه ساخته است.
سایش ناشی از دانه‌های شن و ماسه معمول ترین منبع مشکلات سایشی در سیستم های هیدروکربنی است زیرا وجود مقدار جزئی از شن و ماسه همراه با سیال تولیدی می‌تواند سبب سایش و خوردگی سایشی قابل ملاحظه‌ای گردد. حتی در سیال تولیدی عاری از شن و یا در مواقعی که دبی تولید شن بسیار کم و در حدود چند پوند در روز است، صدمات ناشی از سایش می ­تواند در سرعتهای بالا شدید باشد. سایش ناشی از شن و ماسه می‌تواند سبب ایجاد سایش محلی به مواد محافظت کننده خوردگی روی دیواره‌ لوله‌ها شده و در نتیجه شتاب داده به پدیده خوردگی سایشی شود. ] ۴۸ [
نرخ سایش ناشی از مشخصات شن و سیال توسط عوامل زیر تعیین می‌شود: