سولفید هیدروژن به طور طبیعی در چاه های نفت و گاز وجود دارد. اين گاز از تجزیه مواد آلی، فضولات حیوانی و سایر باکتری های کاهنده سولفات تولید می شود. بی رنگ، قابل انفجار، قابل اشتعال و سنگین تر از هوا است.
سولفید هیدروژن به شکل خشک خود خورنده نیست اما زمانی که در آب حل می شود به شدت خورنده می شود.
خوردگی ناشی از سولفید هیدروژن زمانی رخ می دهد که یک ماده فلزی در معرض محيط محتوی سولفید هیدروژن قرار می گیرد و منجر به توليد اتم های هیدروژنی می شود که به فلز نفوذ می کند.
اثرات ورود/جذب هیدروژن به فلز میتواند باعث ایجاد تاول‌های هیدروژنی، ترک‌خوردگی ناشی از هیدروژن، ترک‌خوردگی تنشی سولفیدی و غیره شود.
توجه به اين نکته ضروري است که مطابقت با استاندارد NACE MR0175/ISO15156 به‌معناي مصونيت کامل مواد در سيستم‌هاي ترش نيست. مطابقت با اين استاندارد صرفا نشان مي‌دهد که در محدوده رهنمودهاي اين استاندارد، SSC نبايستي رخ دهد. بر اين اساس اين استاندارد قادر به پيشبيني تمام خسارتها و مکانيزمهايي که ممکن است براي يک سيستم در طول عمرکاري آن رخ دهد، نيست. محدوديت‌هاي اصلي اين استاندارد به شرح زير خلاصه شده است:
- محيط‌هايي که در اين استاندارد مورد مطالعه قرار گرفته است بسيار محتاطانه انتخاب شده‌اند و اکثر محيط‌هاي عملياتي خارج از محدوده‌هاي محيطی اين استاندارد قرار مي‌گيرند.
- مواردي گزارش شده است که مواد ليست شده تحت عنوان مواد قابل قبول استاندارد ISO15156 در شرايط آزمايشگاهي در مقادير کمتر از تنش تسليم خود دچار شکست شده است.
- اين استاندارد به SSC در درجه حرارتهاي پايين (زير 66 درجه سانتي‌گراد) محدود مي‌گردد.
- مسائل مرتبط با SSC دماي بالا در اين استاندارد بررسي نشده است.
فولادهاي کربني در محدوده دمايي 5 تا 65 درجه سانتي‌گراد از خود حساسيت به SSC نشان مي دهند و اين حساسيت در خارج از اين محدوده دمايي به‌صورت قابل‌ملاحظه اي کاهش مي‌يابد. بيان شده است که چنانچه فولادهاي با استحکام بالا به‌صورت پيوسته بالاي اين محدوده دمايي قرار گيرند، در محيط‌هاي حاوي سولفيد هيدروژن ترک نخواهند خورد. منتها در توليد نفت و گاز، تغييرات دمايي ناشي از شرايط توليد در مراحل مختلف شروع و خاموشی سيستم اجتناب‌ناپذير است. با کاهش سطح تنش در يک قطعه مدت زمان لازم تا شکست افزايش خواهد يافت. شايد سطحي از تنش وجود داشته باشد که در کمتر از آن SSC رخ ندهد. در عمل، کنترل تنشها مشکل است. اثرات کار سرد ناشي از ايجاد خمش و پيچ‌ها و غيره در طول بهرهبرداري و يا ساخت میتواند تنش‌هايي معادل تنش تسيلم فلز ايجاد نمايد. بنابراين در حالت معمول فرض مي‌گردد که سطح تنش هاي احتمالي ايجاد شده در طول مراحل بهرهبرداري، ساخت و جوشکاري در حدود تنش‌هايي است که مي‌تواند منجر به بروز SSC گردد.
برای تعیین معیارهای رد و قبولی طول ترک و همچنین تعیین مدت زمان لازم برای تست HIC، مخصوصا در فشار جزيي سولفيد هيدروژن پايين، آزمایشهای جامعتری بايد صورت پذيرد. بدون انجام تحقیقات بیشتر، در این مرحله می‌توان دیاگرام شدت HIC مقدماتی را با چهار منطقه مجزا ترسيم نمود.
ناحیه صفر: ناحيه غیر ترش؛ در اين ناحيه شرايط خاصی مورد نیاز نمی‌باشد. حضور سولفيد هيدروژن و مقدار مرزی آن بايد تعیین گردد؛ بیان شده است که این مرز بین 1 تا mbar 10 سولفید هیدروژن خواهد بود.
ناحیه 1: ناحیه ترش ملایم؛ در اين مرحله از مطالعات، ممکن است برای اثبات مقاومت فولادهای مورد استفاده در سرويسهای شيرين در اين ناحيه، آزمايشهای طولانی‌تری (چهارهفتهای) مورد نياز باشد؛
ناحیه 2: ناحیه گذار؛ توصيه میگردد مقاومت فولادهای مورد استفاده در سرويسهای ترش برای استفاده در اين ناحيه، با انجام تستهای HIC (دو هفتهای) ارزيابی گردد؛
ناحیه 3: ناحیه ترش؛ در اين ناحيه لازم است الزاما از فولادهای مناسب با شرايط محيط ترش استفاده گردد.
استفاده از لوله‌های سرویس شیرین در شرایط ترش ملایم میتواند منافع تجاری بسیاری همراه داشته باشد، اما احتمال بروز خسارت HIC بايد ارزيابی گردد. در تحقيقات اخير انجمن مهندسين خوردگی آمريکا نتايج زير حاصل شده است که خلاصه آن از نظر می گذرد:
- خسارت HIC در سطح هیدروژن کمتر از ppm 0/5 ، مشاهده نشده است؛
- در مقادیر هیدروژن بیش از ppm 1، نمونه‌ها در حد بالایی دچار HIC شدند. این مقادیر با مقادیر موجود در ساير متون علمی مطابقت دارد و حاکی از این است که هیدروژن قابل نفوذ در تعیین مقاومت مواد به HIC میتواند معیار خوبی محسوب گردد. به‌هر‌حال مقدار مرزی هیدروژن ممکن است از يک ماده به ماده ديگر متفاوت باشد؛
- فشار جزيي سولفيد هيدروژن نسبت به pH اثر بیشتری بر سطوح هیدروژن قابل نفوذ و مسلما شروع HIC دارد. افزایش فشار جزيي سولفيد هيدروژن و کاهش pH، منجر به افزایش خطر بروز HIC میگردد.
- از نتایج حاصل از تحقيقات اين انجمن، نمودار اولیه شدتHIC ترسیم شده است که مشابه دیاگرام شدت SSC ارائه شده در استاندراد ISO 15156-2 می‌باشد؛
- نمودار شدت HIC با انجام آزمايش روی تعداد معدودی فولاد (پنج) تهيه شده و نیازمند انجام آزمايشهای بیشتری روی گریدهای مختلف فولادهای مورد استفاده در محیط‌های شیرین است تا امکان تعیین دقيق حدود و مرزهای نواحی مختلف بروز خسارت HIC مخصوصا مرز میان مقادیر mbar 0/1 و mbar 3/5 فراهم گردد.
بازدیدها: 554
