سدی مقاوم در برابر خوردگی

در این حالت نانومواد مورد استفاده اغلب به عنوان یک سد مقاوم در برابر خوردگی عمل کرده و علاوه بر این می توانند سبب افزایش استحکام ماده و تولید موادی با پایداری بالا و طول عمر بیشتر شود.

سید عماد حسینی ،معاون سابق وزیر نفت در گفت و گو با خبرنگار سیناپرس هزینه کلی ناشی از خوردگی که بصورت سالانه به صنعت نفت و گاز جهان تحمیل می شود را در حدود 1.372 میلیارد دلار دانست و افزود: از این رقم 589 میلیون دلار صرف خوردگی لوله کشی های سطحی و تجهیزات،‌ 320 میلیون برای خوردگی های اساسی و 463 میلیون دلار آن صرف لوله های درون چاهی می شود.

وی تصریح کرد: از آنجایی که یکی از بزرگترین نگرانی ها در صنعت نفت و گاز، خوردگی لوله هاست، پوشش دهی و ساخت این قطعات با استفاده از نانوذرات و نانوکامپوزیت ها می تواند سبب افزایش استحکام و پایداری تجهیزات و کاهش استهلاک آنها شود. در این حالت لوله های دارای نانوپوشش سبب بهبود فرآیند انتقال مواد خام از طریق افزایش مقاومت لوله در برابر دمای های پایین و افزایش مقاومت آنها در برابر شکل گیری پارافین ها می شوند. این کارشناس صنعت نفت با بیان اینکه پیش بینی می شود تقاضای انرژی جهانی طی 30 سال آینده تا 60% افزایش پیدا کند، گفت: از این رو، لزوم افزایش تولید و بهره برداری از منابع نفتی و گازی و استخراج بیشتر سیالات هیدروکربنی احساس می شود.

حسینی پوشش های نانوکامپوزیتی را یکی از ابزار بهره برداری از منابع دانسته و گفت: استفاده از پوشش های نانوکامپوزیتی منجر به ظهور نوآوریهای مناسبی در زمینه مهندسی سطح شده که در جهت بهبود معایب فیزیکی و شیمیائی مواد ایجاد شده است. در این زمینه انواع روشهای مختلف پوشش دهی جهت کاهش اصطکاک،‌ بهبود خواص حرارتی و الکتریکی،‌ افزایش مقاومت خوردگی و سایش و غیره در شرایط سخت عملیاتی مورد استفاده قرار گرفته اند.

وی افزود: نانو روان کننده ها (lubricants) از دیگر ابزار است که امروزه کارایی زیادی در صنایع مختلف دارند. به هرحال استفاده از روان کننده های مایع یا گریسی به دلیل مشکلاتی که ایجاد می کنند به ویژه مشکلات زیست محیطی، محدود شده است. گزینه بسیار مطلوب در این زمینه این است که پوشش ها و روان کننده ها باهم سازگار شده و مکمل نقش یکدیگر باشند.

این متخصص خوردگی در صنعت نفت و گاز خاطرنشان کرد: اکثر صنایع مانند حفاری نیاز به موادی با سختی فوق العاده زیاد و مقاومت فراوان در برابر سایش دارند. در صنعت حفاری نفت و گاز نیز استفاده از موادی مانند الماس فشرده پلی کریستال (polycrystalline diamond compact)  در ساختار مته حفاری رو به افزایش است. اما این مواد دارای معایبی مانند کم بودن پایداری حرارتی هستند.

وی ادامه داد: امروزه محققان توانسته اند با استفاده از نانوکامپوزیت های الماس/ سیلیکون کربید و الماس/ تنگستن کربید که سختی فوق العاده زیادی (در حدود 60-40 گیگاپاسکال) ایجاد می کنند این معایب را برطرف کنند.

حسینی در ادامه با معرفی نانوذرات به عنوان یکی دیگر از کاربردهای فناوری نانو در تولید مواد و تجهیزات ، گفت: نانوذرات به دلیل برخورداری از سطح تماس بالا قادرند نفوذ عوامل خورنده به داخل پوشش را سخت کنند.

وی عنوان کرد: یکی دیگر از کاربردهای بسیار مهم نانوذرات در صنایع بالادستی نفت و گاز را می توان استفاده از آنها به عنوان افزایه در ساختار ماده لحیم کننده در فرآیند جوشکاری تجهیزات در نظر گفت. در محیط های سخت عملیاتی، شکست ناشی از خستگی تجهیزات (fatigue failure)  در مقاطع لحیم شده یکی از معضلات اساسی هستند. در این حالت افزایش استحکام منطقه لحیم شده با استفاده از افزودن نانوذرات و پایدار نمودن ساختار دانه ها سبب بهبود پایایی قطعات می شود.

حسینی در ادامه خاطرنشان کرد: امروزه محققان از دو نوع خاص نانوذرات جهت بهبود لحیم استفاده می کنند. نوع اول آنها از عناصر واکنشگر مانند نیکل یا نقره تشکیل شده اند. ولی نقطه ضعف این ذرات آن است که این مواد در نهایت و بخصوص در دماهای بالا با لحیم وارد واکنش شده و پایداری جوش را پائین می آورند. نوع دوم از ذراتی که مورد استفاده قرار می گیرد از مواد پایدار و غیرواکنشی شامل تیتانیا (Tio2) تشکیل شده است که حتی در دماهای بالا نیز پایدار هستند.

No tags for this post.