QUÁ TRÌNH ĂN MÒN HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU, KHÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ

MÔN HỌC: KỸ THUẬT CHỐNG ĂN MÒN
MÔN HỌC: KỸ THUẬT CHỐNG ĂN MÒN
CHUYÊN ĐỀ
CHUYÊN ĐỀ
:
:


QUÁ TRÌNH ĂN MÒN HỆ THỐNG
QUÁ TRÌNH ĂN MÒN HỆ THỐNG
ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU, KHÍ VÀ
ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU, KHÍ VÀ
PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ
PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ
GVHD: TS.Huỳnh Quyền
Thực hiện: Quách Thị Mộng Huyền
Võ Đức Minh Minh
1
1
Nội dung
Nội dung
1.
1.
Giới thiệu
Giới thiệu
2.
2.
Quá trình ăn mòn
Quá trình ăn mòn
3.
3.

Các dạng ăn mòn đường ống
Các dạng ăn mòn đường ống
4.
4.
Phương pháp bảo vệ
Phương pháp bảo vệ
2
2
1. Giới thiệu
1. Giới thiệu

Hiện tượng ăn mòn là một loại hư
Hiện tượng ăn mòn là một loại hư
hỏng của hệ thống đường ống, nó
hỏng của hệ thống đường ống, nó
chiếm khoảng 20-25% những sai hỏng
chiếm khoảng 20-25% những sai hỏng
được ghi nhận và thường rất nguy
được ghi nhận và thường rất nguy
hiểm;
hiểm;

Hệ thống ống khi bị ăn mòn sẽ giảm
Hệ thống ống khi bị ăn mòn sẽ giảm
khả năng chống chịu lại những ngoại
khả năng chống chịu lại những ngoại
lực hay làm nghiêm trọng thêm những
lực hay làm nghiêm trọng thêm những
điểm yếu trong vật liệu hoặc kết cấu;
điểm yếu trong vật liệu hoặc kết cấu;

3
3
1. Giới thiệu
1. Giới thiệu

Ngăn chặn quá trình ăn mòn được
Ngăn chặn quá trình ăn mòn được
quan tâm đến trong toàn bộ quá trình:
quan tâm đến trong toàn bộ quá trình:
từ thiết kế, lắp đặt, thử nghiệm và
từ thiết kế, lắp đặt, thử nghiệm và
trong suốt thời gian hoạt động;
trong suốt thời gian hoạt động;

Một khi quá trình ăn mòn đã xảy ra,
Một khi quá trình ăn mòn đã xảy ra,
việc giảm thiểu tác động của nó lên sự
việc giảm thiểu tác động của nó lên sự
toàn vẹn của hệ thống là rất khó
toàn vẹn của hệ thống là rất khó
khăn.
khăn.
4
4
1. Giới thiệu
1. Giới thiệu

Thường sự tách biệt giữa dự án và
Thường sự tách biệt giữa dự án và
vận hành gây khó khăn cho việc kiểm

vận hành gây khó khăn cho việc kiểm
soát ăn mòn;
soát ăn mòn;

Thông thường chi phí cho việc chống
Thông thường chi phí cho việc chống
ăn mòn chiếm khoảng 10-20% tổng
ăn mòn chiếm khoảng 10-20% tổng
vốn dự án và 0,3-0,5% chi phí vận
vốn dự án và 0,3-0,5% chi phí vận
hành.
hành.
5
5
2. Ăn mòn
2. Ăn mòn

Định nghĩa: ăn mòn kim loại là sự phá
Định nghĩa: ăn mòn kim loại là sự phá
hủy do tác động hóa học và điện hóa
hủy do tác động hóa học và điện hóa
giữa chúng với môi trường bên ngoài.
giữa chúng với môi trường bên ngoài.
6
6
Bốn yếu tố chính tạo nên
Bốn yếu tố chính tạo nên
một hệ ăn mòn điện hóa
một hệ ăn mòn điện hóa
7

7
Bốn yếu tố chính tạo nên
Bốn yếu tố chính tạo nên
một hệ ăn mòn điện hóa
một hệ ăn mòn điện hóa

Phải có anode
Phải có anode

Phải có catode
Phải có catode

Phải có đường dẫn kim loại nối anode
Phải có đường dẫn kim loại nối anode
và catode
và catode

Anode và catode phải nằm trong một
Anode và catode phải nằm trong một
môi trường điện hóa (đất ẩm, nước)
môi trường điện hóa (đất ẩm, nước)
8
8
Cơ chế ăn mòn điện hóa
Cơ chế ăn mòn điện hóa
đường ống
đường ống

Quá trình loại bỏ electron
Quá trình loại bỏ electron

của kim loại (sự oxi hóa)
của kim loại (sự oxi hóa)
M
M
→
→
M
M
n+
n+
+ ne
+ ne
-
-



Quá trình nhận các
Quá trình nhận các
electron này bởi các chất
electron này bởi các chất
oxi hóa (sự khử), như là:
oxi hóa (sự khử), như là:
oxi hoặc nước
oxi hoặc nước
O
O
2
2
+ 2H

+ 2H
2
2
O + 4e
O + 4e
-
-
→
→
4OH
4OH
-
-
2H
2H
2
2
O + 2e
O + 2e
-
-


→
→
H
H
2
2
+2OH

+2OH
-
-
9
9

Ăn mòn Galvanic
Ăn mòn Galvanic
•
Ăn mòn ganvanic là ăn mòn xảy ra khi có sự hình
thành hệ pin galvanic giữa hai kim loại khác nhau.
•
Mỗi loại vật liệu có một điện thế ăn mòn riêng, khi có
sự hình thành hệ pin ganvanic của hai kim loại bất kì,
kim loại có điện thế cao hơn sẽ là catode và kim loại
còn lại là anode. Anode sẽ bị ăn mòn.
3. Ăn mòn đường ống dẫn dầu
3. Ăn mòn đường ống dẫn dầu
10
10
3. Ăn mòn đường ống dẫn dầu
3. Ăn mòn đường ống dẫn dầu
Hiện tượng ăn mòn chênh lệch
khí thường xảy ra trong các
trường hợp sau:
•
Ăn mòn khe
•
Ăn mòn tại vùng mớn nước
•

Ăn mòn lắng đọng
11
11

Ăn mòn lỗ hay ăn mòn điểm: Dạng
ăn mòn này xảy ra trên các kim loại,
hợp kim có màng thụ động (Al, Ni, Ti,
Zn, thép không gỉ) hoặc có các lớp
phủ bảo vệ bị xuyên thủng.
3. Ăn mòn đường ống dẫn dầu
3. Ăn mòn đường ống dẫn dầu
12
12
Ăn mòn do chênh lệch nồng
Ăn mòn do chênh lệch nồng
độ oxy trong đất
độ oxy trong đất
•
Khi có sự chênh lệch
nồng độ oxy trong đất,
khu vực có nồng độ oxy
nhỏ hơn sẽ thành anode
và sẽ bị ăn mòn. Ngược
lại, khu vực có nồng độ
oxy cao hơn sẽ thành
catode.
•
Sự chênh lệch nồng độ
oxy cũng có thể xảy ra đối
với phần trên và dưới của

đường ống.
13
13
Ảnh hưởng của nồng độ oxygen và nhiệt độ đến quá
Ảnh hưởng của nồng độ oxygen và nhiệt độ đến quá
trình ăn mòn đường ống bằng thép (có hàm lượng
trình ăn mòn đường ống bằng thép (có hàm lượng
carbon thấp)
carbon thấp)
14
14
Ống mới và ống cũ
Ống mới và ống cũ
•
Hiện tượng ăn mòn này xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa hai
Hiện tượng ăn mòn này xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa hai
đoạn ống cũ và mới.
đoạn ống cũ và mới.
•
Nguyên tắc ăn mòn tương tự như ăn mòn ganvanic.
Nguyên tắc ăn mòn tương tự như ăn mòn ganvanic.
•
Trong trường hợp này, đoạn ống mới sẽ bị ăn mòn nhanh
Trong trường hợp này, đoạn ống mới sẽ bị ăn mòn nhanh
hơn so với đoạn ống cũ.
hơn so với đoạn ống cũ.
15
15
Ăn mòn do khác nhau về loại đất
Ăn mòn do khác nhau về loại đất

•
Sự khác nhau về thành phần trong đất gây ra
Sự khác nhau về thành phần trong đất gây ra
sự chênh lệch thế hóa học giữa các khu vực
sự chênh lệch thế hóa học giữa các khu vực
trên đường ống. Từ đó, quá trình ăn mòn xảy
trên đường ống. Từ đó, quá trình ăn mòn xảy
ra tương tự như trường hợp ăn mòn ganvanic.
ra tương tự như trường hợp ăn mòn ganvanic.
•
Theo như số chỉ của các vôn kế, đường ống
Theo như số chỉ của các vôn kế, đường ống
nằm trong loại đất B có điện thế âm ít hơn
nằm trong loại đất B có điện thế âm ít hơn
phần kia nên nó trở thành catode trong hệ pin
phần kia nên nó trở thành catode trong hệ pin
ăn mòn. Điều này có nghĩa là phần đường ống
ăn mòn. Điều này có nghĩa là phần đường ống
nằm trong đất loại A sẽ bị ăn mòn.
nằm trong đất loại A sẽ bị ăn mòn.
16
16
Ăn mòn do khác nhau về loại đất
Ăn mòn do khác nhau về loại đất
Chuỗi các anode và catode được hình thành trên đường ống do
sự chênh lệch thế điện cực tại các đoạn ống có môi trường đất
khác nhau.
17
17
Ăn mòn do khác nhau về loại đất

Ăn mòn do khác nhau về loại đất
Sự ăn mòn cũng xảy ra tương tự đối với trường hợp đường ống được
Sự ăn mòn cũng xảy ra tương tự đối với trường hợp đường ống được
bao phủ một phần bởi bê tông. Khi đó, phần nằm trong bê tông sẽ khó
bao phủ một phần bởi bê tông. Khi đó, phần nằm trong bê tông sẽ khó
bị ăn mòn hơn.
bị ăn mòn hơn.
18
18
Ăn mòn do dòng lạc
Ăn mòn do dòng lạc
(stray current)
(stray current)

Trường hợp 1
Trường hợp 1
19
19
Ăn mòn do dòng lạc
Ăn mòn do dòng lạc

Trường hợp 2
Trường hợp 2
20
20
Ăn mòn do dòng lạc
Ăn mòn do dòng lạc

Trường hợp 3
Trường hợp 3

21
21
Ăn mòn do dòng lạc
Ăn mòn do dòng lạc

Trường hợp 4 (từ hệ thống tàu điện và hầm mỏ)
Trường hợp 4 (từ hệ thống tàu điện và hầm mỏ)
22
22
– Ăn mòn kim loại có vi khuẩn hiếu khí:
* VSV oxi hoá sulfua ( pH = 0 ÷ 6):
2S + 3O
2
+ 2H
2
O → 2H
2
SO
4
* VSV oxi hoá sắt (pH = 4 ÷ 10):
Fe – 2e → Fe
2
+
– Ăn mòn kim loại có vi khuẩn kị khí:
SO
-
→ S
2
–
+ 4O

Sự có S
2
–
và oxi thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hoá, với Fe
2
+
tạo
ra sulfua sắt:
Fe
2
+
+ S
2
–
→ FeS↓
Cả hai yếu tố trên sẽ thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hoá sắt.
Sản phẩm ăn mòn thường dạng mầu đen, mầu của sulfua
sắt, có dạng xốp cũng góp phần làm dễ dàng khử oxi
Ăn mòn do vi sinh vật
Ăn mòn do vi sinh vật
23
23
4. Các phương pháp bảo vệ
4. Các phương pháp bảo vệ

Sử dụng vật liệu chống ăn mòn;
Sử dụng vật liệu chống ăn mòn;

Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn;
Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn;


Bảo vệ bằng các lớp bao phủ;
Bảo vệ bằng các lớp bao phủ;

Bảo vệ cathod.
Bảo vệ cathod.


Bảo vệ bề mặt bên ngoài đường ống
Bảo vệ bề mặt bên ngoài đường ống
thường dùng các phương pháp bao phủ
thường dùng các phương pháp bao phủ
hoặc bảo vệ cathod;
hoặc bảo vệ cathod;


Bảo vệ bên trong đường ống thì dùng chất
Bảo vệ bên trong đường ống thì dùng chất
ức chế hay bao phủ.
ức chế hay bao phủ.
24
24
4.1 Vật liệu chống ăn mòn
4.1 Vật liệu chống ăn mòn

Vật liệu phi kim
Vật liệu phi kim

Hợp kim chống ăn mòn
Hợp kim chống ăn mòn

–
Thép không rỉ martansiric;
Thép không rỉ martansiric;
–
Thép không rỉ austenic;
Thép không rỉ austenic;
–
Thép không rỉ Duplex;
Thép không rỉ Duplex;
–
Thép hợp kim cao nickel.
Thép hợp kim cao nickel.
25
25