خوردگی فلنج چه خطرات و مشکلاتی می تواند به بار آورد؟

امروزه همۀ صنعتگران به این موضوع واقف اند که خوردگی حفره ای، خوردگی گالوانیک و خوردگی درزی می تواند به بخش های مختلف خطوط لوله حمله کنند. و سبب خرابی های زیادی مانند نشت و از بین رفتن یکپارچگی سازه شوند.

خوردگی فلنج ها نیز در صورت عدم شناسایی و کنترل، می تواند بر روی تمامی شبکۀ لوله کشی تأثیر بگذارد و منجر به نشت سیالات شود. در موارد شدید، خوردگی فلنج لوله حتی می تواند منبع انفجارهایی فاجعه بار باشد. این امر به ویژه در صنعت نفت و گاز و صنایع پتروشیمی بیشتر خودش را نشان می دهد.

خوردگی خط لوله می تواند تقریباً در هر بخشی از خط رخ دهد. با این حال، مهمترین مناطق، رابط بین لوله های مجاور هستند. به عبارت دیگر، جایی که وجوه فلنج (Flange Faces) به هم می رسند.

این منطقه، استعداد بسیار بالایی برای ایجاد محیطی خورنده دارد. خوردگی فلنج معمولاً به عنوان یک مشکل موضعی شروع می شود و اگر بدون نظارت باقی بماند، می تواند باعث گسترش خوردگی به سایر بخش های شبکۀ لوله کشی شود.

دلایل عمده خوردگی فلنج لوله

بیشتر مسائل مربوط به خوردگی فلنج، معمولاً در فضاهای کوچک بین سطح آب بندی (Sealing Surface) و واشر شروع می شود. تحت فرآیندی که به عنوان خوردگی شکافی یا درزی شناخته می شود.

این نوع خوردگی، به ویژه در خطوط لولۀ انتقال نفت و گاز که در نزدیکی آب دریا کار می کنند، رایج است. خوردگی درزی به عنوان یک خوردگی موضعی شدید تعریف می شود که بر شکاف یا درز بین دو سطح فلزی متصل تأثیر می گذارد. در طی این رویداد، خوردگی در قسمت داخلی فلنج صورت می گیرد. در حالی که نمای بیرونی بدون خوردگی باقی مانده است.

با این حال، آنچه باعث خوردگی شکافی در فلنج ها به ویژه در صنعت نفت و گاز می شود، وجود گازهای ترش و مایعاتی در دمای بالا در داخل خط لوله است. این مسئله می تواند منجر به خوردگی ترش (Sour Corrosion) شود.

هیدروکربن ها با درصد بالایی از مواد شیمیایی تهاجمی -به عنوان مثال، سولفید هیدروژن (H₂S)، دی اکسید گوگرد (SO₂) و کلر- می توانند به تسریع در ایجاد شکاف و خوردگی درون لوله کمک کنند. شدت خوردگی در فلنج ها معمولاً به دلیل شرایط محیطی و عملیاتی و همچنین خصوصیات سیال منتقل شده توسط خط لوله تعیین می شود.

5

دقیــقه مطالعه

بازرسی التراسونیک ترک به کمک خطوط لوله می آید!

فناوری التراسونیک از امواج صوتی برای تشخیص ترک ها و سایر نقایص خطوط لوله استفاده...

یکی دیگر از دلایل احتمالی خوردگی فلنج خط لوله، خوردگی گالوانیک است که به آن خوردگی دو فلزی (Bimetallic Corrosion) نیز می گویند. این پدیده به عنوان نوعی خوردگی تعریف می شود که در صورت تماس مستقیم یا غیرمستقیم فلزات غیر مشابه با یکدیگر ایجاد شود.

در شرایطی که خط لوله از متریال مختلف، بدون جداسازی مناسب و در تماس با یکدیگر ساخته شده باشد، خوردگی گالوانیک می تواند مکانیسم شکست حاکم باشد.

مسائل مرتبط با خوردگی فلنج

در شرایط اقتصادی کنونی، شرکت های نفت و گاز، تحت فشار دائمی برای افزایش کارایی سیستم های انتقال هستند. در عین حال، توقف و خاموشی ناشی از تعمیرات و نگهداری برنامه ریزی نشده، باید به حداقل رسانده شود.

در پالایشگاه های بزرگ که به طور معمول از چند هزار فوت لوله و اتصالات تشکیل شده اند، خوردگی فلنج نه تنها هزینه بر است، بلکه می تواند تولید را نیز متوقف کند. در نتیجه هزاران دلار (حتی میلیون ها دلار بسته به نوع صنعت) درآمد از دست رفته داشته باشد.

یکی از اصلی ترین موضوعات مرتبط با خوردگی فلنج خط لوله، نشت (Leakage) است. خوردگی فلنج، منجر به از بین رفتن مواد در قسمت فلنج می شود.

 این پدیده، در نهایت منجر به یک سطح آب بندی شدۀ آسیب دیده می شود که منجر به از بین رفتن پارامتر محدودیت یا مهار (Containment) سیال انتقالی در خط لوله می شود. در صنایعی که مسئولیت انتقال هیدروکربن ها را دارند، عواقب این نوع خرابی، اغلب بسیار شدید است.

در اکثر موارد، مواد شیمیایی نشتی برای محیط زیست خطرناک است. این مواد شیمیایی می توانند سرانجام به آبراه های طبیعی راه پیدا کنند. جایی که می توانند برای حیات وحش و حیات گیاهان مضر باشند.

علاوه بر این، نشتی ناشی از فلنج های به خطر افتاده نیز می تواند تهدیدی جدی برای سلامتی انسان باشد. به ویژه در صنایعی که خطوط لوله، مسئول انتقال گازهای سمی و مایعات شیمیایی خاص هستند.

در صنعت پتروشیمی، که محتوای خط لوله معمولاً قابل اشتعال و تحت فشار زیاد است، فلنج های آسیب دیده می توانند منبع آتش سوزی و انفجارهای فاجعه بار باشند.

در بعضی موارد، خوردگی در فلنج باعث می شود که قطعات فلزی و محصولات خوردگی وارد سیال انتقالی شده و با آن حرکت کنند. در نتیجه کیفیت محصول حمل شده را به خطر بیندازند.

علاوه بر این، قطعات فلزی جدا شده می توانند در مناطق دیگر خط لوله گیر کنند و باعث خوردگی حفره ای گالوانیک بیشتر شوند. این خوردگی حفره ای در پایین دست می تواند باعث نشت بیشتری شود و یکپارچگی کلی سیستم لوله کشی را به خطر بیندازد.

روش های پیشگیری و ترمیم خوردگی فلنج

استفاده از واشر (Gasket) یکی از رایج ترین و قابل اعتمادترین روش ها برای جلوگیری از ایجاد خوردگی در فلنج های لوله است. یک واشر با طراحی و نصب مناسب، اتصال بین دو فلنج لولۀ مجاور را کاملا مهر و موم می کند. بنابراین از تجمع مایعات انتقالی در شکاف ها جلوگیری کرده و مانع از خوردگی شکافی می شود.

واشرها همچنین سبب جدایش الکترونیکی میان فلنج ها نیز می شوند. این جداسازی، تماس مستقیم بین مواد لولۀ غیر مشابه را محدود می کند و از رخ دادن خوردگی گالوانیک جلوگیری می کند.

با این حال، یکی از مهمترین مزایای جداسازی فلنج ها، توانایی آن در بهبود کارایی سیستم های محافظت کاتدی تحت تأثیر جریان (ICCP) است.

5

دقیــقه مطالعه

حفاظت کاتدی چیست؟

حفاظت کاتدی همواره یکی از مؤثرترین روش‌های کنترل خوردگی به شمار می‌آید، چرا که ب...

در شبکه های بزرگ لوله کشی، محافظت از لوله ها با استفاده از روش های حفاظت کاتدی منفعل (CP) عملی و شدنی نیست. در این حالت، سیستم های ICCP ترجیح داده می شوند.

در این سیستمِ محافظت در برابر خوردگی، یک منبع تغذیۀ خارجی، جریان الکتریکی را برای هدایت فرآیند الکتروشیمیایی ارائه می دهد. هنگام محافظت از خطوط لولۀ گسترده، اتصال برق میان لوله های مجاور شکسته می شود. در واقع لوله ها، به بخش های کوچکتر و قابل کنترل تری تقسیم می شود.

این فرایند، سبب بهینه سازی خروجی جریان از یکسو کنندۀ ICCP و بهبود کارایی کلی سیستم محافظت در برابر خوردگی می شود.

در صورت خراب شدن فلنج به گونه ای که رابط بین واشر و فلنج دیگر نتواند آب بندی مناسبی ایجاد کند، برای جلوگیری از شروع خوردگی راهی جز تعویض یا تعمیر فلنج لوله وجود ندارد. شکل زیر محصولی از برند GPT را نمایش می دهد که برای عایق‌کاری واشر/فلنج استفاده می شود.

جمع بندی

خوردگی فلنج در خط لوله می تواند منجر به بسیاری از مسائل شود. از نشت یا آلودگی محصول گرفته تا انفجارهای فاجعه بار. در صورت عدم شناسایی و کنترل، خوردگی فلنج می تواند روی تمامی شبکه لوله کشی تأثیر بگذارد.

روش های مختلفی وجود دارد که می تواند به حداقل رساندن این نوع خوردگی کمک کند. محبوب ترین آن ها بکارگیری کیت های واشر ایزوله است. این محصولات ضمن جدا نگه داشتن فلنج از تماس مستقیم با فلنج های فلزی مجاور، اطمینان حاصل می کنند که فلنج ها از مایعات ایجاد کنندۀ خوردگی نیز در امان باشند.