พฤติกรรมการกัดเซาะ-การกัดกร่อนของท่อผลิตน้ำมันในกระบวนการผลิตน้ำมันดิบบนบก

บทคัดย่อ

ท่อผลิตน้ำมัน (Tube) ระหว่างใช้งานต้องสัมผัสกับน้ำมันดิบที่มีตะกอนทรายและอนุภาคแขวนลอยต่าง ๆ ทำให้เกิดการกัดเซาะ-กัดกร่อน ความเสียหายนี้กระทบทั้งการใช้งานทางวิศวกรรม เศรษฐศาสตร์ และสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องศึกษาพฤติกรรมการกัดเซาะ-การกัดกร่อนของท่อผลิตน้ำมันดิบ เพื่อประเมินอายุการใช้งานของชิ้นส่วนดังกล่าว พฤติกรรมการกัดเซาะ-การกัดกร่อนของท่อผลิตน้ำมันถูกศึกษาโดยใช้ระบบ Impingement jet ร่วมกับเทคนิคทางเคมีไฟฟ้าในน้ำมันดิบ ร่วมกับการเปลี่ยนแปลงขนาดอนุภาคทราย (500 1000 และ 2000 ไมโครเมตร) น้ำมันดิบที่ใช้ในการทดสอบมาจากแหล่งน้ำมันฝาง ศูนย์พัฒนาปิโตรเลียมภาคเหนือ กรมการพลังงานทหาร อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ เหล็ก 2 ชนิดใช้ในการศึกษานี้ คือ เหล็กท่อผลิตน้ำมันดิบจากแหล่งอำเภอลานกระบือ (Tube) และเหล็กกล้า AISI 1045 ความเสียหายบนพื้นผิวของตัวอย่างถูกตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope, SEM) และองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นผิวด้วยสเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ (X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) ปริมาณไอออนเหล็กในน้ำมันดิบภายหลังการทดสอบการกัดเซาะ-กัดกร่อนถูกตรวจสอบด้วยเทคนิค Inductively Couple Plasma-Optical Emission Spectrometer (ICP-OES) จากผลการศึกษาพบว่าความรุนแรงของการกัดเซาะ-การกัดกร่อน แปรตามขนาดทรายและโครงสร้างจุลภาคเหล็ก ระดับความเสียหายเรียงลำดับจากความเสียหายสูงสุดไปต่ำสุด คือ ผลรวมของการกัดเซาะ-การกัดกร่อน การกัดเซาะที่ปราศจากการกัดกร่อน องค์ประกอบรวมการกัดกร่อน และการกัดกร่อนที่ปราศจากการกัดเซาะ ตามลำดับ ขนาดอนุภาคทรายมีผลมากต่อการกัดเซาะในขณะที่คลอไรด์ไอออน น้ำและออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำมันดิบกระตุ้นการกัดกร่อน และยังพบว่าปริมาณไอออนเหล็กเพิ่มตามปริมาณความเสียหาย จากผล XPS บ่งชี้ปริมาณ SiO2 สูงมากบนพื้นผิวที่เสียหายมาก

คำสำคัญ