Yazar
Ahmed, Mohammed Salih
Basım Tarihi
2020-01
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
503ba17f-c04a-4559-af6e-fca5ce99a1a5
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2020-01
Örnek Metin
Korozyon, bir malzemenin çevresiyle reaksiyona girmesi ve gaz ve petrol üretimi ve taşıma tesisleri ile ilişkili doğal olası bir tehlike nedeniyle, malzemenin kasıtsız olarak bozulması ve bozulmasıdır. Düşük karbon yüzdesine sahip çelik, mükemmel mekanik özellikleri ve düşük maliyeti nedeniyle gaz ve petrol endüstrilerinde özellikle boru hatları için kullanılmaktadır. Bununla birlikte boru hatları, asidik veya tuzlu ortama karşı korunmadığında bir veya daha fazla korozyon türü nedeniyle arızaya yatkın hale gelir. Petrol ve gaz endüstrilerinde ve çeşitli sektörlerde korozyon sonrası ekipman bakımlarının finansal sorunları ve yüksek maliyeti, korozyon kontrol stratejilerinin iyileştirilmesi ihtiyacını artırmıştır. Bu nedenle korozyonun önlenmesi genellikle genel tasarım felsefesinin önemli bir parçasıdır. Korozyon çalışmasının ardındaki temel motivasyon, her zaman yaşam döngüsü maliyetini optimize etme ve bir sektördeki tesislerin teknik bütünlüğünü sağlama arzusunda yatmaktadır. Korozyonun azaltılması çeşitli yüzey işlemlerinin uygulanmasıyla sağlanabilir. Bu çalışma, petrol endüstrisinde kullanılan karbon çeliğinin korozyonunun önlenmesi için yeni bir yüzey işleme tekniği olarak kimyasal mekanik parlatmayı (CMP) araştırmaktadır. Karbon çeliğinin korozyon olgusunun davranışı üç aşamada incelenmiştir. İlk aşamada çeliğin statik korozyon davranışını incelemek için numuneler farklı pH değerlerine sahip DIW'ye daldırıldı. Ayrıca bu amaçla geliştirilen akış düzeneği ile dinamik korozyon davranışı araştırılmıştır. Çelik boru hatlarından sonra yüzeylerin morfolojisini gözlemlemek için Atomik Kuvvet Mikrografisinden (AFM) yararlanılmıştır. Duvar kayma geriliminin ve daldırma süresinin etkisi dinamik korozyon testi kapsamında değerlendirildi. Dinamik ve statik koşullar altında çelik numunelerin korozyon hızı ağırlık kaybı ölçümleri yoluyla hesaplandı. Bilim adamları, statik koşullar altında çelik numunelerde korozyon oranının düşük pH değerlerinde daha yüksek olduğunu, minimum ve maksimum korozyon oranlarının pH = 6 ve pH = 4'te elde edildiğini bildirdi. Ayrıca statik korozyon testleri, korozyon oranının ilk 48 saat boyunca yüksek olduğunu ve test süresi arttıkça azaldığını gösteriyor. Sonuçlar, artan duvar kayma geriliminin, özellikle pH=4'te korozyon oranının artmasına neden olduğunu göstermektedir. Mevcut çalışmanın bir sonraki aşamasında, CMP, silika bazlı bulamaç içindeki oksitleyici ve sadece oksitleyici içeren aşındırıcı kağıt kullanılarak polimerik ped ile cilalanarak numunelere uygulandı. Elde edilen yüzeyler, korozyon davranışları açısından değişen pH değerlerinde akış hızları aralığında test edilir. Akışkan akışının yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisi, geliştirilen deney düzeneğinde türbülanslı koşullar altında değerlendirilmiştir. Üretilen yüzeylerin elektrokimyasal davranışlarını anlamak için potansiyodinamik analizler de yapılmaktadır. Sonuçlar, silika bazlı bulamaçta oksitleyici ile cilalanan çelik numunelerin korozyon oranının, yalnızca oksitleyici varlığında aşındırıcı kağıt kullanılarak cilalanan numunelerle karşılaştırıldığında daha düşük olduğunu ve bunun yüzeyde oksit filmi oluşumuna atfedilebileceğini göstermektedir. Oluşan bu oksit tabakası korozyona karşı koruyucu bir kalkan görevi görür. Ayrıca silika bulamacındaki hidrojen peroksitin çeliğin ıslanabilirliği, yüzey pürüzlülüğü ve sertliği üzerindeki etkisi temas açısı ölçümü, profilometri, Taramalı Elektron Mikroskobu ve Mikro Sertlik Test Cihazı kullanılarak araştırılmıştır. Son aşamada MP ve CMP ile hazırlanan yüzeyler sol-jel yöntemi kullanılarak hazırlanan kaplama seti ile kaplandı. Asidik bir ortamda korozyon incelemesi üzerine bu kaplanmış numuneler, kaplanmamış numunelerle karşılaştırıldığında gelişmiş korozyon direnci özelliği sundu. Mevcut çalışma, yedi gün boyunca her 24 saatte bir ölçülen statik korozyon oranlarının, 48 saat sonra zamanla neredeyse doğrusal bir düşüş gösterdiği sonucuna varmıştır. Geliştirilen düzenek kullanılarak elde edilen dinamik korozyon hızları, aynı hız için korozyon hızının zamanla düştüğünü göstermektedir. Kritik hıza kadar korozyon hızları artan hız ile artmasına rağmen, bu hızdan sonra korozyon hızı azalmaktadır. Bununla birlikte, pH=4'te kritik hızın ötesinde korozyon hızında bir artış gözlendi; bu, borunun içinde akan sıvının momentumuyla karşılaştırıldığında asidik ortamın çelik korozyonu üzerindeki daha belirgin etkisi ile beğenilebilir. Diğer tüm dinamik korozyon durumları, korozyon ile zaman arasında ters bir ilişki gösterir. Bu ilişki yukarıda sunulan statik korozyonda da gözlenmiş ve diğer çalışmalarda da kanıtlanmıştır. Korozyonun olumsuz etkilerinin ortaya çıkması, malzeme için yıkıcı, petrol ve gaz üretimi ve ortaya çıkması için potansiyel risk oluşturan bir etkendir. Uygun mekanik özellikleri ve fiyatı nedeniyle karbon çeliğinden yapılmış boru hatları petrol ve gazın yayılmasında yaygın olarak kullanılır. Ancak bu tip borular asidik ve tuzlu bölgelerdeki iç bölgelere eğilimlidirler. Korozyon, pek çok alanda sebep olduğu yüksek maliyet, tedarik konusunda yoğun çalışmalarda yapılan ve ürünün geliştirilmesinde önemi yüksek bir belirsizdir. Korozyon üzerine yapılan ürün genellikle ürünün uygun teknik çeşitliliği ve maliyete sahip olması amaçlanmaktadır. Korozyon farklı yüzey iyileştirme yöntemleri ile önlenebilir. Bu tez çalışmasının amacı kimyasal-mekanik güçlendirme yönteminin petrol sanayiinde kullanılan karbon jhuh çeliği üzerindeki bozulmaları arttırıcı yön mukavemetini araştırmaktır. İlk bölüm örnekleri, karbon çeliğinin statik reaksiyonlarının incelenmesi amacıyla farklı pH değerlerine sahip deiyonize suya tutulmuştur. Ayrıca, dağılım düzeni ile malzemelerin dinamik dağılımları da birbirinden farklıdır. Çeliklerin yüzey morfolojileri Atomsal Kuvvet Mikroskobu altındadır. Yüzey kayma gerilmesi ile deiyonize suda bekletilme süresi arasındaki ilişki dinamik aşınma testine tabi tutulmuştur. Hem statik hem de dinamik testlerde ki hız kaybı, örnek ağırlık kaybı hesaplanarak hesaplanmıştır. Statik testlerde düşük pH değerlerinde bozulma hızı daha fazla olmuştur ( pH = minimum 6; pH = maksimum 4). Ayrıca, statik hareketler test sırasındaki değişim hızının ilk iki günde yüksek olduğu; Artan gün sayıları ile azalma gözlemlenmiştir. Artan yüzeyin gerilmesi, özellikle de pH = 4 iken, oranların artmasıdır. İkinci bölümde, silika bazlı karışım ve polimerik ped ile bir kısım oksitleyici içeren örnekler, yalnızca oksitleyici ve tarama teknolojik-mekanik parlatma işlemine tabi tutulmuştur. Parçalanmanın elde edilen yüzeyler kırılmasının bölünebilmesi için farklı akış hızları ve pH değerlerinde test edilmiştir. Akışın yüzeyinin pürüzlülüğü üzerindeki etkisi, ayrık test düzeni ile türbülanslı ortamda test edilmiştir. Ayrıca potansiyodinamik analizler ile yüzeylerin elektrokimyasal elektrik çıkışı da vardır. Sonuçlar, oksitleyici içeren silika bazlı karışım ile parlatılmış örneklere karşı oksitleyici içeren aşındırıcı kağıt ile cilalanmış örneklerden daha dayanıklı olduğu gösterilmiştir. Bu durum, malzeme oluşur ve koruyucu bir tabaka tabakasının gören oksit katmanları ile açıklanabilir. Ayrıca, silika bazlı karışımlarda bulunan hidrojen peroksitin ısılanabilirlik, yüzey pürüzlülüğü ve sertliği üzerindeki etkilerin temas özellikleri özellikleri, profilmetre, Taramalı Elektron Mikroskobu ve Mikro Sertlik Ölçüm Cihazı ile ölçümü. Son bölümde, mekanik ve kimyasal mekanik değiştirme işlemi ile sağlanan ve sol-jel yöntemi ile kaplanan örneklerin olup olmadığı görülüyor. Yapılan testlerde kaplanmış olan örneklerin, kaplanmamış olanlara kıyasla asidik analizlere karşı daha dayanıklı olduğu gözlemlendi. Çalışmada statik değişim testi sırasında yedi gün boyunca, 24 zamanda bir yapılan ölçümler sonuç değişim hızı ilk 48 boyunca lineer olmultur. Kurulan test düzeneği ile değişimlerin dinamik değişimleri testi, aynı gidişatların değişimleri testlerdeki değişimlerin hızının giderek azalması; Ancak kritik bir hızın altında akış hızı ile aralıkların hızı arasında doğru bir dağılım gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, pH değeri 4 iken kritik akış hızının üstünde dahi değişim hızları değişir. Bu durum, asidik ortamın çelik dağılımının değişiminin daha etkili olması ile açıklanabilir. Dinamik patlamalar için bu vaka dışında ki bütün diğer vakalarda hızlanma hızı ve zaman arasında ters bir ilişki gözlemlenmiştir. Aynı bağıntı statik durumları için de gözlemlenmiş ve bu durum, yapılmış diğer çalışmalarla paralellik göstermektedir.
