کتاب ترک‌خوردگی توام با تنش در خطوط لوله فولادی

عنوان کتاب: ترک‌ خوردگی توام با تنش در خطوط لوله فولادی

مولف: فرانگ چنگ

مترجمین: محمدعلی مهتدی‌بناب، معصومه عزیزیان، محمد عزیزیان.

معرفی کتاب

این کتاب ابتدا با مطرح کردن پیوندی که بین خطوط لوله با اقتصاد ملی و نیز مسائل روبه رو با رشد طبیعی و زیرساخت های انرژی جهانی است را عنوان می کند تا به اهمیت مهندسی این لوله ها اشاره کند.

چرا که انفجار سازه هاییی مانند دکل که وابسته با خطوط لوله ای هستند می تواند یک فاجعه زیست محیطی باشد. در این کتاب به ترک خوردگی لوله های فولادی می پردازد و آن را تنشی به عنوان یک چالش برای صنعت عنوان می کند.(ترک خوردگی لوله فولادی)

نویسنده هدف این کتاب را ارائه خلاصه و مهم­تر، تاریخچه­ای از وضعیت کنونی درک علمی و عملی مهندسی مربوط به ترک خوردگی تنشی خط لوله است، عنوان می کند؛ و در ادامه این کتاب را برنامه ای می توان دانست برای مهندسین و محققینی که در زمینه ی ترک خوردگی خطوط لوله ای فعالیت دارند.

در فصل های این کتاب می خوانیم: معرفیخطوط لوله، توسعه صنعت خط لوله جهانی و اثرات خطرناک ترک خوردگی تنشی را بر روی یکپارچگی این سیستم ­ها. و نیز به بررسی اصول ترک خوردگی تنشی در فلزات می پردازد. و قسمت عمده کتاب به مطالعه این مسئله می پردازد که ترک خوردگی تنشی به عنوان یک پدیده و مکانیزم منحصر به فرد معرفی می کند.(ترک خوردگی لوله فولادی)

بخشی از کتاب

به طور کلی پذیرفته شده است که پوشش­ های اپوکسی پیوندیFBE محافظت مؤثر علیه ترک خوردگی توام با تنش هستند. اگر سطح فولاد به درستی عملیات روی آن انجام شود، FBE دارای چسبندگی بسیار خوبی نسبت به فولاد است.

علاوه بر این، FBE به حفاظت کاتدیک قابل نفوذ است. شکل 4-1 ویژگی­ های الکتروشیمیایی سلول­ های آزمایشی جدا شده از FBE را نشان می­ دهد، همانطور که در شکل 4-2 نشان داده شده است.

پتانسیل خوردگی یک الکترود کار فولادی X70  که از الکترودهای مرجع(WE)  الکترود کالومل الکترود(SCE)  جدا شده از طریق یک پوسته ­ی FBE در دو سلول به طور چشمگیری با گذشت زمان، حتی نزدیک به پتانسیل خوردگی آزاد یک فولاد خالص در یک محلول خاک یعنی V (SCE) 0.87، پس از 32 روز غوطه ­وری، در شکل 4-1 a نشان می­ دهد.

تراکم جریان کاتدی که در قطبش پتانسیواستاتیک V(SCE)1.5- بدست می ­آید که با زمان (شکل  4-1 b) تغییر می­ کند.(ترک خوردگی لوله فولادی)

نمودارهای نایکیست به طور نیمکره­ای به طور منظم نشان می­ دهد که با زمان کاهش می­ یابد و نشان دهنده افزایش تکانه هیدروژن در قطبی شدن کاتدی است. به نظر می­ رسد که حفاظت کاتدیک از طریق FBE نفوذ کند، همانطور که توسط پاسخ­ های الکتروشیمیایی اندازه­گیری شده است.

فهرست

پیشگفتار

مقدمه مولف.

فهرست اختصارات و نمادها.

فصل اول: مقدمه.

1-1 لوله ها به عنوان “بزرگراه­های انرژی”.

1-2 مدیریت ایمنی لوله کشی و یکپارچه سازی.

1-3 ترک خوردگی توام با تنش خطوط لوله.

مراجع.

 فصل دوم: اصول ترک خوردگی توام با تنش.

2-1 تعریف ترک خوردگی توام با تنش.

2-2 ترکیبات محیطی فلز خاص.

2-3 ملاحظات متالورژی ترک خوردگی توام با تنش

      2-3-1 تأثیر مقاومت مواد در ترک خوردگی توام با تنش

      2-3-2 اثر ترکیب آلیاژ بر روی ترک خوردگی توام با تنش

      2-3-3 تأثیر عملیات حرارتی بر روی ترک خوردگی توام با تنش

      2-3-4 رسوب مرز دانه

      2-3-5 جداسازی مرز دانه

2-4 الکتروشیمی ترک خوردگی توام با تنش.

      2-4-1 ترمودینامیک ترک خوردگی توام با تنش.

      2-4-2 سینتیک ترک خوردگی توام با تنش.

2-5 مکانیزم ترک خوردگی توام با تنش

      2-5-1 مکانیزم­های آغازین ترک خوردگی توام با تنش.

 2-5-2 گسترش انتشار ترک خوردگی توام با تنش

 2-5-3 ترویج مکانیکی شکستگی مکانیکی

2-6 اثر هیدروژن بر تخریب ترک خوردگی توام با تنش و هیدروژن.

       2-6-1 منابع هیدروژن

       2-6-2 خصوصیات هیدروژن در فلزات.

       2-6-3 اثر هیدروژن

       2-6-4 مکانیزم آسیب هیدروژن

2-7 نقش میکروارگانیسم­ها در ترک خوردگی توام با تنش

       2-7-1 خوردگی میکروبی

       2-7-2 میکروارگانیسم­های درگیر در خوردگی میکروبی

       2-7-3 نقش خوردگی میکروبی در فرآیندهای ترک خوردگی توام با تنش

 2-8  خستگی خوردگی

       2-8-1 ویژگی­های شکست خستگی

       2-8-2 ویژگی های خستگی خوردگی

       2-8-3 عوامل موثر بر خستگی خوردگی و مدیریت خستگی خوردگی.

2-9 مقایسه ترک خوردگی توام با تنش، ترک القایی هیدروژن، خستگی خوردگی

مراجع

فصل سوم: درک ترک خوردگی توام با تنش در خطوط لوله

1-3 مقدمه

2-3  تاریخچه کار عملی ترک خوردگی توام با تنش در لوله ها.

       1-2-3 مورد 1: ترک خوردگی توام با تنش درخطوط لوله انبریج گلاناوان (در خط لوله نفت)

       2-2-3 مورد 2: ترک خوردگی توام با تنش لوله­های ویلیامز لیک (ترک خوردگی توام با تنش در یک خط لوله گاز)

3-3 ویژگی­های عمومی ترک خوردگی توام با تنش خطوط لوله

       3-3-1 ترک خوردگی توام با تنش خطوط لوله با pH بالا

       3-3-2 ترک خوردگی توام با تنش  pH تقریباً خنثی

       3-3-3 خصوصیات ترک خوردن

4-3 شرایط برای ترک خوردگی توام با تنش لوله

       3-4-1 محیط­های خوردگی

       3-4-2 حساسیت فولادهای خطوط لوله

       3-4-3 تنش

 5-3 اهمیت نوسان فشار در لوله­ها: ترک خوردگی توام با تنش یا خستگی خوردگی.

مراجع

فصل چهارم: ترک خوردگی توام با تنش خطوط لوله pH تقریباً خنثی.

4-1 مقدمه

4-2 خصوصیات اولیه

4-3 عوامل موثر

       4-3-1 پوش­ها

       4-3-2 حفاظت کاتدیک

4-3-3 مشخصات خاك

4-3-4 میکروارگانیسم­ها

4-3-5 دما

4-3-6 تنش

4-3-7 متالورژی فولاد

4-4 شروع ترک خوردگی توام با تنش با حفره­های خوردگی.

5-4 مكانيزم انتشار ترک خوردگی توام با تنش

        5-4-1 نقش هيدروژن در افزايش خوردگي فولادها

        5-4-2 پتانسيل وابسته به ترک خوردگی توام با تنش pH تقريباً خنثي در خطوط لوله

       5-4-3 فولادهای خط لوله در محلول­هایpH  تقریباً خنثی: همیشه از محلول فعال است؟

6-4 مدل­هایی برای پیش­بینی انتشار ترک خوردگی توام با تنش در pH نزدیک به خنثی

مراجع

فصل پنجم: ترک خوردگی توام با pH بالا تنش در خطوط لوله.

1-5 مقدمه

2-5 ویژگی­های اولیه

3-5 عوامل مؤثر

        3-5-1 پوشش­ها

        3-5-2 حفاظت کاتدیک

        3-5-3 خصوصیات خاک

        3-5-4 میکروارگانیسم­ها

        3-5-5  دما

        3-5-6 تنش

        3-5-7 متالورژی

4-5 مكانيزم­های شروع تنش ترک خوردگی اولیه.

        4-5-1 مكانيزم خوردگي الکتروشيميايی فولادهای خطوط لوله در لايه نازك الکتروليت كربنات-بی­كربنات تحت كنترل­شده تحت پوشش پراكنده

        4-5-2 مدل مفهومی برای ایجاد ترک خوردگی­های تنشی در یک الکترولیت کربنات-بی­کربنات با pH بالا در یک پوشش تخریب­شده

5-5 مكانيزم­ها براي آغاز ترک خوردگی توام با تنش

        5-5-1 پیشرفت انحلال آنودیک در نوک ترک

        5-5-2 افزایش خوردگی حفره­ای در نوک ترک

        5-5-3 ارتباط ساختار مرز دانه

6-5 مدل­هایی برای پیش­بینی سرعت رشد ترک خوردگی توام با تنش pH بالا.

مراجع

فصل ششم: ترک خوردگی توام با تنش خطوط لوله در محیط­های اسیدی

1-6 مقدمه

2-6  ويژگي­هاي اوليه

3-6 مکانیزم خوردگی الکتروشیمیایی فولادهای لوله­ای در محلول­های خاکی اسیدی.

4-6 مكانيزم­ها براي شروع و انتشار ترک خوردگی توام با تنش

5-6 اثر نرخ کرنش بر روی ترک خوردگی توام با تنش لوله­ها در خاک­های اسیدی

مراجع

فصل هفتم: ترک خوردگی توام با تنش در جوش­های خط لوله.

1-7 مقدمه

2-7 مبانی فلزکاری جوش

2-7-1 فرآیندهای جوشکاری

2-7-2 استحکام و میکروساختار جوش

2-7-3 پارامترهای تاثیر­گذار بر فرآیند جوش

2-7-4  نقص در ضایعات جوش.

3-7 جوش لوله: مسائل متالورژی

3-7-1 جوش فولاد  X70

3-7-2 جوش فولاد X80

3-7-3 جوش فولاد X100

4-7 جوش لوله: مسائل مکانیکی.

4-7-1 تنش باقی­مانده

4-7-2 سختی سنجی جوش

5-7 جوشكاري لوله: عناصر محيطي

5-7-1 معرفی هیدروژن به جوش­ها.

5-7-2 خوردگی در جوش

5-7-3 الکتروشیمیایی خوردگی موضعی در جوش­های خطی

6-7 ترک خوردگی توام با تنش در جوش­های خطوط لوله

6-7-1 اثرات خواص مواد و میکروساختار

6-7-2 اثرات فرآیند جوشکاری

6-7-3 ترک خوردگی توام با تنش هیدروژن سولفید در جوش­های خط لوله

مراجع

فصل هشتم: تنش ترک خوردگی  فولادهای با استحکام بالا.

1-8  مقدمه

2-8 توسعه تکنولوژی لوله­های فولادی با استحکام بالا

2-8-1  تکامل فولادهای خط لوله

2-8-2 فولادهای با استحکام بالا در خط لوله جهانی.

3-8 متالوژی فولادهای با استحکام بالا

3-8-1  پردازش ترمومکانیکی کنترل­شده

3-8-2 رفتار آلیاژ

3-8-3 میکروارگانیسم فولادهای با استحکام بالا

3-8-8 نقص­های متالورژیکی

4-8 حساسیت فولاد­های با استحکام بالا به تخریب هیدروژن.

4-8-1 هیدروژن تاول زده و ­HIC در فولادهای خطوط لوله با استحکام بالا

4-8-2 رفتار نفوذ هیدروژن فولادهای با استحکام بالا

5-8  متالوژی میکروالکترو شیمیایی فولادهای با استحکام بالا

5-8-1 فعالیت میکروالکترو شیمیایی در نقص­های متالوژیکی.

5-8-2 انحلال ترجیحی و خوردگی حفره در اطراف آخال­ها

6-8 فرسودگی زودرس فولاد­های با استحکام بالا و تاثیر آن بر تنش ترک خوردگی خطوط لوله

6-8-1 اصول پیری (فرسودگی) تنش

6-8-2 پیری کششی فولادهای خطوط لوله با استحکام بالا

6-8-3 تاثیر پیری کششی بر روی تنش ترک خوردگی خطوط لوله با استحکام بالا.

7-8 کرنش بر اساس طراحی خطوط لوله فولادی با استحکام بالا

7-8-1 تنش با توجه به حرکت لوله-زمین

7-8-2 اثرات پارامتری بر ترک خوردن لوله­های تحت SBD

8-8 تاثیر مکانی الکتروشیمیایی خوردگی لوله های تحت فشار.

مراجع

فصل نهم: مدیریت ترک خوردگی توام با تنش درخط لوله

1-9 ترک خوردگی توام با تنش در مدیریت یکپارچه خطوط لوله

1-9-1 عناصر مدیریت خط لوله

1-9-2 ارزیابی اولیه و تحقیق در مورد حساسیت به ترک خوردگی توام با تنش.

1-9-3 طبقه­بندي شدت ترک خوردگی توام با تنش و ارزیابی بعد از آن

1-9-4 انتخاب محل ترک خوردگی توام با تنش.

1-9-5  ارزیابی ریسک تنش ترک خوردگی

2-9 پیشگیری از ترک خوردگی توام با تنش لوله.

2-9-1 انتخاب و کنترل مواد

2-9-2 کنترل تنش

2-9-3 کنترل محیط­ها

3-9 نظارت و شناسایی ترک خوردگی توام با تنش خطوط لوله.

3-9-1 بازرسی­های درون خطی

3-9-2 پیگ­های هوشمند

3-9-3 بازرسی هیدرواستاتیک

3-9-4 گشت­زنی (پاسبانی) خط لوله

4-9 کاهش ترک خوردگی توام با تنش خط لوله.

این کتاب مناسب است برای

مهندسین و محققین و تکنسین هایی که نیاز به دانش در زمینه تنش در خطوط لوله ای فولادی است.(ترک خوردگی لوله فولادی)