টাইটানিয়াম অ্যালয় অয়েল ওয়েল পাইপের জারা প্রতিরোধের উপর অধ্যয়ন করুন

টাইটানিয়াম খাদ জারা প্রতিরোধের সারমর্ম হল যে টাইটানিয়াম হল একটি তাপগতিগতভাবে অস্থির উপাদান যার একটি স্ট্যান্ডার্ড ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্য শুধুমাত্র -1.63 V (স্ট্যান্ডার্ড হাইড্রোজেন ইলেক্ট্রোড HSE)। অতএব, টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম মিশ্রণগুলি বায়ু বা এমনকি জলে একটি অবিচ্ছিন্ন, ঘন এবং খুব পাতলা পৃষ্ঠের অক্সাইড ফিল্ম তৈরি করতে খুব সহজ, যা Ti2O3 এর একটি অভ্যন্তরীণ স্তর এবং TiO2 এর একটি বাইরের স্তর দ্বারা গঠিত এবং এটি ঘন হতে থাকে। রেডক্স প্রতিক্রিয়া এগিয়ে যায়। টাইটানিয়াম খাদের পৃষ্ঠকে আচ্ছাদিত অক্সাইড ফিল্ম প্রতিক্রিয়া চার্জ স্থানান্তরকে বাধা দেয় এবং ক্ষয়কারী মাধ্যমে টাইটানিয়াম খাদকে দ্রবীভূত করে বা বাধা দেয়, যার ফলে প্যাসিভেশন হয়।

যাইহোক, টাইটানিয়াম খাদ অন্যান্য খাদ তুলনায় একটি উচ্চ ইতিবাচক সম্ভাবনা আছে. বিভিন্ন সংকর ধাতুর সাথে মিলিত হলে, টাইটানিয়াম খাদ একটি ক্যাথোড হিসাবে সুরক্ষিত থাকে, যা সংযুক্ত ধাতুর ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে এবং কাঠামোগত ক্ষতি হতে পারে। অতএব, দেশী এবং বিদেশী পণ্ডিতরা ড্রিল পাইপ এবং তেল আবরণে টাইটানিয়াম খাদের জারা প্রতিরোধের উপর নির্দিষ্ট গবেষণা পরিচালনা করেছেন।

1. টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপ
পেং এট আল। টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের ক্লান্তি কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন. ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে বাতাসে, ইস্পাত গ্রেড বৃদ্ধির সাথে, ড্রিল পাইপের ক্লান্তি জীবন বাড়ানো হবে, যখন ড্রিলিং কাদাতে, টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের ক্লান্তি কর্মক্ষমতা সর্বোত্তম। চিত্র 3a ঘরের তাপমাত্রা H2S কাদার অধীনে বিভিন্ন ড্রিল পাইপের নমুনার ক্লান্তি বক্ররেখা দেখায়। H2S কাদার উপস্থিতি প্রতিটি ড্রিল পাইপের নমুনার ক্লান্তি জীবনকে ব্যাপকভাবে কমিয়ে দেবে, যা নির্দেশ করে যে ড্রিল পাইপের H2S কাদার প্রতি উচ্চ সংবেদনশীলতা রয়েছে। H2S কাদা পরিবেশে, টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের ক্লান্তি জীবন G105, S135 এবং V150 এর মতো ইস্পাত ড্রিল পাইপের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। চিত্র 3b 100 ডিগ্রিতে H2S কাদায় বিভিন্ন ড্রিল পাইপের SN বক্ররেখা প্লট করে। ঘরের তাপমাত্রার বাতাসের সাথে তুলনা করে, G105, S135, V150 এবং Ti নমুনার ক্লান্তি জীবন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে। H2S কাদা এবং তাপমাত্রার কাপলিং ফ্যাক্টর একটি একক ফ্যাক্টরের চেয়ে ড্রিল পাইপের ক্লান্তি জীবনের উপর বেশি প্রভাব ফেলে। এই কাপলিং অবস্থার অধীনে, টাইটানিয়াম ড্রিল পাইপের ক্লান্তি জীবন এখনও অন্যান্য ড্রিল পাইপের তুলনায় একটি বড় সুবিধা রয়েছে।

চিত্র.3 বিভিন্ন কাজের অবস্থার অধীনে G105, S135, V150 এবং Ti ড্রিল পাইপের নমুনার ক্লান্তি বক্ররেখা

চেন এট আল। TC4 টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের পৃষ্ঠে মাইক্রো-আর্ক অক্সিডেশন সঞ্চালনের জন্য জারণ সমাধানে সোডিয়াম টুংস্টেটের বিভিন্ন ঘনত্ব যোগ করতে একটি নতুন পৃষ্ঠ চিকিত্সা মাইক্রো-আর্ক অক্সিডেশন প্রযুক্তি ব্যবহার করেছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে টংস্টেন ডোপিং কার্যকরভাবে TC4 টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের কঠোরতা এবং জারা প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে। এবং যখন সোডিয়াম টুংস্টেটের ঘনত্ব 3 g/L হয়, তখন টাইটানিয়াম অ্যালয় ড্রিল পাইপের মাইক্রো-আর্ক অক্সিডেশন স্তরের ব্যাপক কর্মক্ষমতা সর্বোত্তম।

সংক্ষেপে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ সালফার পরিবেশে টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের জারা ক্লান্তি জীবন ইস্পাত ড্রিল পাইপের চেয়ে ভাল এবং TC4 টাইটানিয়াম খাদের পৃষ্ঠের চিকিত্সা কার্যকরভাবে ড্রিল পাইপের কঠোরতা এবং জারা প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে। যাইহোক, পৃষ্ঠের চিকিত্সার মাধ্যমে টাইটানিয়াম খাদ ড্রিল পাইপের জারা প্রতিরোধের উন্নতির বিষয়ে এখনও কিছু গবেষণা রয়েছে, যা ভবিষ্যতের গবেষণার জন্য একটি দিকনির্দেশও প্রদান করে।

2. টাইটানিয়াম খাদ তেল আবরণ
ওয়াং এট আল। তেল আবরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যে টাইটানিয়াম খাদ উপাদান TC4 অধ্যয়ন. তারা দেখেছে যে একটি অম্লীয় ক্ষয় পরিবেশে, TC4 খাদের পৃষ্ঠে স্থানীয় ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্ষয় রয়েছে, প্রধানত ক্ষয় সৃষ্টি করে। CO2 ধারণকারী সমাপ্তি তরল, TC4 খাদ এর ক্ষয় ডিগ্রী আরো গুরুতর, কিন্তু ক্ষয় প্রতিরোধের CO2 ধারণকারী গঠন জলে ভাল. উপরের দুটি CO2-তে ক্ষয়কারী মিডিয়া রয়েছে, TC4 অ্যালয় স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের দুর্দান্ত প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে। স্থলজ পরিবেশের সাথে তুলনা করে, TC4 খাদ গভীর সমুদ্রের পরিবেশে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের জন্য আরও সংবেদনশীল।

একই সময়ে, ওয়াং এট আল। এছাড়াও বিভিন্ন স্ট্রেস লোডিং অবস্থার অধীনে TC4 টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের জারা প্রতিরোধের প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করে এবং দেখেছে যে নমুনার পৃষ্ঠে ইলাস্টিক স্ট্রেস দ্বারা লোড করা গর্তগুলি উপস্থিত হয়েছিল, কিন্তু পিটিংয়ের মাত্রা তুলনামূলকভাবে হালকা ছিল এবং পৃষ্ঠের ফিল্ম স্তরটি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর দেখায়। বৈশিষ্ট্য এবং cation নির্বাচনী ব্যাপ্তিযোগ্যতা ছিল। যখন প্লাস্টিকের চাপের শিকার নমুনার পৃষ্ঠের গর্তগুলি গভীর এবং প্রশস্ত ছিল, এবং পৃষ্ঠের ফিল্ম স্তরের সেমিকন্ডাক্টর প্রকারটি পি-টাইপে রূপান্তরিত হয়েছিল, তখন Cl- এবং CO32- এর মতো অ্যানিয়নগুলি আরও সহজে শোষিত এবং ধ্বংস হয়েছিল। প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম, এবং প্রতিরক্ষামূলক ফিল্মের মাধ্যমে সাবস্ট্রেটের সাথে যোগাযোগ করা হয়, যার ফলে TC4 টাইটানিয়াম খাদ এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।

বর্তমানে, অপ্রচলিত তেল ও গ্যাস ক্ষেত্রের কাজের অবস্থা কঠোর। উচ্চ তাপমাত্রা টিউবিং এবং কেসিংয়ের ফলন শক্তি এবং ইলাস্টিক মডুলাসকে হ্রাস করবে এবং উচ্চ চাপ টিউবিং এবং কেসিংয়ের চাপ বাড়িয়ে দেবে। H2S, CO2 এবং Cl- একা বা একসাথে, টিউব এবং কেসিংয়ের ক্ষয় আরও বেশি গুরুতর হয়ে উঠছে। টাইটানিয়াম অ্যালয় টিউবিং এবং কেসিং কার্যকরভাবে ডাউনহোল জারা ব্যর্থতার সমস্যা সমাধান করতে পারে, তবে টাইটানিয়াম অ্যালয় টিউবিং এবং কেসিংয়ের জারা প্রতিরোধের বর্তমান গবেষণা এখনও অসম্পূর্ণ এবং আরও গবেষণা প্রয়োজন।

3. টাইটানিয়াম খাদ তেল ভাল পাইপ
Schutz et al. অন্যান্য তেলক্ষেত্র টাইটানিয়াম খাদ পাইপ স্ট্রিং সঙ্গে UNS R55400 খাদ পাইপ স্ট্রিং এর জারা প্রতিরোধের তুলনা. UNS R55400 পাইপলাইন ডেভেলপমেন্টের ল্যাবরেটরি ক্ষয় পরীক্ষার তথ্য দেখিয়েছে যে টাইটানিয়াম খাদ তেলক্ষেত্র শিল্পের সাথে সম্পর্কিত উচ্চ অম্লীয় এবং অ-অম্লীয় ক্লোরাইড-সমৃদ্ধ জলের পরিবেশে এসএসসি এবং স্থানীয় পিটিং এবং ক্রাইভস ক্ষয় প্রতিরোধের উন্নতি করেছে।

সারণি 2 বিভিন্ন তেলক্ষেত্রের পরিবেশে বিভিন্ন ধরণের টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের আনুমানিক পরিবেশগত পরিষেবা সীমা দেখায়। এটি দেখা যায় যে UNS R55400 এবং UNS R56404 টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি অ্যাসিডিক এবং অ-অম্লীয় ক্লোরাইড-সমৃদ্ধ জলের পরিবেশে সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা রয়েছে এবং সর্বোচ্চ শক্তি হল UNS R58640 বিটা টাইটানিয়াম অ্যালয়।

ওয়েই এট আল। হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডে টি-মো টাইটানিয়াম খাদের মাইক্রোস্ট্রাকচার বিবর্তন এবং জারা আচরণের উপর অ্যানিলিং তাপমাত্রার প্রভাব অধ্যয়ন করেছে। তারা দেখতে পান যে যখন অ্যানিলিং তাপমাত্রা 850 ডিগ্রি অতিক্রম করে, তখন টাইটানিয়াম খাদের পৃষ্ঠে গঠিত MoO3 এবং TiO2 প্যাসিভেশন ফিল্মগুলি দ্রবীভূত হয়, ক্ষয়ের হার বৃদ্ধি পায় এবং -ফেজ এবং -ফেজ মাইক্রোগ্যালভানিক কোষগুলি গঠিত হয়। উপরন্তু, প্যাসিভেশন ফিল্ম এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায় যা অ্যানিলিং তাপমাত্রা থেকে স্বাধীন।

উপরের গবেষণার ফলাফলের মাধ্যমে, এটি পাওয়া গেছে যে অ্যানিলিং তাপমাত্রা, উচ্চ অ্যাসিড এবং অ-অম্লীয় ক্লোরাইড-সমৃদ্ধ জলের পরিবেশ টাইটানিয়াম অ্যালয়েসের জারা প্রতিরোধকে প্রভাবিত করবে। এই উপসংহারটি ভবিষ্যতে টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলির অপ্টিমাইজেশনের জন্য নির্দেশক তাত্পর্য রয়েছে।