Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Erdölanteilen im Formationswasser auf die Spaltkorrosion verschiedener metallischer Werkstoffe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Theoretische Grundlagen

2.1 Korrosion

2.2 Spaltkorrosion

2.3 Passivierung

2.4 Diffusionsgrenzschichtdicke

2.5 Löslichkeit von Erdöl und Formationswasseremulsionen

3. Versuchsdurchführung

3.1 Die Werkstoffe

3.2 Formationswasser/ Erdöl/ Elektrolyt

3.3 Versuchsaufbau

3.4 Durchführung der Messreihen

4. Auswertung und Vergleich der Ergebnisse

4.1 Vermischung von Erdöl und RFW

4.2 Versuche mit 1.4462 und 1.4542 als Mischelektrode

4.3 Versuche im ZRA- Betrieb

5. Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die Diplomarbeit untersucht das Spaltkorrosionsverhalten der Werkstoffe 1.4462 und 1.4542 in Multiphasengemischen aus Erdöl und realem Formationswasser, um das Ausfallrisiko dieser Legierungen in Multiphasenpumpen zu bewerten und den Einfluss des Erdölanteils auf die Korrosionsinhibierung unter verschiedenen Temperaturbedingungen zu bestimmen.

• Analyse des Einflusses verschiedener Erdölanteile im Formationswasser auf die Spaltkorrosion.
• Untersuchung des Misch- und Trennungsverhaltens von Erdöl-Formationswasser-Emulsionen.
• Bestimmung der korrosionshemmenden Wirkung von Erdöl bei unterschiedlichen Temperaturen.
• Evaluation des Werkstoffverhaltens 1.4462 und 1.4542 unter realitätsnahen Betriebsbedingungen mittels Spaltkorrosionsmesszelle.
• Bewertung der Anoden-Kathoden-Beziehung der verwendeten Stahllegierungen.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. Einleitung: Diese Einleitung erläutert die Bedeutung von Multiphasenpumpen in der Erdölförderung und begründet die Relevanz der Untersuchung von Spaltkorrosion an kritischen Bauteilen aus Chrom-Nickel-Stählen.

2. Theoretische Grundlagen: Das Kapitel vermittelt die notwendigen Kenntnisse über elektrochemische Korrosionsmechanismen, die spezifischen Anforderungen der Spaltkorrosion sowie die physikalischen Eigenschaften von Erdöl-Formationswasser-Emulsionen.

3. Versuchsdurchführung: Hier werden die verwendeten Werkstoffe 1.4462 und 1.4542, die Zusammensetzung des Elektrolyts sowie die technische Entwicklung und der Aufbau der Spaltkorrosionsmesszelle detailliert beschrieben.

4. Auswertung und Vergleich der Ergebnisse: Dieser Abschnitt dokumentiert die Messergebnisse der Versuchsreihen, analysiert das Trennungsverhalten der Medien und bewertet die Korrosionsströme sowie die auftretenden Schäden an den Proben.

5. Zusammenfassung und Ausblick: Diese Zusammenfassung reflektiert die Ergebnisse der Diplomarbeit, zieht Rückschlüsse auf die Korrosionsinhibierung durch Erdöl und gibt Empfehlungen für weiterführende Untersuchungen.

Schlüsselwörter

Multiphasenpumpe, Spaltkorrosion, Erdölförderung, Formationswasser, Edelstahl 1.4462, Edelstahl 1.4542, Korrosionsstrom, Emulsion, Phasentrennung, Elektrochemie, Werkstofftechnik, Passivierung, Belüftungselement, Lochkorrosion, Null-Ohm-Amperemeter.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Einflusses von Erdölanteilen im Formationswasser auf die Spaltkorrosion bei der Kombination der rostfreien Stähle 1.4462 und 1.4542, die in Multiphasenpumpen eingesetzt werden.

Welche Themenfelder sind zentral?

Zentrale Themen sind die elektrochemische Korrosion, die Werkstoffkunde rostfreier Stähle, das thermodynamische Verhalten von Emulsionen und der Aufbau von experimentellen Messzellen zur Korrosionsprüfung.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Ziel ist es, experimentell zu ermitteln, bei welchem Erdölanteil im Formationswasser die Spaltkorrosion an den untersuchten Proben unter verschiedenen Temperaturbedingungen minimiert oder vollständig verhindert wird.

Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?

Es wurde eine eigens entwickelte Spaltkorrosionsmesszelle verwendet, um den Stromfluss zwischen den Proben zu messen und die Trennung von Erdöl und Wasser unter variierenden Temperaturen zu beobachten.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Versuchsaufbau-Beschreibung, die Analyse des Misch- und Trennungsverhaltens, die Durchführung elektrochemischer Messungen mittels Potentiostat und ZRA-Betrieb sowie die mikroskopische Untersuchung der Probenoberflächen.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Die Arbeit ist durch Begriffe wie Multiphasenpumpe, Spaltkorrosion, Formationswasser, Korrosionsinhibierung und Edelstahllegierungen charakterisiert.

Warum wurde für die Versuche "recyceltes" Erdöl verwendet?

Ab den Versuchen mit einem Erdölanteil von 60% wurde recyceltes Material verwendet, um eine stetige Versorgung mit dem spezifischen Gemisch aus der Lagerstätte Mittelplate zu gewährleisten und die Versuchsdauer zu optimieren.

Warum wurde bei der zweiten Versuchsreihe das ZRA-Betriebsverfahren gewählt?

Das ZRA-Betriebsverfahren (Zero Resistance Ammeter) wurde genutzt, um zu analysieren, wie sich die beiden Proben ohne äußeres Potenzial zueinander verhalten und welche Probe dabei als Anode beziehungsweise Kathode fungiert.