بایوساید ها در هیدروتست

تست هیدرواستاتیک

عملیات ایمن خطوط لوله گاز و نفت نیاز به طراحی دقیق، ساخت و تایید یکپارچگی سازه دارد. خرابی یک خط لوله نه تنها باعث خسارات اقتصادی می شود، بلکه می تواند منجر به اثرات فاجعه بار زیست محیطی و حتی تلفات جانی شود. آزمایش‌های هیدرواستاتیک گاهی بر روی خطوط لوله‌ای انجام می‌شود که برای چند سال به طور مداوم کار کرده تا یکپارچگی خط لوله را نشان دهند، اگرچه این روش با روش‌های بازرسی درون خطی جایگزین می‌شود. در آمریکای شمالی، به ویژه در جاهایی که خطوط لوله در محیط منجمد دائمی نصب می‌شوند، پیشنهادهایی برای جایگزینی الزامات آزمایش هیدرواستاتیک با کار بازرسی و مدیریت کیفیت وجود دارد، عمدتاً به دلیل دشواری مدیریت منابع و دفع آب ، آزمایش هیدرواستاتیک در این مناطق، با خطر یخ زدن سیال در خط لوله و غیر قابل استفاده شدن آن همراه است.

در طول آزمایش هیدرواستاتیک، فشار داخلی بالاتر از فشار معمولی به بخش ایزوله از خط لوله، تحت شرایط بدون جریان، برای یک دوره زمانی ثابت اعمال می شود. فشار را می توان با استفاده از گازهایی مانند هوا، گاز بی اثر و گاز طبیعی یا مایعاتی مانند فرآورده های نفتی یا آب انجام داد. آب در اکثر آزمایش های فشار به دلایل هزینه و ایمنی، محیط آزمایشی انتخابی است.

یک بخش خط لوله با استفاده از یک پمپ حجم بالا جدا شده و با آب پر می شود (شکل زیر). پس از پر شدن لوله از آب، با استفاده از پمپ فشار قوی، فشار را تا حد مورد نظر افزایش می دهند. سپس این فشار برای یک زمان از پیش تعیین شده نگه داشته می شود تا یکپارچگی خط لوله بررسی شود.

بایوساید در هیدروتست

پس از اتمام آزمایش، فشار آزاد شده و خط لوله آبگیری می شود. آبگیری خط لوله با فشار دادن یک “پیگ” از طریق خط با استفاده از هوای تحت فشار، گاز یا مایع نفتی انجام می شود. فرآیند آزمایش هیدرواستاتیک، از جمله پر کردن، آزمایش و کاهش فشار، بسته به اندازه و طول لوله می تواند از چند روز تا چند هفته متغیر باشد. آب تخلیه شده معمولاً حاوی آلاینده ها و ذرات معلق موجود در خط لوله است.

پارامترهای موثر بر کیفیت آب

کیفیت آب دفع از آزمایشات هیدرواستاتیک تحت تأثیر چهار منبع اصلی است:

  • کیفیت آب منبع.
  • واکنش بین مواد در تماس با آب آزمایش (مثلاً مواد مورد استفاده درساخت خط لوله، ذرات حاصل از ساخت و ساز).
  • مواد شیمیایی اضافه شده به آب آزمایش.
  • عملیات خط لوله یا خدمات قبلی.

منابع آب

منبع آب بر ویژگی های آب دفع تأثیر می گذارد، زیرا منبع اصلی میکروارگانیسم ها، آلاینده های معدنی و آلی است.

آب برای آزمایش از نزدیکترین منبع آب موجود، از جمله آبهای سطحی (رودخانه، دریاچه، نهر یا دریا)، آب چاه، منبع آب شهری و پساب فاضلاب به دست می آید. در نتیجه، کیفیت آب منبع برای هر مکان آزمایشی خاص است و می تواند به طور قابل توجهی با مکان منبع متفاوت باشد.

آلاینده های طبیعی آب

پارامترهایی مانند pH، سختی، اکسیژن محلول و محتوای کلرید می توانند بر میزان اکسیداسیون فلز در طول دوره ای که آب آزمایش در لوله است تأثیر بگذارد. باکتری‌های خاصی مانند باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB) که اغلب در خاک یافت می‌شوند، می‌توانند باعث خوردگی زیستی دیواره‌های لوله شوند. خوردگی میکروبیولوژیکی در لوله های آب چدنی شکل بین کمتر از 100 میکرومتر در سال و 1 میلی متر در سال گزارش شده است. با این حال، زمان ماندگاری آب در آزمایش‌های هیدرواستاتیکی معمولاً بسیار کوتاه است که امکان خوردگی قابل‌توجهی را ندارد.

برخی از خطوط لوله هیدروکربنی با استفاده از آب حاصل از چاه های تولید گاز یا نفت به صورت هیدرواستاتیک آزمایش می شوند – این سیالات حاوی باکتری های کاهنده سولفات (SBR) و سایر آلاینده ها هستند، بایوساید های ویژه اغلب در طول عملیات خط لوله برای آزمایش آب از این منابع برای کنترل خطر SRB در طول آزمایش اضافه می شوند.

برای به حداقل رساندن خطر آسیب خوردگی به لوله در طول آزمایش هیدرواستاتیک، مواد شیمیایی به آب آزمایش هیدرواستاتیک اضافه می شود. مواد افزودنی و فرآورده های فرعی تجزیه آنها منبع دیگری از آلاینده ها در آب آزمایش هیدرواستاتیک هستند. اکسیژن زدا ها و  بایوساید های افزودنی اصلی معمولاً به آب اضافه می شود که به خط لوله وارد می شوند. بایوساید ها (یا باکتری کش ها) مواد شیمیایی هستند که از تشکیل و رشد میکروارگانیسم ها در آب جلوگیری می کنند.

بایوساید ها در عملیات نفت و گاز برای محدود کردن فعالیت باکتری‌ هایی که می‌توانند باعث خوردگی بیولوژیکی تجهیزات شوند، استفاده می‌شوند. حذف ذرات معلق، رسوب و تمیز کردن لوله اغلب برای کاهش زیستگاه های بالقوه و تکثیر باکتری ها ضروری است. بایوساید ها اغلب در خدمات خطوط لوله نفت و گاز برای کنترل خوردگی شیمیایی و باکتریایی ناشی از آلاینده‌های سیال تولیدی استفاده می‌شوند.

نوع بایوساید انتخاب شده به موارد زیر بستگی دارد:

  • باکتری های هدف.
  • اثربخشی شیمیایی بایوساید.
  • پایداری شیمیایی بایوساید.
  • سمیت، که به طور کلی با عملکرد ضد میکروبی بایوساید مرتبط است.
  • سازگاری بایوساید با سایر افزودنی‌های مورد استفاده در لوله – اغلب از ترکیبات بایوساید ها با حذف‌کننده‌های اکسیژن استفاده می‌شود که دامنه وسیع‌تری از اثربخشی را ممکن می‌سازد.
  • واکنش پذیری بایوساید نسبت به سایر مواد یا ترکیبات در خط لوله.

بایوساید ایزوتیازولین Isothiazolinone Biocide


گالن 60 کیلویی
فروش بایوساید مورد نیاز صنایع مختلف، جهت کسب اطلاعات بیشتر با دکتر کمیکال تماس بگیرید.

باکتری های هدف در هیدروتست

باکتری های مسئول خوردگی لوله های فلزی در سه گروه قرار می گیرند:

الف) باکتری های کاهنده سولفات (SRB) – یک باکتری کاملاً بی هوازی است که می تواند در پاکت های بی هوازی در سیستم هایی با اکسیژن محلول، در محدوده pH 4.5 تا 9 زنده بماند. آنها معمولاً در خاک، ته لوله ها و دیگر آب های ساکن در رسوب، لایه های داخلی بیوفیلم و / یا رسوب آنها تنفس بی هوازی انجام می دهند، یون های سولفات را به یون سولفید و ترکیبات آلی را به اسیدهای آلی یا دی اکسید کربن، اکسید می کنند. سولفید تولید شده می تواند با آهن محلول که رسوبات سیاه دی سولفید آهن (FeS2) تولید می کند واکنش نشان دهد یا می تواند با یون های هیدروژن واکنش داده و سولفید هیدروژن (H2S) را تشکیل دهد. با تولید H2S، SRB هیدروژن اتمی را از سطح فولاد خورده حذف می کند، سطح کاتدی را دپولاریزه می کند و باعث خوردگی بیشتر می شود. H2S  همچنین می تواند با روی و سرب واکنش داده و منجر به تشکیل سولفید فلز شود.

ب) باکتری های اکسید کننده آهن – باکتری های رشته ای ساکن غده ها، گودال های روی سطوح فولادی و تپه ها در حوضچه های باز، چاه های تامین کننده، فیلترها، خطوط و چاه های تزریقی. آنها آهن (II) را به آهن (III) یا منگنز (II) به منگنز (III) اکسید می کنند. آهن (III) می تواند هیدروکسید آهن و کلرید آهن را تشکیل دهد که تمایل به تجمع در سل دارند. کلرید آهن برای فولاد زنگ نزن و فولاد کربنی خورنده است و رسوب آن باعث ایجاد حفره های بی هوازی برای رشد باکتری های بی هوازی می شود.

پ) باکتری های اکسید کننده گوگرد – باکتری های هوازی که سولفید را به گوگرد یا سولفات عنصری یا گوگرد عنصری را به سولفات و اسید سولفوریک اکسید می کنند. آنها معمولاً در جایی یافت می شوند که خطوط جمع آوری به چاله های باز تخلیه می شود. باکتری ها می توانند با حذف محصولات خوردگی از سطح فلز و دپولاریزه کردن سطح، به خوردگی کمک کنند.

طیف وسیعی از بایوساید ها در بازار موجود است. بایوساید ها به دو گروه طبقه بندی می شوند: بایوساید های اکسید کننده ، یعنی مواد شیمیایی با زمان واکنش سریع، مانند کلر، برم و مشتقات آنها. و بایوساید های غیر اکسید کننده ، که مواد شیمیایی با سرعت واکنش کندتر هستند، اما کمتر به فلزات و الاستومرها آسیب می رسانند.

برای آزمایش فشار هیدرواستاتیک، بایوساید های غیر اکسید کننده بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. حالت و سرعت عمل این بایوساید ها با توجه به ترکیب فعال در فرمول آنها متفاوت است.

خطوط لوله دریایی اغلب از یک بایوساید (در آب دریا) استفاده می کنند، چه لازم باشد یا نه، این عمل عمدتاً توسط شرکت های شیمیایی و «تجربه» انجام می شود، نه براساس واقعیت. بایوساید از تصفیه آب دریا برای بخش فراساحلی خط لوله گاز تاسمانی حذف شد، زیرا دریافت مجوز برای تخلیه آب در نزدیکی ساحل مشکل بود. آزمایش‌های انجام‌شده بر روی آن آب باقی‌مانده شواهدی را ارائه کرد که نشان می‌دهد خطر خوردگی باکتری در طول دوره آزمایش، به علاوه حاشیه قابل‌توجه، کم بود. برای کنترل خوردگی نمک، آب با یک جاذب اکسیژن تصفیه شد.

به طور کلی اثربخشی یک بایوساید با سمیت آن برای محیط زیست مرتبط است، و اغلب نیاز به درمان قبل از دفع دارد. برخی از بایوساید ها مانند آکرولئین نیاز به تزریق کمتری نسبت به سایرین مانند ترکیبات چهارتایی و آمین دارند که پایدار هستند و قبل از دفع نیاز به تزریق گسترده دارند. این امر انواع بایوساید هایی را که می توانند در آزمایشات هیدرواستاتیک زمانی که آب در محیط تخلیه می شود مورد استفاده قرار گیرند، محدود می کند.

در ایالات متحده، بایوساید های مورد استفاده در صنعت نفت و گاز توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) تحت قانون فدرال حشره کش و قارچ کش 1972 (FIFRA) تنظیم می شود. بایوساید ‌ها باید قبل از استفاده تأیید و آزمایش شوند، و مجوزهایی برای تنظیم تخلیه از آزمایش‌های هیدرواستاتیک، تعیین محدودیت‌های پساب، ممنوعیت‌ها، الزامات گزارش‌گیری و غیره صادر می‌شود. محدودیت‌های تصفیه و تخلیه توسط سیستم ملی حذف آلاینده‌ها (NPDES) مشخص شده است.

در استرالیا، استفاده از بایوساید نیاز به تأیید نهاد نظارتی در هر ایالت یا قلمرو دارد، به عنوان مثال EPA. اگر بایوساید ها وجود داشته باشند، آب آزمایش باید تصفیه شود و قبل از دفع بایوساید خنثی شود.

از آنجایی که همه بایوساید ها برای محیط آبی سمی هستند، همه آنها باید قبل از انتشار خنثی شوند. عملی ترین رویکرد برای استفاده از بایوساید ، انتخاب یک افزودنی موثر و سپس استفاده از روش های فیزیکی یا شیمیایی برای سم زدایی آب تصفیه شده با بایوساید قبل از تخلیه است.

اغلب روش‌های سم‌زدایی گزارش‌شده یا توصیه‌شده توسط تأمین‌کنندگان مواد شیمیایی به هفته‌ها نیاز دارند تا سم‌زدایی بایوساید قابل‌توجهی رخ دهد، نه ساعت‌ها یا دقیقه‌های مورد نظر در عملیات میدانی. به این ترتیب، دفع مستقیم به محیط زیست امکان پذیر نیست و ساخت مخازن نگهداری یا تأسیسات اضافی برای خنثی سازی بایوساید ها مورد نیاز است.

مقالات مرتبط