Multiphasenpumpen werden vor allem in der Erdölförderung eingesetzt. Die Wellen-Naben-Verbindungen von modernen Multiphasenpumpen bestehen in der Regel aus zwei verschiedenen Chrom- Nickel- Stählen. Eine mögliche Kombination ist z.B., dass die Welle und die Spannmutter aus 1.4542 und die Schraubenspindel aus 1.4462 gefertigt werden. Bei dieser Kombination kann im Einsatz Spaltkorrosion auftreten,
wodurch die Festigkeit der Welle herabgesetzt wird. Dadurch sind unerwartete Ausfälle und Zerstörungen, auch mit Personenschäden, möglich. Im Rahmen der Arbeit wird untersucht, wie sich verschiedene Erdölanteile im Formationswasser auf die Spaltkorrosion auswirken. Zur Durchführung der Versuche wurde eine Spaltkorrosionsmesszelle
entwickelt, in welcher reale Bedingungen nachgestellt werden können.
Während der Versuche wurde mit realem Formationswasser und Erdöl jeweils aus der Mittelplate gearbeitet. Die Versuche wurden bei einer Drehzahl von 1480 1/min und Temperaturen von Raumtemperatur bis zu 70°C durchgeführt.
Als Ergebnis dieser Diplomarbeit wird gezeigt, wie Erdöl mit dem realen Formationswasser vermischt und wieder getrennt wird. Dabei wurden die Temperaturen und der Erdölanteil im Elektrolyt variiert. Es wurde untersucht, bei welchem Erdölanteil und bei welchen Temperaturen keine Korrosion mehr auftritt. Die Ergebnisse spiegeln den Erdöleinfluss auf die gemessenen Korrosionsströme im Vergleich zu reinem realen Formationswasser wieder. Außerdem wird gezeigt, welcher der beiden Stähle in dieser Zusammensetzung anodisch in Lösung geht.
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
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
Anhang
Versuchsübersicht
Aufgabenstellung
Laborprotokoll der Wasseranalyse
Häufig gestellte Fragen
Was ist Spaltkorrosion bei metallischen Werkstoffen?
Spaltkorrosion ist eine lokale Korrosionsform, die in engen Spalten (z.B. bei Wellen-Naben-Verbindungen) auftritt, wo der Elektrolytaustausch behindert ist.
Welchen Einfluss hat Erdöl auf die Korrosion in Formationswasser?
Die Untersuchung zeigt, wie verschiedene Erdölanteile die Korrosionsströme beeinflussen und ab welcher Konzentration oder Temperatur die Korrosion gehemmt wird.
Welche Stähle wurden in der Studie untersucht?
Untersucht wurden die Chrom-Nickel-Stähle 1.4542 und 1.4462, die häufig in Multiphasenpumpen der Erdölförderung eingesetzt werden.
Warum sind Multiphasenpumpen anfällig für Korrosion?
Diese Pumpen fördern Gemische aus Öl, Gas und salzhaltigem Formationswasser unter hohen Temperaturen und Drehzahlen, was extreme Anforderungen an die Werkstoffe stellt.
Was ist eine Spaltkorrosionsmesszelle?
Es ist eine speziell entwickelte Versuchsanordnung, mit der reale Bedingungen (Temperatur, Medium, Strömung) im Labor nachgestellt werden können, um Korrosionsprozesse zu messen.
- Arbeit zitieren
- Johannes Barz (Autor:in), 2010, Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Erdölanteilen im Formationswasser auf die Spaltkorrosion verschiedener metallischer Werkstoffe, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/161667
