ٹائٹینیم الائے آئل ویل پائپ کی سنکنرن مزاحمت پر مطالعہ کریں۔

ٹائٹینیم الائے سنکنرن مزاحمت کا جوہر یہ ہے کہ ٹائٹینیم تھرموڈینامیکل طور پر غیر مستحکم عنصر ہے جس کی معیاری الیکٹروڈ صلاحیت صرف -1.63 V (معیاری ہائیڈروجن الیکٹروڈ HSE) ہے۔ لہذا، ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکبات ہوا یا پانی میں بھی ایک مسلسل، گھنے اور انتہائی پتلی سطح کی آکسائیڈ فلم بنانے میں بہت آسان ہیں، جو Ti2O3 کی اندرونی تہہ اور TiO2 کی ایک بیرونی تہہ پر مشتمل ہے، اور یہ گاڑھی ہوتی جاتی ہے۔ ریڈوکس ردعمل آگے بڑھتا ہے. ٹائٹینیم مرکب کی سطح کو ڈھکنے والی آکسائڈ فلم رد عمل کے چارج کی منتقلی میں رکاوٹ بنتی ہے اور سنکنرن درمیانے درجے میں ٹائٹینیم مرکب کی تحلیل کو کم یا روکتی ہے، جس کے نتیجے میں گزرنا ہوتا ہے۔

تاہم، ٹائٹینیم کھوٹ دوسرے مرکب دھاتوں کے مقابلے میں زیادہ مثبت صلاحیت رکھتا ہے۔ جب مختلف مرکب دھاتوں کے ساتھ جوڑا جاتا ہے تو، ٹائٹینیم کھوٹ کو کیتھوڈ کے طور پر محفوظ کیا جاتا ہے، جو جوڑے ہوئے دھات کے سنکنرن کو تیز کرتا ہے اور ساختی نقصان کا باعث بن سکتا ہے۔ لہذا، ملکی اور غیر ملکی اسکالرز نے ڈرل پائپوں اور آئل کیسنگ میں ٹائٹینیم کھوٹ کی سنکنرن مزاحمت پر بھی کچھ تحقیق کی ہے۔

1. ٹائٹینیم کھوٹ ڈرل پائپ
پینگ وغیرہ۔ ٹائٹینیم کھوٹ ڈرل پائپوں کی تھکاوٹ کی کارکردگی کا جائزہ لیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ہوا میں، سٹیل گریڈ کے اضافے کے ساتھ، ڈرل پائپ کی تھکاوٹ کی زندگی کو بڑھایا جائے گا، جبکہ ڈرلنگ مٹی میں، ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ کی تھکاوٹ کی کارکردگی بہترین ہے۔ شکل 3a کمرے کے درجہ حرارت H2S مٹی کے نیچے مختلف ڈرل پائپ کے نمونوں کے تھکاوٹ کے منحنی خطوط کو ظاہر کرتا ہے۔ H2S کیچڑ کی موجودگی ہر ڈرل پائپ کے نمونے کی تھکاوٹ کی زندگی کو بہت کم کر دے گی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ڈرل پائپ میں H2S مٹی کے لیے زیادہ حساسیت ہے۔ H2S مٹی کے ماحول میں، ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ کی تھکاوٹ کی زندگی اسٹیل ڈرل پائپ جیسے G105، S135 اور V150 کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہے۔ شکل 3b H2S مٹی میں مختلف ڈرل پائپوں کے SN منحنی خطوط کو 100 ڈگری پر پلاٹ کرتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت کی ہوا کے مقابلے میں، G105، S135، V150 اور Ti نمونوں کی تھکاوٹ کی زندگی نمایاں طور پر کم ہو گئی ہے۔ H2S مٹی اور درجہ حرارت کے جوڑنے کا عنصر ڈرل پائپ کی تھکاوٹ کی زندگی پر ایک عنصر سے زیادہ اثر ڈالتا ہے۔ اس جوڑے کی حالت کے تحت، ٹائٹینیم ڈرل پائپ کی تھکاوٹ کی زندگی اب بھی دیگر ڈرل پائپوں کے مقابلے میں زیادہ فائدہ رکھتی ہے۔

تصویر 3 مختلف کام کے حالات میں G105، S135، V150 اور Ti ڈرل پائپ کے نمونوں کے تھکاوٹ کے منحنی خطوط

چن وغیرہ۔ TC4 ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ کی سطح پر مائیکرو آرک آکسیکرن انجام دینے کے لیے آکسیڈیشن سلوشن میں سوڈیم ٹنگسٹیٹ کی مختلف ارتکاز کو شامل کرنے کے لیے ایک نئی سطحی علاج مائیکرو آرک آکسیڈیشن ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ ٹنگسٹن ڈوپنگ مؤثر طریقے سے TC4 ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ کی سختی اور سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنا سکتی ہے۔ اور جب سوڈیم ٹنگسٹیٹ کا ارتکاز 3 جی/L ہے، تو ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ پر مائیکرو آرک آکسیڈیشن پرت کی جامع کارکردگی بہترین ہے۔

خلاصہ طور پر، اعلی درجہ حرارت اور اعلی سلفر ماحول میں ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ کی سنکنرن تھکاوٹ کی زندگی اسٹیل ڈرل پائپ سے بہتر ہے، اور TC4 ٹائٹینیم کھوٹ کی سطح کا علاج ڈرل پائپ کی سختی اور سنکنرن مزاحمت کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم، سطح کے علاج کے ذریعے ٹائٹینیم الائے ڈرل پائپ کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے بارے میں ابھی بھی کچھ مطالعات موجود ہیں، جو مستقبل کی تحقیق کے لیے ایک سمت بھی فراہم کرتی ہے۔

2. ٹائٹینیم کھوٹ آئل کیسنگ
وانگ وغیرہ۔ ٹائٹینیم مرکب مواد TC4 کا مطالعہ کیا جو تیل کے کیسنگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے. انہوں نے پایا کہ تیزابی سنکنرن ماحول میں، TC4 مرکب کی سطح پر مقامی الیکٹرو کیمیکل سنکنرن ہے، بنیادی طور پر سنکنرن کو روکتا ہے۔ CO2 پر مشتمل تکمیلی سیال میں، TC4 مرکب کی سنکنرن ڈگری زیادہ سنگین ہے، لیکن CO2 پر مشتمل پانی میں سنکنرن مزاحمت بہتر ہے۔ مندرجہ بالا دو CO2-میں جو سنکنرن میڈیا پر مشتمل ہے، TC4 مرکب تناؤ کے کریکنگ کے خلاف بہترین مزاحمت رکھتا ہے۔ زمینی ماحول کے مقابلے میں، TC4 مرکب گہرے سمندر کے ماحول میں تناؤ کے سنکنرن کریکنگ کے لیے زیادہ حساس ہے۔

ایک ہی وقت میں، Wang et al. مختلف تناؤ کی لوڈنگ کے حالات میں TC4 ٹائٹینیم الائے کے سنکنرن مزاحمت کے طریقہ کار کا بھی مطالعہ کیا اور پتہ چلا کہ لچکدار تناؤ سے لدے نمونے کی سطح پر گڑھے نمودار ہوئے ہیں، لیکن پٹنگ کی ڈگری نسبتاً ہلکی تھی، اور سطح کی فلم کی تہہ نے این قسم کے سیمی کنڈکٹر کو دکھایا۔ خصوصیات اور کیشن سلیکٹیو پارگمیتا تھا۔ جب پلاسٹک کے دباؤ کا نشانہ بننے والے نمونے کے سطحی گڑھے زیادہ گہرے اور چوڑے تھے، اور سطحی فلم کی پرت کی سیمی کنڈکٹر قسم p-ٹائپ میں تبدیل ہو گئی تھی، تو Cl- اور CO32- جیسے anions زیادہ آسانی سے جذب اور تباہ ہو گئے تھے۔ حفاظتی فلم، اور حفاظتی فلم کے ذریعے سبسٹریٹ کے ساتھ رابطہ کیا، جس کے نتیجے میں TC4 ٹائٹینیم مرکب کی سنکنرن مزاحمت میں کمی واقع ہوتی ہے۔

اس وقت غیر روایتی تیل اور گیس فیلڈز کے کام کرنے کے حالات سخت ہیں۔ اعلی درجہ حرارت پیداوار کی طاقت اور نلیاں اور کیسنگ کے لچکدار ماڈیولس کو کم کرے گا، اور زیادہ دباؤ نلیاں اور کیسنگ کے دباؤ کو بڑھا دے گا۔ اکیلے یا اکیلے H2S، CO2 اور Cl کی کارروائی کے تحت، نلیاں اور کیسنگ کا سنکنرن زیادہ سے زیادہ سنگین ہوتا جا رہا ہے۔ ٹائٹینیم الائے نلیاں اور کیسنگ ڈاون ہول سنکنرن کی ناکامی کے مسئلے کو مؤثر طریقے سے حل کر سکتے ہیں، لیکن ٹائٹینیم الائے نلیاں اور کیسنگ کی سنکنرن مزاحمت پر موجودہ تحقیق ابھی تک نامکمل ہے اور اس پر مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔

3. ٹائٹینیم مصر کے تیل کے کنویں کے پائپ
Schutz et al. UNS R55400 الائے پائپ سٹرنگز کی سنکنرن مزاحمت کا موازنہ دیگر آئل فیلڈ ٹائٹینیم الائے پائپ سٹرنگز سے کیا۔ UNS R55400 پائپ لائن کی ترقی کے لیبارٹری سنکنرن ٹیسٹ کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ آئل فیلڈ انڈسٹری سے متعلق انتہائی تیزابی اور غیر تیزابیت والے کلورائد سے بھرپور پانی کے ماحول میں ٹائٹینیم الائے نے SSC اور مقامی پٹنگ اور کریوس سنکنرن کے خلاف مزاحمت کو بہتر بنایا ہے۔

جدول 2 مختلف آئل فیلڈ ماحول میں مختلف قسم کے ٹائٹینیم مرکبات کی تقریباً ماحولیاتی خدمات کی حدود کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ UNS R55400 اور UNS R56404 ٹائٹینیم مرکب تیزابی اور غیر تیزابیت والے کلورائیڈ سے بھرپور پانی کے ماحول میں بہترین کارکردگی رکھتے ہیں، اور سب سے زیادہ طاقت UNS R58640 بیٹا ٹائٹینیم مرکب ہے۔

وی ایٹ ال۔ ہائیڈروکلورک ایسڈ میں ٹائی-مو ٹائٹینیم الائے کے مائکرو اسٹرکچر ارتقاء اور سنکنرن رویے پر اینیلنگ درجہ حرارت کے اثر کا مطالعہ کیا۔ انہوں نے پایا کہ جب اینیلنگ کا درجہ حرارت 850 ڈگری سے تجاوز کر گیا تو، ٹائٹینیم مرکب کی سطح پر بننے والی MoO3 اور TiO2 گزرنے والی فلموں نے تحلیل کو تیز کیا، سنکنرن کی شرح میں اضافہ ہوا، اور فیز اور فیز مائکروگلوینک خلیات بن گئے۔ اس کے علاوہ، پاسیویشن فلم این قسم کے سیمی کنڈکٹر خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے جو اینیلنگ درجہ حرارت سے آزاد ہیں۔

مندرجہ بالا تحقیق کے نتائج کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ اینیلنگ درجہ حرارت، ہائی ایسڈ، اور غیر تیزابی کلورائڈ سے بھرپور پانی کا ماحول ٹائٹینیم مرکبات کی سنکنرن مزاحمت کو متاثر کرے گا۔ یہ نتیجہ مستقبل میں ٹائٹینیم مرکب مواد کی اصلاح کے لیے رہنمائی کی اہمیت رکھتا ہے۔