Skaalaus

Skaalaus on kerrostumista asteikon objektia tai sisällä putki.

Vettä , tai muuta nestettä, joka sisältää vettä kellarissa jokien, järvien, kaivoja tai vesijohtovettä, sisältävät enemmän tai vähemmän suuri määrä liuenneen mineraalien muodossa suolojen , kuten ionit kalsium , magnesium , kalium ja monet muut mineraalit.

Tietyissä olosuhteissa (äkillinen masennus nesteiden kyllästetty mineraaleja , nousu lämpötila , asianmukaisia katalyyttejä tai kiteyttämällä ytimet , bakteerit ), nämä mineraalit voivat saostua , kiteyttää tai käyttää bakteerien biofilmien , kuten on asianlaita hammaskiveä hampaiden . Kun hammaskiven paksuus on tärkeä, puhumme "  biokonkretiosta  " .

Putkissa

Vaa'an muodostavat yleensä putkiin kerrostuneet kalsiumsuolat. Se voi olla:

• kalsiumkarbonaatti  ;
• kalsiumoksalaatti  ;
• kalsiumfosfaatti  ;
• silikaatit .

Ehkäisy / hoidot

Skaalausta voidaan torjua ehkäisevästi tai jälkikäteen:

• Ennaltaehkäisevästi säätelemällä nesteiden mineralisaatiota, mikäli mahdollista, esimerkiksi demineralisoimalla putkissa kiertävä vesi, mutta vaarantamalla, että se on syövyttävämpää ja että siihen ladataan metallisia hivenaineita (erityisesti kuparia, sinkkiä) tai kalsiumia sementtiputkista);
• Syvien porausreikien (geoterminen energia) veden pitäminen erittäin korkeassa paineessa rajoittaa kiteytymistä ja estää kiehumisen, mutta se on vaaran ja riskin lähde, jota laitosten ja henkilöstön on valvottava (ks. Riski). Räjähdys, vakava tai kuolemaan johtavia palovammoja vedestä tai höyrystä).
• myöhemmin kalkinpoistolla .
  Jälkimmäiset voivat olla mekaanisia ja / tai käyttää kemikaaleja, jotka tunnetaan kalkinpoistoaineina , jotka voivat joskus olla myös korroosion tai helpottuneen hilseilyn lähde (jos se heikentää esimerkiksi sileitä pintoja).

Panokset

Tietyissä teollisuus- tai vesihuolto-olosuhteissa tavaroille ja ihmisille saattaa ilmetä erityisiä riskejä ja vaaroja , jotka voidaan poistaa tai minimoida ennakoimalla ongelmia ja hallitsemalla riskejä asianmukaisesti.

Tekniset ja teolliset kysymykset

Yhteydessä veden valuma ja jakelu , mutta myös eri teollisuus- yhteyksissä , skaalaus aiheuttaa monia ongelmia (tehokkuus, kustannukset ylläpito) on (yhdessä korroosio) merkittävä lähde onnettomuusvaara.

Kyseisiä alueita ovat esimerkiksi:

• keräys, jakelu, sadetus, ruiskutusverkot jne. vesi (juominen tai teollinen) heti, kun tämä vesi on mineralisoitunut;
• järjestelmät (putket, siivilät, pumput, venttiilit, säiliöt, suodattimet, sifonit, anturit jne.) vesipitoisten tai orgaanisten nesteiden kuljettamiseksi, jotka sisältävät runsaasti mineraaleja tai orgaanisia hiukkasia tai ravinteita, jotka voivat ruokkia bakteereja, jotka kykenevät muodostamaan biofilmejä ja / tai kuorittua
• kattilat ja lämmönvaihtimen järjestelmät , kun niihin liittyy mineralisoimatonta vettä (lämmitys ja kiehuvaa kuten vesi aiheuttaa talletus asteikko , joka on ongelmallista vaihtimissa tai geotermiset laitteistot kuljetusta varten kaloreita mineralisoitunut ja erittäin kuumaa vettä ja / tai alla korkeassa paineessa  ;
• murtonesteellä (esim tapauksessa öljynporauksen tai syvä kaasu- tai maalämpö poraus syvä ...);
• suodatus laitteistot (jota yritämme tehdä "itsepuhdistuvat" tai helpommin puhdistuksen niin pitkälle kuin mahdollista, vaihtoehtona on täydellinen muutos suodattimen, kun se skaalataan ylöspäin);
• teolliset tai kotitalousprosessit, joissa käytetään veden tai höyrynesteiden suodatusta ja / tai haihdutusta tai sublimaatiota ;

Skaalauksen estäminen tai parempi hallinta mahdollistaa kyseisten järjestelmien ja laitteiden paremman ja kestävämmän toiminnan, yleensä huomattavilla taloudellisilla säästöillä. Jotkut tehokkaat lyhytaikaiset ratkaisut (esim. Veden demineralisointi ' pehmentimellä ' tai puhdistus hapolla ja biosideillä ) voivat myös hajottaa laitoksen metalliosat (tai muut hapoille herkät materiaalit) tai jopa edistää kestävämpiä biofilmejä.

Teknisen kehityksen myötä syvien porausten alalla usean kilometrin syvyydessä työskentelevät käyttäjät joutuvat kohtaamaan nesteitä, jotka ovat paljon tiheämpiä, kuumempia, syövyttävämpiä ja runsaampia ei-toivotuilla aineilla (elohopea, arseeni, radionuklidit, kaasu tai liuenneet lauhteet jne .) sekä korkeammissa paineissa. Lisäksi joskus yli 200  ° C : n lämpötiloissa markkinoilla olevat anturit eivät enää toimi, ja siksi tiettyjä riskejä on hallittava sokeasti pinnalta nousevan nesteen mallintamisen ja analysoinnin perusteella ja jonkin verran viiveellä ja joillakin epätarkkuus. Joissakin tapauksissa on olemassa  räjähdysvaara  .

Viimeaikaiset työt ovat osoittaneet, että Elsassissa 5000  metrin syvyydessä osa luonnon olosuhteista (lämpötila, paine, nesteiden mineralisaatio) kiteytyy karbonaateista ja jopa kvartseista, jotka muodostavat syvässä luonnonkivessä havaitut suonet ja sulkeumat . ”  Soultz- graniitti ”) ovat identtisiä syvän geotermisen asennuksen asettamien kanssa; ”Kvartsin ja ankeritein muodostumislämpötilat ovat samanlaiset kuin porausreikään tällä hetkellä rekisteröidyt lämpötilat. Karbonaatit ja kvartsi saostuivat siis samoissa olosuhteissa, jotka näyttävät yleiseltä paikan mittakaavassa graniitin erilaisten muutosrakenteiden suhteen ja jotka ovat varmasti edelleen muodostumassa edelleen. Saadut tiedot viittaavat siihen, että neste kiertää sykkivällä tavalla ” .

Turvallisuusongelmat

Vaikka vesi mineralisoituu hyvin heikosti, tietyissä herkissä asennuksissa (esim. Höyryä käyttävässä lämmönvaihtimessa ) matala skaalaus voi nopeasti heikentää asennuksen suorituskykyä ja sen toimintaa, joskus sillä on suoria vaikutuksia turvallisuuteen.

Näistä syistä yritämme mallintaa näitä ilmiöitä paremmin ja ymmärtää paremmin biofilmien sekä seinien (joilla asteikko tarttuu enemmän tai vähemmän) tai turbulenssin roolin.

• Esimerkiksi ydinalalla putkien tai venttiilien skaalaus on ristiriidassa turvallisuuden kanssa.

• Sama koskee syvän öljyn ja kaasun porausta . Kaivojen, putkien ja varoventtiilien oma
  skaalaus ( englanninkielisille) on normaalia ja usein siellä. Se aiheuttaa kuitenkin hyvin pahentuneita ongelmia niin kutsuttujen äärimmäisten öljy- tai kaasukenttien (tai "HP / HT" , toisin sanoen korkeassa paineessa ja korkeassa lämpötilassa kahdesta syystä; 1 °) hyödyntämisessä, koska paineen muutokset ( lähde yli 1000 baarissa yleensä) ja lämpötila (lähde esimerkiksi noin 200 ° C: ssa) edistävät suolojen nopeampaa kiteytymistä "mittakaavassa"; 2 °), koska nesteiden suolapitoisuus on usein korkeampi näissä syvyydessä. Esimerkiksi Elginin säiliössä ( Pohjanmeri ) se lähestyy 300,0  g / l tai yli 8,5 kertaa enemmän suoloja kuin merivedessä). Tämä ongelma on ennakoitava ja hallittava asianmukaisesti, koska turvajärjestelmien, joulukuusi tai venttiilien skaalaus vaarantaa koko asennuksen turvallisuuden . Itsekalkittuminen voi myös aiheuttaa kalliita satopudotuksia tai jopa tuotannon keskeytyksiä tai viivästyksiä, ja se vaatii usein kaivon kallista puhdistusta tai nuorentamista. Syviin kaivoihin kaivetuissa kaivoissa voi olla taskuja erittäin mineralisoitua vettä (hypersaliinia) ja odottamattomia mineraaleja, jotka tuottavat mittakaavaa tavanomaisille hoidoille. Elgin-Franklinin syvän öljy- ja kaasukentän hyödyntämistä koskevat valmistelututkimukset (käytössä vuodesta 2001 lähtien) olivat pitäneet tätä riskiä matalana kaivon ylemmässä putkessa olevalle kalsiumkarbonaatille (matalan määrän vuoksi) odotettavissa olevaa vettä; ennusteiden mukaan alle 100 m3 / vrk). Insinöörit huolestuttivat pikemminkin NaCl, koska se kiteytyi sekä kaivon yläosassa että pohjassa ja kaivon alusta pienissä säiliöissä läsnä olevan hypersaliiniveden puristuksen ja höyrystymisen yhteydessä. - ylävirtaan Fulmarista ja Pentlandistä (arvioitu alkulämpötila: 200 ° C ja paine 1100 bar). Todellisuudessa todettu asteikko sisältää myös lyijysulfidia ja sinkkisulfidia, jotka tuodaan kaasun ja öljykondensaatin kanssa. Näistä kahdesta metallista ja niiden sulfideista on nopeasti tullut huolta tietyissä HP / HT-kaasukentissä. Vuoden 2002 puolivälissä ensimmäiset skaalauksen aiheuttamat esteet (a priori pääasiassa kalsiumkarbonaatin ( Ca
   
  
  
   VSO 3) ja suola (NaCl)) ilmestyi useiden Total-syvien kaivojen pohjaan aiheuttaen tuotannon asteittaisen laskun. Ja lyijyn ja sinkkisulfidin peittyminen tunnistettiin Elgin-Franklin-alustan kaivon G6 pinnalla varoventtiilin tasolla, joka on tärkeä kaivon (pintaohjattu maanalainen varoventtiili tai "SCSSV") ohjaamiseksi joulun ylävirtaan. puu , tärkein turvalaite, mikä tarkoittaa venttiilin sulkemista vuonna 2004, kunnes "asianmukainen puhtaanapito- ja ennaltaehkäisyohjelma" toteutetaan .
  Testit korroosio ja puhdistus testejä näiden suolojen (mukaan lukien liukeneminen), jonka kokonaismäärä laboratorio osoitti, että nämä suolat estävät tuottavuuden hyvin. Eri nesteitä valittiin kaivon pohjan ja SCSSV-venttiilin puhdistamiseksi; Kaivon pohjan happopuhdistuksen on osoitettu parantavan kaivon tuottavuutta. Ja  G6-kaivon " valmistumisen " yläosa  vapautettiin mittakaavastaan ​​vuoden 2005 puolivälissä " kierretyn letkun " avulla, joka pystyi tunkeutumaan putkiin puhdistamalla ne, mikä mahdollisti eheyden palauttamisen. SCSSV-venttiilin tässä tapauksessa riippumaton laboratorio suoritti vertailuanalyysin ( vertailuanalyysi ) neljän toimittajan tuottamista kemiallisen mittakaavan inhibiittoreista yli kahden vuoden ajan anaerobisissa olosuhteissa . Total säilytti ja käytti asteikkoa, mutta ryhmän insinöörit arvioivat vuonna 2007, että vielä oli edistyttävä " eksoottisen mittakaavan  " estämiseksi,  joka voi muodostua äärimmäisissä porauksissa.

Skaalaus syvissä kaivoissa voidaan havaita mittaamalla paineen pudotus kaivon kärjessä (paine, virtausnopeuksien lasku) ja paikan mitatarkastuksilla (pylvään sisähalkaisijoiden perusteellinen mittaus), jotka suoritetaan kirjautumalla

Terveysasiat

Joissakin tapauksissa vanhoissa kodeissa alueilla, joilla vesi on hyvin "kovaa" (köyhät maat tai alueet jne.), Skaalaus vähentää huomattavasti virtausnopeutta tai tukkii putket. Juomaveden saatavuutta voidaan tällöin vähentää tai tehdä mahdottomaksi (lisääntyneillä kuivumis- , myrkytys- ja vesiperäisillä taudeilla (kun käytetään huonosti varastoitua sadevettä tai saastunutta vettä jne.)) Heikommassa asemassa olevissa väestöryhmissä.

Jos skaalaus johtuu klororesistenteistä bakteereista koostuvista biofilmeistä tai niistä on tullut vastustuskykyisiä muita desinfiointiaineita vastaan, ja jos jälkimmäiset ovat patogeenisiä, ne voivat olla antibiooteille vastustuskykyisten bakteerien indusoimia sairaalatautien lähteitä . Jos nämä bakteerit eivät ole patogeenisiä, mutta niistä on tullut vastustuskykyisiä tietyille biosideille, ne voivat tietyissä yhteyksissä välittää resistentit geeninsä muille bakteereille, mahdollisesti epätoivottavammiksi.

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Mineraalisuolat
• Mineraali
• Veden kovuus
• Biofilmi
• Likaantuminen
• Putkisto
• Hammaskivi
• Skaalaus (hammas)
• Mittakaava

Viitteet

1. Jean Aubouin, Michel Dubois, Béatrice Ledésert, Jean-Luc Potdevin, Sébastien Vançon (2000), Karbonaattisaostumisolosuhteiden määritys Soultz-graniitin muutosvyöhykkeellä (Rhenishin ojan kellari, Ranska): Recording des Inclusion fluides Karbonaattien muodostumisolosuhteiden määrittäminen Soultz-sous-Forêts -graniitin (Rhine Graben) muutosvyöhykkeellä: nesteen sisällytysrekisteri  ; Geodynamiikka / Geodynamiikka; Académie des Sciences - IIA-sarja - maa- ja planeettatiede; Nide 331, painos 4, elokuu 2000, sivut 303–309
2. Barsamian, HR ja YA Hassan, 1996. Putkipaketin geometrioiden suuri eddy-simulointi käyttämällä dynaamista aliruudukon pienoismallia. Kehittyneiden höyrygeneraattoreiden / lämmönvaihtimien lämpötiede, ASME NE-Vol. 19, s.  49-56 .
3. Zaragola, MV ja AJ Smits, 1998. Turbulentin putkivirtauksen keskivirtauksen skaalaus. J. Fluid Mech., 373, s.  33-79 .
4. DM McEligot ja GE McCreery Scaling Studies and Conceptual Experiment Designs for NGNP CFD Assessment  ; Idahon kansallinen insinööri- ja ympäristölaboratorio, Bechtel BWXT Idaho, LLC; viite: INEEL / EXT-04-02502 (Yhdysvaltain energiaministeriön ja Yhdysvaltain energiaministeriön ydinenergia-, tiede- ja teknologiaviraston tilaama tutkimus); julkaistu 30.11.2004. 79 sivua
5. K. Orski, B. Grimbert, C. Menezes & E. Quin (2007), lyijy- ja sinkkisulfidivaakojen torjunta Pohjanmeren HP / HT-kentällä; Yhteensä E&P UK Ltd. ; European Formation Damage Conference, 30. toukokuuta - 1. kesäkuuta 2007, Scheveningen, Alankomaat; ( ISBN  978-1-55563-160-4 ) Petroleum Engineer -yhdistys ( yhteenveto ); ”Lyijyä ja sinkkisulfideja ei ollut ennustettu ensimmäisten skaalaustutkimusten aikana. Vaikka useissa julkaisuissa mainitaan nämä HP / HT-kentissä, kaivonestoaineiden puristuksista on saatavilla vain vähän tietoa ” .
6. Stéphane Sainson, Korroosio lokit. Tietojen hankinta ja tulkinta . Toim. Lavoisier. 2010. ( ISBN  978-2743012014 ) . 547 Sivumäärä