أخبار ar.wedoany.com، قام فريق البروفيسورة سيغرون نانا كارلسدوتير من جامعة أيسلندا (University of Iceland) بدراسة منهجية لسلوك التآكل لمواد أغلفة الآبار في البيئات الحرارية الأرضية فائقة الحرارة، وتبين أن القوة الميكانيكية ومقاومة التآكل للمواد التقليدية تنخفض بشكل كبير في الظروف القاسية التي تتجاوز فيها درجة الحرارة 350 درجة مئوية والضغط 100 بار، مع وجود تركيزات عالية من الغازات المسببة للتآكل. تهدف هذه الدراسة إلى توفير بيانات رئيسية تدعم اختيار المواد والتصميم الهندسي للجيل القادم من آبار الطاقة الحرارية الأرضية.
مع توجه مطوري الطاقة الحرارية الأرضية نحو الخزانات الأعمق ودرجات الحرارة الأعلى، أصبح أداء المواد في ظل درجات الحرارة والضغوط القصوى والسوائل المسببة للتآكل عاملاً حاسماً في تحديد النجاح طويل الأمد والجدوى الاقتصادية للمشاريع، ولا يقل أهمية عن تقنيات الحفر. تركز أبحاث البروفيسورة كارلسدوتير على التآكل في تطبيقات الطاقة الحرارية الأرضية، وتوصيف المواد، واختبارها في البيئات القاسية، وقد حظي هذا العمل بدعم من مشاريع Horizon Europe (GeoCoat، GeoDrill، GeoHex، GeoSmart)، ومشروع Eurostars ProCase، ومشروع OrkaShield الممول من CETPartnership.
لمحاكاة الظروف الحقيقية للطاقة الحرارية الأرضية فائقة الحرارة، أنشأ فريق البحث مختبر الأوتوكلاف ذو درجة الحرارة والضغط العاليين (HTHP) في جامعة أيسلندا، والذي يمكنه تعريض المواد لبيئات حرارية أرضية محاكاة للآبار العميقة لإجراء الاختبارات. بالإضافة إلى ذلك، يتم حاليًا بالتعاون مع شركة ON Power بناء منشأة اختبار تدفق في موقع Glóð (داخل حقل هليشيدي الحراري الأرضي)، والتي ستستخدم سوائل مأخوذة مباشرة من الحقل الحراري الأرضي لتقييم المواد، مما يتيح اختبارات أكثر توافقًا مع ظروف التشغيل الفعلية.
تركز الدراسة بشكل رئيسي على البيئات فائقة الحرارة التي تمثلها مشروع الحفر العميق في أيسلندا (IDDP) ومنصة اختبار الصهارة في كرافلا (KMT). في هذه البيئات، تتجاوز درجة الحرارة 350 درجة مئوية وتقترب من 500 درجة مئوية، ويتجاوز الضغط 100 بار، وقد تحتوي السوائل على تركيزات عالية من الغازات المسببة للتآكل مثل كبريتيد الهيدروجين (H₂S) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) وكلوريد الهيدروجين (HCl). يشير البحث إلى أنه في الظروف فائقة الحرارة، تنخفض القوة الميكانيكية لمواد أغلفة الآبار الفولاذية الكربونية من الدرجة API التقليدية، كما أن التدرجات الحرارية والضغطية التي تتحملها جدران البئر تؤدي إلى تشوه لدن للأغلفة، بل وقد تصل إلى التمزق. بالإضافة إلى ذلك، تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع عمليات التآكل والتآكل-التآكل، مما يهدد سلامة الأغلفة وأدائها على المدى الطويل. وقد أكدت التجارب الميدانية من حقلي لارديريلو في إيطاليا وكرافلا في أيسلندا أن تكثف البخار شديد الحرارة يؤدي إلى تآكل شديد.
يتعاون فريق كارلسدوتير مع العديد من مصنعي وموردي المواد لتقييم سلوك التآكل للسبائك الجديدة. شمل التعاون السابق شركات مثل نيبون ستيل (Nippon Steel) وتيميت (Timet، إحدى شركات PCC Metals)، بينما تتعلق المناقشات مع فالوريك (Vallourec) باحتياجات تطوير الطاقة الحرارية الأرضية فائقة الحرارة في المستقبل. على الرغم من التقدم المحرز، لا تزال الصناعة تفتقر إلى بيانات معدلات التآكل للمواد عند التعرض الطويل لدرجات حرارة تتجاوز 300 درجة مئوية، كما توجد فجوات في فهم آليات التآكل الموضعي (مثل التنقر والتآكل الشقي)، بالإضافة إلى آليات مثل التشقق الناتج عن الهيدروجين والتآكل بفعل الهيدروجين في درجات الحرارة العالية.
في المؤتمر العالمي للطاقة الحرارية الأرضية (WGC 2026) المقرر عقده في كالجاري عام 2026، ستقدم كارلسدوتير ورقة بحثية بعنوان "اختبار مواد أغلفة الآبار في ظل درجات الحرارة والضغوط العالية لظروف الآبار الحرارية الأرضية فائقة الحرارة"، والتي شارك في تأليفها كل من جيفتي أوبونغ بواكي، ودانييل أغبونلواي إيجيغباي، وماريا واي. تراينسدوتير، وإرليند أو. ستراومي. أُجري البحث في أوتوكلاف عالي الحرارة والضغط يحاكي بيئة الخزانات الحرارية الأرضية العميقة، وكانت بيئة الاختبار مائية تحتوي على H₂S وCO₂، عند درجات حرارة 350 و400 و450 درجة مئوية، وضغوط تتراوح بين 165 و168 بار. ترى كارلسدوتير أنه مع توسع تطوير الطاقة الحرارية الأرضية نحو موارد أعمق وأكثر حرارة، سيزداد دور علم المواد وضوحًا، وأصبحت أبحاث التآكل عنصرًا رئيسيًا في الابتكار في مجال الطاقة الحرارية الأرضية.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
