Paslanmayan polad boruların daxili korroziyaya davamlılığına baxmayaraq, dəniz mühitində quraşdırılmış paslanmayan polad borular gözlənilən istismar müddəti ərzində müxtəlif növ korroziyaya məruz qalır. Bu korroziya qaçaq emissiyalara, məhsul itkisinə və potensial risklərə səbəb ola bilər. Dəniz platformalarının sahibləri və operatorları daha yaxşı korroziyaya davamlılıq təmin edən daha güclü boru materiallarını müəyyən etməklə korroziya riskini azalda bilərlər. Bundan sonra, korroziyanın quraşdırılmış boruların bütövlüyünə təhlükə yaratmadığından və təhlükəsizliyi pozmadığından əmin olmaq üçün kimyəvi inyeksiya, hidravlik və impuls xətlərini, proses cihazları və sensor avadanlıqlarını yoxlayarkən diqqətli olmalıdırlar.
Lokal korroziyaya bir çox platformada, gəmidə, gəmidə və dəniz qurğularındakı boru kəmərlərində rast gəlinir. Bu korroziya çuxur və ya yarıq korroziyası şəklində ola bilər ki, bunlardan hər ikisi boru divarını aşındıra və mayenin sızmasına səbəb ola bilər.
Tətbiqin işləmə temperaturu artdıqda korroziya riski daha yüksəkdir. İstilik borunun qoruyucu xarici passiv oksid təbəqəsinin məhv edilməsini sürətləndirə bilər və bununla da çuxur korroziyasının əmələ gəlməsinə kömək edir.
Təəssüf ki, lokal çuxur və yarıq korroziyasını aşkar etmək çətin ola bilər ki, bu da bu növ korroziyanı müəyyən etməyi, proqnozlaşdırmağı və dizayn etməyi daha da çətinləşdirir. Bu riskləri nəzərə alaraq, platforma sahibləri, operatorlar və təyin olunmuş şəxslər tətbiqləri üçün ən yaxşı boru materialını seçərkən ehtiyatlı olmalıdırlar. Material seçimi onların korroziyaya qarşı ilk müdafiə xəttidir, ona görə də onu düzgün etmək vacibdir. Xoşbəxtlikdən, onlar lokal korroziyaya davamlılığın çox sadə, lakin çox təsirli ölçüsü olan Çuxur Müqaviməti Ekvivalenti Sayından (PREN) istifadə edərək seçim edə bilərlər. Bir metalın PREN dəyəri nə qədər yüksəkdirsə, lokal korroziyaya qarşı müqaviməti də bir o qədər yüksəkdir.
Bu məqalədə, materialın PREN dəyərinə əsasən dənizdə neft və qaz tətbiqləri üçün boru materialı seçiminin optimallaşdırılması və çuxur və yarıq korroziyasının necə müəyyən ediləcəyi nəzərdən keçiriləcək.
Lokal korroziya, metal səthində daha vahid olan ümumi korroziya ilə müqayisədə kiçik sahələrdə baş verir. Metalın xarici xromla zəngin passiv oksid təbəqəsi duzlu su da daxil olmaqla korroziyaedici mayelərə məruz qalma səbəbindən partladıqda, 316 paslanmayan polad borularda çuxur və yarıq korroziyası əmələ gəlməyə başlayır. Xloridlə zəngin dəniz və quru dəniz mühitləri, eləcə də yüksək temperatur və hətta boru səthinin çirklənməsi bu passivasiya təbəqəsinin deqradasiya potensialını artırır.
Çuxur əmələ gəlməsi. Çuxur əmələ gəlməsi, boru uzunluğundakı passivləşmə təbəqəsinin məhv olması və borunun səthində kiçik boşluqlar və ya çuxurlar əmələ gəlməsi zamanı baş verir. Elektrokimyəvi reaksiyalar baş verdikcə bu cür çuxurların böyüməsi ehtimalı yüksəkdir və bu da metaldakı dəmirin çuxurun dibindəki məhlulda həll olmasına səbəb olur. Həll olmuş dəmir daha sonra çuxurun yuxarı hissəsinə doğru yayılacaq və dəmir oksidi və ya pas əmələ gətirmək üçün oksidləşəcək. Çuxur dərinləşdikcə elektrokimyəvi reaksiyalar sürətlənir, korroziya güclənir və boru divarının deşilməsinə və sızmalara səbəb ola bilər.
Boruların xarici səthi çirkləndikdə, onlar çuxur korroziyasına daha çox həssasdırlar (Şəkil 1). Məsələn, qaynaq və üyütmə əməliyyatlarından yaranan çirklənmə borunun passivləşdirici oksid təbəqəsinə zərər verə bilər və bununla da çuxur korroziyasını əmələ gətirə və sürətləndirə bilər. Eyni şey sadəcə borulardan gələn çirklənmə ilə mübarizə üçün də keçərlidir. Bundan əlavə, duzlu su damcıları buxarlandıqca, borularda əmələ gələn yaş duz kristalları oksid təbəqəsini qorumaq üçün eyni şeyi edir və çuxur korroziyasına səbəb ola bilər. Bu cür çirklənmənin qarşısını almaq üçün borularınızı müntəzəm olaraq təmiz su ilə yuyaraq təmiz saxlayın.
Şəkil 1 – Turşu, duzlu su və digər çöküntülərlə çirklənmiş 316/316L paslanmayan polad borular çuxur korroziyasına yüksək dərəcədə həssasdır.
yarıq korroziyası. Əksər hallarda, çuxur əmələ gəlməsi operator tərəfindən asanlıqla müəyyən edilə bilər. Lakin, yarıq korroziyasını aşkar etmək asan deyil və operatorlar və işçilər üçün daha böyük risk yaradır. Bu, adətən ətrafdakı materiallar arasında sıx boşluqları olan borularda, məsələn, sıxaclarla yerində saxlanılan borularda və ya yan-yana möhkəm quraşdırılmış borularda baş verir. Duzlu su yarığa sızdıqda, zamanla ərazidə kimyəvi cəhətdən aqressiv turşulaşdırılmış dəmir xlorid (FeCl3) məhlulu əmələ gəlir və sürətlənmiş yarıq korroziyasına səbəb olur (Şəkil 2). Yarıqların özləri korroziya riskini artırdığı üçün yarıq korroziyası çuxur korroziyasından daha aşağı temperaturda baş verə bilər.
Şəkil 2 – Boru ilə boru dayağı arasında (üst) və boru digər səthlərə yaxın quraşdırıldıqda (alt) yarıqda kimyəvi cəhətdən aqressiv turşulaşdırılmış dəmir xlorid məhlulunun əmələ gəlməsi səbəbindən yarıq korroziyası yarana bilər.
Yarıq korroziyası adətən boru uzunluğu ilə boru dayaq qısqacı arasında əmələ gələn yarıqda əvvəlcə çuxur korroziyasını simulyasiya edir. Lakin, sınıqdakı mayedə artan Fe++ konsentrasiyası səbəbindən ilkin krater bütün sınığı əhatə edənə qədər getdikcə daha da böyüyür. Nəticədə, yarıq korroziyası borunu deşə bilər.
Sıx çatlar korroziyanın ən böyük riskini təşkil edir. Buna görə də, borunun ətrafının çox hissəsini əhatə edən boru sıxacları, boru ilə sıxac arasındakı təmas səthini minimuma endirən açıq sıxaclardan daha böyük risk yaradır. Texniki xidmət mütəxəssisləri sıxacları müntəzəm olaraq açmaqla və borunun səthini korroziyaya görə yoxlamaqla yarıq korroziyasının zədələnmə və ya sıradan çıxma ehtimalını azaltmağa kömək edə bilərlər.
Çuxur və yarıq korroziyasının qarşısını ən yaxşı şəkildə tətbiq üçün düzgün metal ərintisini seçməklə almaq olar. Spesifikasiyaçılar iş mühitinə, proses şərtlərinə və digər dəyişənlərə əsasən korroziya riskini minimuma endirmək üçün optimal boru materialını seçmək üçün lazımi səy göstərməlidirlər.
Spesifikatorlara material seçimini optimallaşdırmağa kömək etmək üçün onlar metalların PREN dəyərlərini müqayisə edərək lokal korroziyaya qarşı müqavimətini müəyyən edə bilərlər. PREN, xrom (Cr), molibden (Mo) və azot (N) tərkibi daxil olmaqla, ərinti kimyəvi tərkibindən aşağıdakı kimi hesablana bilər:
PREN, ərintidəki korroziyaya davamlı elementlər olan xrom, molibden və azotun miqdarı ilə artır. PREN əlaqəsi, müxtəlif paslanmayan poladlar üçün kimyəvi tərkibə görə kritik çuxurlanma temperaturuna (CPT) - çuxurlanma korroziyasının müşahidə edildiyi ən aşağı temperatura əsaslanır. Əsasən, PREN CPT ilə mütənasibdir. Buna görə də, daha yüksək PREN dəyərləri daha yüksək çuxurlanma müqavimətini göstərir. PREN-də kiçik bir artım, ərinti ilə müqayisədə yalnız CPT-də kiçik bir artıma bərabərdir, PREN-də böyük bir artım isə performansın əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək CPT-yə çatdığını göstərir.
Cədvəl 1 dənizdə neft və qaz tətbiqlərində geniş istifadə olunan müxtəlif ərintilərin PREN dəyərlərini müqayisə edir. Bu, spesifikasiyanın daha yüksək dərəcəli boru ərintisini seçməklə korroziyaya davamlılığı necə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra biləcəyini göstərir. PREN 316-dan 317 paslanmayan polada keçərkən yalnız cüzi şəkildə artır. Əhəmiyyətli performans artımı üçün ideal olaraq 6 Mo super austenitik paslanmayan polad və ya 2507 super dupleks paslanmayan poladdan istifadə olunur.
Paslanmayan poladda nikelin (Ni) daha yüksək konsentrasiyası korroziyaya davamlılığı da artırır. Lakin, paslanmayan poladın nikel tərkibi PREN tənliyinin bir hissəsi deyil. Hər halda, daha yüksək nikel konsentrasiyasına malik paslanmayan poladları müəyyən etmək çox vaxt faydalıdır, çünki bu element lokal korroziya əlamətləri göstərən səthləri yenidən passivləşdirməyə kömək edir. Nikel austeniti sabitləşdirir və 1/8 sərt borunu əyərkən və ya soyuq çəkərkən martensit əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Martensit metallarda paslanmayan poladın lokal korroziyaya, eləcə də xloridlə əlaqəli gərginlik çatlamasına qarşı müqavimətini azaldan arzuolunmaz kristal fazadır. 316/316L-də ən azı 12% daha yüksək nikel tərkibi yüksək təzyiqli qaz halında hidrogenlə əlaqəli tətbiqlər üçün də arzuolunandır. ASTM standart spesifikasiyasında 316/316L paslanmayan polad üçün tələb olunan minimum nikel konsentrasiyası 10% -dir.
Dəniz mühitlərində istifadə olunan borularda lokal korroziya istənilən yerdə baş verə bilər. Bununla belə, çuxur korroziyası artıq çirklənmiş ərazilərdə daha çox, yarıq korroziyası isə boru ilə montaj aparatı arasında dar boşluqlar olan ərazilərdə daha çox baş verir. PREN-i əsas kimi istifadə edərək, spesifikator hər hansı bir lokal korroziya riskini minimuma endirmək üçün ən yaxşı boru ərintisini seçə bilər.
Lakin, korroziya riskinə təsir göstərə biləcək digər dəyişənlərin də olduğunu unutmayın. Məsələn, temperatur paslanmayan poladın çuxur əmələ gəlmə müqavimətinə təsir göstərir. İsti dəniz iqlimi üçün 6 molibden super austenitik və ya 2507 super dupleks paslanmayan polad boru ciddi şəkildə nəzərdən keçirilməlidir, çünki bu materiallar lokal korroziyaya və xlorid gərginliyi çatlamasına əla müqavimət göstərir. Soyuq iqlim üçün 316/316L boru, xüsusən də uğurlu istifadə tarixi müəyyən edilibsə, kifayət edə bilər.
Dəniz platforması sahibləri və operatorları borular quraşdırıldıqdan sonra korroziya riskini minimuma endirmək üçün də tədbirlər görə bilərlər. Onlar boruları təmiz saxlamalı və çuxur korroziyası riskini azaltmaq üçün müntəzəm olaraq təmiz su ilə yumalıdırlar. Həmçinin, yarıq korroziyasının mövcudluğunu yoxlamaq üçün texniki xidmət mütəxəssislərinin müntəzəm yoxlamalar zamanı boru sıxaclarını açmasını təmin etməlidirlər.
Yuxarıda göstərilən addımları izləyərək, platforma sahibləri və operatorları dəniz mühitində boruların korroziyası və əlaqəli sızmalar riskini azalda, təhlükəsizliyi və səmərəliliyi artıra, eyni zamanda məhsul itkisi və ya qaçaq emissiyaların buraxılması ehtimalını azalda bilərlər.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
"Neft Texnologiyaları Jurnalı" Neft Mühəndisləri Cəmiyyətinin flaqman jurnalıdır və kəşfiyyat və hasilat texnologiyasındakı irəliləyişlər, neft və qaz sənayesi məsələləri və SPE və onun üzvləri haqqında xəbərlər barədə nüfuzlu brifinqlər və məqalələr təqdim edir.