Paslanmayan polad boruların daxili korroziyaya davamlılığına baxmayaraq, dəniz mühitində quraşdırılmış paslanmayan polad borular gözlənilən xidmət müddəti ərzində müxtəlif növ korroziyaya məruz qalır. Bu korroziya qaçaq emissiyalara, məhsul itkilərinə və potensial risklərə səbəb ola bilər. Dəniz platforması sahibləri və operatorları daha yaxşı korroziyaya davamlılıq üçün əvvəldən daha güclü boru materiallarını təyin etməklə korroziya riskini azalda bilərlər. Bundan sonra, onlar kimyəvi inyeksiya xətlərini, hidravlik və impuls xətlərini, eləcə də proses cihazlarını və cihazlarını yoxlayarkən korroziyanın quraşdırılmış boruların bütövlüyünə təhlükə yaratmadığından və ya təhlükəsizliyi pozmadığından əmin olmaq üçün diqqətli olmalıdırlar.
Lokal korroziyaya bir çox platformalarda, gəmilərdə, gəmilərdə və dəniz boru kəmərlərində rast gəlinir. Bu korroziya çuxur və ya yarıq korroziyası şəklində ola bilər ki, bunlardan hər ikisi boru divarını aşındıra və mayenin ifrazına səbəb ola bilər.
Tətbiqin işləmə temperaturu artdıqca korroziya riski artır. İstilik borunun qoruyucu xarici passiv oksid təbəqəsinin parçalanmasını sürətləndirə və bununla da çuxurların əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər.
Təəssüf ki, lokal çuxur və yarıq korroziyasını aşkar etmək çətindir, bu da bu tip korroziyaları müəyyən etməyi, proqnozlaşdırmağı və dizayn etməyi çətinləşdirir. Bu riskləri nəzərə alaraq, platforma sahibləri, operatorlar və təyin olunmuş şəxslər tətbiqləri üçün ən yaxşı boru kəməri materialını seçərkən ehtiyatlı olmalıdırlar. Material seçimi korroziyaya qarşı ilk müdafiə xəttidir, ona görə də onu düzgün etmək çox vacibdir. Xoşbəxtlikdən, onlar lokal korroziyaya davamlılığın çox sadə, lakin çox təsirli ölçüsü olan Çuxur Müqaviməti Ekvivalent Ədədindən (PREN) istifadə edə bilərlər. Bir metalın PREN dəyəri nə qədər yüksəkdirsə, lokal korroziyaya davamlılığı da 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 araşdırılacaq.
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 nəticəsində cırıldıqda, 316 paslanmayan polad borularda çuxur və yarıq korroziyası əmələ gəlməyə başlayır. Xloridlərlə zəngin dəniz mühitləri, eləcə də yüksək temperatur və hətta boru səthinin çirklənməsi bu passivasiya təbəqəsinin deqradasiya ehtimalını artırır.
Çuxurların əmələ gəlməsi Çuxurların korroziyası boru hissəsinin üzərindəki passivasiya təbəqəsinin parçalanması və borunun səthində kiçik boşluqlar və ya çuxurlar əmələ gəlməsi zamanı baş verir. Elektrokimyəvi reaksiyalar getdikcə bu cür çuxurların böyüməsi ehtimalı var və nəticədə metaldakı dəmir çuxurun dibindəki məhlulda həll olur. Həll olmuş dəmir daha sonra çuxurun yuxarı hissəsinə yayılır və dəmir oksidi və ya pas əmələ gətirmək üçün oksidləşir. Çuxur dərinləşdikcə elektrokimyəvi reaksiyalar sürətlənir, korroziya artır ki, bu da boru divarının perforasiyasına və sızmalara səbəb ola bilər.
Boruların xarici səthi çirkləndikdə, onlar çuxur əmələ gəlməsinə daha çox meyllidirlər (Şəkil 1). Məsələn, qaynaq və üyütmə əməliyyatlarından yaranan çirkləndiricilər borunun passivasiya oksid təbəqəsinə zərər verə bilər və bununla da çuxur əmələ gətirir və onu sürətləndirir. Eyni şey sadəcə borulardan gələn çirklənmə ilə mübarizə üçün də keçərlidir. Bundan əlavə, duz damcıları buxarlandıqca, borularda əmələ gələn yaş duz kristalları oksid təbəqəsini qoruyur və çuxur əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər. Bu cür çirklənmənin qarşısını almaq üçün borularınızı müntəzəm olaraq təmiz su ilə yuyaraq təmiz saxlayın.
Şəkil 1. Turşu, duzlu məhlul və digər çöküntülərlə çirklənmiş 316/316L paslanmayan polad boru çuxur əmələ gəlməsinə çox həssasdır.
yarıq korroziyası. Əksər hallarda, çuxur əmələ gəlməsi operator tərəfindən asanlıqla aşkar edilə bilər. Lakin, yarıq korroziyasını aşkar etmək asan deyil və operatorlar və işçilər üçün daha böyük risk yaradır. Bu, adətən ətraf materiallar arasında dar boşluqları olan borularda, məsələn, sıxaclarla yerində saxlanılan borularda və ya bir-birinin yanında sıx şəkildə yığılmış borularda baş verir. Duzlu su boşluğa sızdıqda, zamanla bu sahədə kimyəvi cəhətdən aqressiv turşulaşdırılmış dəmir xlorid məhlulu (FeCl3) əmələ gəlir ki, bu da boşluğun sürətlənmiş korroziyasına səbəb olur (Şəkil 2). Yarıq korroziyası təbiətinə görə korroziya riskini artırdığından, yarıq korroziyası çuxur əmələ gəlməsindən daha aşağı temperaturda baş verə bilər.
Şəkil 2 – Boru ilə boru dayağı (üst) arasında və boru digər səthlərə yaxın quraşdırıldıqda (alt) boşluqda kimyəvi cəhətdən aqressiv turşulaşdırılmış dəmir xlorid məhlulunun əmələ gəlməsi səbəbindən yarıq korroziyası inkişaf edə bilər.
Yarıq korroziyası adətən boru hissəsi ilə boru dayaq yaxalığı arasında əmələ gələn boşluqda əvvəlcə çuxur əmələ gəlməsini simulyasiya edir. Lakin, sınıq daxilindəki mayedə Fe++ konsentrasiyasının artması səbəbindən ilkin qıf bütün sınığı əhatə edənə qədər getdikcə daha da böyüyür. Nəticədə, yarıq korroziyası borunun perforasiyasına səbəb ola bilər.
Sıx çatlar ən böyük korroziya riskini təmsil edir. Buna görə də, borunun çevrəsinin böyük bir hissəsini əhatə edən boru sıxacları, boru ilə sıxac arasındakı təmas səthini minimuma endirən açıq sıxaclardan daha risklidir. Servis mütəxəssisləri müntəzəm olaraq qurğuları açmaqla və boru səthlərini korroziyaya görə yoxlamaqla yarıqların korroziya zədələnməsi və ya sıradan çıxma ehtimalını azaltmağa kömək edə bilərlər.
Çuxur və yarıq korroziyasının qarşısını xüsusi tətbiq üçün düzgün metal ərintisini seçməklə almaq olar. İş mühitindən, proses şəraitindən və digər dəyişənlərdən asılı olaraq, korroziya riskini minimuma endirmək üçün spesifikasiyaçılar optimal boru materialını seçərkən lazımi diqqətlilik göstərməlidirlər.
Spesifikatorlara material seçimlərini optimallaşdırmağa kömək etmək üçün metalların PREN dəyərlərini müqayisə edərək lokal korroziyaya davamlılığını təyin edə bilərlər. PREN, xrom (Cr), molibden (Mo) və azot (N) tərkibi də daxil olmaqla, ərinti kimyəvi tərkibinə əsasən aşağıdakı kimi hesablana bilər:
PREN, ərintidəki korroziyaya davamlı xrom, molibden və azot elementlərinin miqdarı ilə artır. PREN nisbəti, kimyəvi tərkibdən asılı olaraq müxtəlif paslanmayan poladlar üçün kritik çökmə temperaturuna (CPT) - çökmənin baş verdiyi ən aşağı temperatura - əsaslanır. Əsasən, PREN CPT ilə mütənasibdir. Buna görə də, daha yüksək PREN dəyərləri daha yüksək çökmə müqavimətini göstərir. PREN-də kiçik bir artım, ərinti ilə müqayisədə CPT-də yalnız kiçik bir artıma bərabərdir, PREN-də böyük bir artım isə daha yüksək CPT ilə müqayisədə performansın əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdığını göstərir.
Cədvəl 1 dəniz neft və qaz sənayesində geniş istifadə olunan müxtəlif ərintilər üçün PREN dəyərlərini müqayisə edir. Bu, daha yüksək keyfiyyətli boru ərintisini seçməklə spesifikasiyanın korroziyaya davamlılığı necə əhəmiyyətli dərəcədə artıra biləcəyini göstərir. PREN 316 SS-dən 317 SS-ə qədər bir qədər artır. Super Austenitic 6 Mo SS və ya Super Duplex 2507 SS əhəmiyyətli performans artımları üçün idealdır.
Paslanmayan poladda daha yüksək nikel (Ni) konsentrasiyası korroziyaya davamlılığı da artırır. Lakin, paslanmayan poladın nikel tərkibi PREN tənliyinin bir hissəsi deyil. Hər halda, daha yüksək nikel tərkibli paslanmayan poladları seçmək çox vaxt sərfəlidir, çünki bu element lokal korroziya əlamətləri göstərən səthlərin repassivləşməsinə kömək edir. Nikel austeniti sabitləşdirir və sərt borunun 1/8 hissəsini əyərkən və ya soyuq çəkərkən martensit əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Martensit metallarda arzuolunmaz kristal fazadır və paslanmayan poladın lokal korroziyaya, eləcə də xloridlə əlaqəli gərginlik çatlamasına qarşı müqavimətini azaldır. 316/316L poladda ən azı 12% daha yüksək nikel tərkibi yüksək təzyiqli hidrogen qazı tətbiqləri üçün də arzuolunandır. ASTM 316/316L paslanmayan polad üçün tələb olunan minimum nikel konsentrasiyası 10% -dir.
Dəniz mühitində istifadə olunan boru kəmərinin istənilən yerində lokal korroziya baş verə bilər. Bununla belə, artıq çirklənmiş ərazilərdə çuxur əmələ gəlməsi daha çox ehtimal olunur, boru ilə quraşdırma avadanlığı arasında dar boşluqlar olan ərazilərdə isə yarıq korroziyası daha çox ehtimal olunur. Əsas olaraq PREN-dən istifadə edərək, spesifikator hər hansı bir lokal korroziya riskini minimuma endirmək üçün ən yaxşı boru dərəcəsini seçə bilər.
Lakin, korroziya riskini təsir edə biləcək digər dəyişənlərin də olduğunu unutmayın. Məsələn, temperatur paslanmayan poladın çuxur əmələ gəlməsinə qarşı müqavimətinə təsir göstərir. İsti dəniz iqlimi üçün super austenitik 6 molibden polad və ya super dupleks 2507 paslanmayan polad borular ciddi şəkildə nəzərdən keçirilməlidir, çünki bu materiallar lokal korroziyaya və xlorid çatlamasına qarşı əla müqavimət göstərir. Soyuq iqlim üçün, xüsusən də uğurlu istifadə tarixi varsa, 316/316L boru kifayət ola bilər.
Dəniz platformalarının sahibləri və operatorları borular quraşdırıldıqdan sonra korroziya riskini minimuma endirmək üçün də tədbirlər görə bilərlər. Onlar boruları təmiz saxlamalı və çuxur əmələ gəlməsi riskini azaltmaq üçün müntəzəm olaraq təmiz su ilə yumalıdırlar. Həmçinin, texniki xidmət mütəxəssislərinin yarıqların korroziyasını yoxlamaq üçün müntəzəm yoxlamalar zamanı sıxacları açmasını təmin etməlidirlər.
Yuxarıda göstərilən addımları yerinə yetirməklə platforma sahibləri və operatorları dəniz mühitində boru korroziyası və əlaqəli sızmalar riskini azalda, təhlükəsizlik və səmərəliliyi artıra, məhsul itkisi və ya qaçaq emissiyalar ehtimalını azalda bilərlər.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Neft Mühəndisləri Cəmiyyətinin flaqman jurnalı olan Neft Texnologiyaları Jurnalı, neft-qaz sənayesi ilə bağlı məsələlər, neft-qaz sənayesi problemləri və SPE və onun üzvləri haqqında xəbərlər barədə nüfuzlu brifinqlər və məqalələr təqdim edir.