স্টেইনলেস স্টিল পাইপের সহজাত ক্ষয়রোধী ক্ষমতা থাকা সত্ত্বেও, সামুদ্রিক পরিবেশে স্থাপিত স্টেইনলেস স্টিল পাইপগুলো তাদের প্রত্যাশিত জীবনকালে বিভিন্ন ধরনের ক্ষয়ের সম্মুখীন হয়। এই ক্ষয়ের ফলে অনিয়ন্ত্রিত নির্গমন, পণ্যের ক্ষতি এবং সম্ভাব্য ঝুঁকি সৃষ্টি হতে পারে। অফশোর প্ল্যাটফর্মের মালিক ও পরিচালকেরা উন্নততর ক্ষয়রোধী ক্ষমতাসম্পন্ন শক্তিশালী পাইপ উপাদান ব্যবহারের মাধ্যমে ক্ষয়ের ঝুঁকি কমাতে পারেন। এরপর, রাসায়নিক ইনজেকশন, হাইড্রোলিক ও ইমপালস লাইন এবং প্রসেস ইন্সট্রুমেন্টেশন ও সেন্সিং সরঞ্জাম পরিদর্শনের সময় তাদের অবশ্যই সতর্ক থাকতে হবে, যাতে ক্ষয় স্থাপিত পাইপিংয়ের অখণ্ডতাকে বিপন্ন না করে এবং নিরাপত্তা বিঘ্নিত না করে।
অফশোর স্থাপনাগুলিতে থাকা অনেক প্ল্যাটফর্ম, ভেসেল, জাহাজ এবং পাইপলাইনে স্থানিক ক্ষয় দেখা যায়। এই ক্ষয় পিটিং বা ক্রেভিস করোশন আকারে হতে পারে, যার যেকোনোটিই পাইপের দেয়ালকে ক্ষয় করে তরল নির্গমনের কারণ হতে পারে।
অ্যাপ্লিকেশনের অপারেটিং তাপমাত্রা বাড়লে ক্ষয়ের ঝুঁকিও বৃদ্ধি পায়। তাপ টিউবের প্রতিরক্ষামূলক বাইরের প্যাসিভ অক্সাইড ফিল্মের ধ্বংসকে ত্বরান্বিত করতে পারে, যার ফলে পিটিং ক্ষয়ের সৃষ্টি হয়।
দুর্ভাগ্যবশত, স্থানিক পিটিং এবং ক্রেভিস করোশন শনাক্ত করা কঠিন হতে পারে, যার ফলে এই ধরনের করোশন চিহ্নিত করা, পূর্বাভাস দেওয়া এবং এর জন্য পরিকল্পনা করা আরও কঠিন হয়ে পড়ে। এই ঝুঁকিগুলোর কথা মাথায় রেখে, প্ল্যাটফর্মের মালিক, অপারেটর এবং মনোনীত ব্যক্তিদের তাদের কাজের জন্য সেরা পাইপিং উপাদান নির্বাচন করার সময় সতর্কতা অবলম্বন করা উচিত। উপাদান নির্বাচনই হলো করোশনের বিরুদ্ধে তাদের প্রথম প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা, তাই এটি সঠিকভাবে করা গুরুত্বপূর্ণ। সৌভাগ্যবশত, তারা স্থানিক করোশন প্রতিরোধের একটি খুব সহজ কিন্তু অত্যন্ত কার্যকর পরিমাপ, পিটিং রেজিস্ট্যান্স ইকুইভ্যালেন্ট নাম্বার (PREN) ব্যবহার করে উপাদান নির্বাচন করতে পারেন। কোনো ধাতুর PREN মান যত বেশি হবে, স্থানিক করোশনের বিরুদ্ধে তার প্রতিরোধ ক্ষমতাও তত বেশি হবে।
এই প্রবন্ধে পিটিং ও ক্রেভিস করোশন কীভাবে শনাক্ত করা যায় এবং উপাদানের PREN মানের উপর ভিত্তি করে অফশোর তেল ও গ্যাস ক্ষেত্রের জন্য টিউবিং উপাদানের নির্বাচনকে কীভাবে সর্বোত্তম করা যায়, তা পর্যালোচনা করা হবে।
সাধারণ ক্ষয়ের তুলনায় স্থানীয় ক্ষয় ছোট ছোট এলাকায় ঘটে, যেখানে সাধারণ ক্ষয় ধাতব পৃষ্ঠে আরও সুষমভাবে ছড়িয়ে পড়ে। লবণাক্ত জলসহ ক্ষয়কারী তরলের সংস্পর্শে আসার ফলে যখন ধাতুটির বাইরের ক্রোমিয়াম-সমৃদ্ধ নিষ্ক্রিয় অক্সাইড স্তরটি ফেটে যায়, তখন ৩১৬ স্টেইনলেস স্টিলের পাইপে পিটিং এবং ক্রেভিস ক্ষয় তৈরি হতে শুরু করে। ক্লোরাইড-সমৃদ্ধ উপকূলীয় ও গভীর সমুদ্রের সামুদ্রিক পরিবেশ, সেইসাথে উচ্চ তাপমাত্রা এবং এমনকি টিউবিং পৃষ্ঠের দূষণ, এই নিষ্ক্রিয়করণ স্তরের অবক্ষয়ের সম্ভাবনা বাড়িয়ে তোলে।
পিটিং ক্ষয় ঘটে যখন কোনো পাইপের উপরিভাগের প্যাসিভেশন ফিল্ম নষ্ট হয়ে যায়, যার ফলে পাইপের পৃষ্ঠে ছোট ছোট গহ্বর বা গর্ত তৈরি হয়। তড়িৎ-রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটার ফলে এই ধরনের গর্তগুলো বড় হতে থাকে, যার কারণে ধাতুর মধ্যে থাকা লোহা গর্তের নিচের দ্রবণে দ্রবীভূত হয়। এরপর দ্রবীভূত লোহা গর্তের উপরের দিকে ছড়িয়ে পড়ে এবং জারিত হয়ে আয়রন অক্সাইড বা মরিচা তৈরি করে। গর্ত যত গভীর হয়, তড়িৎ-রাসায়নিক বিক্রিয়া তত দ্রুত হয়, ক্ষয় তত তীব্র হয় এবং এর ফলে পাইপের দেয়াল ছিদ্র হয়ে যেতে পারে ও পাইপ লিক হতে পারে।
পাইপের বাইরের পৃষ্ঠ দূষিত হলে তাতে পিটিং করোশন হওয়ার ঝুঁকি বেড়ে যায় (চিত্র ১)। উদাহরণস্বরূপ, ওয়েল্ডিং এবং গ্রাইন্ডিং অপারেশনের ফলে সৃষ্ট দূষণ পাইপের প্যাসিভেটিং অক্সাইড স্তরকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, যার ফলে পিটিং করোশন তৈরি হয় এবং এর গতি ত্বরান্বিত হয়। পাইপের সাধারণ দূষণ মোকাবেলার ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য। এছাড়াও, লবণাক্ত জলের ফোঁটা বাষ্পীভূত হওয়ার সাথে সাথে পাইপের উপর তৈরি হওয়া ভেজা লবণের স্ফটিকগুলো অক্সাইড স্তরকে রক্ষা করার কাজ করে এবং এর ফলে পিটিং করোশন হতে পারে। এই ধরনের দূষণ প্রতিরোধ করতে, নিয়মিত পরিষ্কার জল দিয়ে ফ্লাশ করে আপনার পাইপগুলো পরিষ্কার রাখুন।
চিত্র ১ – অ্যাসিড, লবণাক্ত পানি এবং অন্যান্য অবক্ষেপ দ্বারা দূষিত ৩১৬/৩১৬এল স্টেইনলেস স্টিলের পাইপ পিটিং ক্ষয়ের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল।
ফাটল ক্ষয়। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, অপারেটর সহজেই পিটিং শনাক্ত করতে পারেন। তবে, ফাটল ক্ষয় সহজে শনাক্ত করা যায় না এবং এটি অপারেটর ও কর্মীদের জন্য একটি বড় ঝুঁকি তৈরি করে। এটি সাধারণত সেইসব পাইপে ঘটে যেখানে চারপাশের উপাদানের মধ্যে খুব কম ফাঁকা জায়গা থাকে, যেমন ক্লিপ দিয়ে আটকানো পাইপ বা পাশাপাশি শক্তভাবে লাগানো পাইপ। যখন লবণাক্ত পানি ফাটলের মধ্যে প্রবেশ করে, তখন সময়ের সাথে সাথে সেই স্থানে একটি রাসায়নিকভাবে আক্রমণাত্মক অম্লীকৃত ফেরিক ক্লোরাইড (FeCl3) দ্রবণ তৈরি হয় এবং এটি ফাটল ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে (চিত্র ২)। যেহেতু ফাটলগুলো নিজেরাই ক্ষয়ের ঝুঁকি বাড়ায়, তাই পিটিং ক্ষয়ের চেয়ে অনেক কম তাপমাত্রায়ও ফাটল ক্ষয় ঘটতে পারে।
চিত্র ২ – পাইপ এবং পাইপ সাপোর্টের মধ্যে (উপরে) এবং যখন পাইপটি অন্যান্য পৃষ্ঠের কাছাকাছি স্থাপন করা হয় (নীচে), তখন ফাটলের মধ্যে রাসায়নিকভাবে আক্রমণাত্মক অম্লীকৃত ফেরিক ক্লোরাইড দ্রবণ তৈরি হওয়ার কারণে ফাটলজনিত ক্ষয় (ক্রেভিস করোশন) হতে পারে।
সাধারণত, পাইপের একটি অংশ এবং পাইপ সাপোর্ট ক্লিপের মধ্যে তৈরি হওয়া ফাটলে ক্রেভিস করোশন প্রথমে পিটিং করোশনের মতো আচরণ করে। তবে, ফাটলের ভেতরের তরলে Fe++ এর ঘনত্ব বাড়ার কারণে, প্রাথমিক গর্তটি ক্রমশ বড় হতে থাকে যতক্ষণ না এটি পুরো ফাটলটিকে ঢেকে ফেলে। অবশেষে, ক্রেভিস করোশন পাইপটিকে ছিদ্র করে ফেলতে পারে।
সংকীর্ণ ফাটলগুলিতেই ক্ষয়ের ঝুঁকি সবচেয়ে বেশি। তাই, যে পাইপ ক্ল্যাম্পগুলি পাইপের পরিধির বেশিরভাগ অংশ জুড়ে থাকে, সেগুলি খোলা ক্ল্যাম্পের চেয়ে বেশি ঝুঁকি তৈরি করে, কারণ খোলা ক্ল্যাম্প পাইপ ও ক্ল্যাম্পের মধ্যে সংস্পর্শের ক্ষেত্রফল কমিয়ে আনে। রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীরা নিয়মিত ক্ল্যাম্প খুলে পাইপের পৃষ্ঠে ক্ষয় হয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করার মাধ্যমে ফাটলের মধ্যে হওয়া ক্ষয়ের কারণে সৃষ্ট ক্ষতি বা বিকল হওয়ার সম্ভাবনা কমাতে সাহায্য করতে পারেন।
প্রয়োগের জন্য সঠিক ধাতব সংকর বেছে নেওয়ার মাধ্যমে পিটিং এবং ক্রেভিস করোশন সবচেয়ে ভালোভাবে প্রতিরোধ করা যায়। স্পেসিফায়ারদের উচিত অপারেটিং পরিবেশ, প্রক্রিয়াগত অবস্থা এবং অন্যান্য চলকের উপর ভিত্তি করে করোশনের ঝুঁকি কমানোর জন্য সর্বোত্তম পাইপিং উপাদান নির্বাচন করতে যথাযথ সতর্কতা অবলম্বন করা।
উপাদান নির্বাচনকে সর্বোত্তম করতে, স্পেসিফায়াররা ধাতুগুলির PREN মান তুলনা করে স্থানীয় ক্ষয়ের বিরুদ্ধে তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা নির্ধারণ করতে পারেন। সংকর ধাতুর রাসায়নিক গঠন, যার মধ্যে ক্রোমিয়াম (Cr), মলিবডেনাম (Mo), এবং নাইট্রোজেন (N)-এর পরিমাণ অন্তর্ভুক্ত, তা থেকে PREN নিম্নরূপে গণনা করা যায়:
সংকর ধাতুতে ক্ষয়-প্রতিরোধী উপাদান ক্রোমিয়াম, মলিবডেনাম এবং নাইট্রোজেনের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে PREN বৃদ্ধি পায়। PREN সম্পর্কটি বিভিন্ন স্টেইনলেস স্টিলের রাসায়নিক গঠনের সাপেক্ষে ক্রিটিক্যাল পিটিং টেম্পারেচার (CPT) – অর্থাৎ সর্বনিম্ন তাপমাত্রা যেখানে পিটিং ক্ষয় দেখা যায় – এর উপর ভিত্তি করে গঠিত। মূলত, PREN, CPT-এর সমানুপাতিক। অতএব, উচ্চতর PREN মান উচ্চতর পিটিং প্রতিরোধ ক্ষমতা নির্দেশ করে। সংকর ধাতুর তুলনায় PREN-এর সামান্য বৃদ্ধি কেবল CPT-এর সামান্য বৃদ্ধির সমতুল্য, যেখানে PREN-এর একটি বড় বৃদ্ধি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর CPT-তে কর্মক্ষমতার একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি নির্দেশ করে।
সারণি ১-এ অফশোর তেল ও গ্যাস ক্ষেত্রে সাধারণত ব্যবহৃত বিভিন্ন সংকর ধাতুর PREN মানগুলির তুলনা করা হয়েছে। এতে দেখানো হয়েছে যে, উচ্চতর গ্রেডের পাইপ সংকর ধাতু নির্বাচনের মাধ্যমে কীভাবে স্পেসিফিকেশন ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। ৩১৬ থেকে ৩১৭ স্টেইনলেস স্টিলে পরিবর্তন করলে PREN সামান্যই বৃদ্ধি পায়। কার্যক্ষমতায় উল্লেখযোগ্য উন্নতির জন্য, ৬ Mo সুপার অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল বা ২৫০৭ সুপার ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল ব্যবহার করা আদর্শ।
স্টেইনলেস স্টিলে নিকেলের (Ni) উচ্চ ঘনত্ব ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাও বৃদ্ধি করে। তবে, স্টেইনলেস স্টিলের নিকেলের পরিমাণ PREN সমীকরণের অংশ নয়। যাই হোক, উচ্চ নিকেল ঘনত্বযুক্ত স্টেইনলেস স্টিল নির্দিষ্ট করা প্রায়শই উপকারী, কারণ এই উপাদানটি স্থানীয় ক্ষয়ের লক্ষণযুক্ত পৃষ্ঠকে পুনরায় নিষ্ক্রিয় করতে সাহায্য করে। নিকেল অস্টেনাইটকে স্থিতিশীল করে এবং ১/৮ হার্ড পাইপ বাঁকানো বা কোল্ড ড্রয়িং করার সময় মার্টেনসাইট গঠন প্রতিরোধ করে। মার্টেনসাইট হলো ধাতুর একটি অনাকাঙ্ক্ষিত স্ফটিক পর্যায় যা স্টেইনলেস স্টিলের স্থানীয় ক্ষয় এবং ক্লোরাইড-জনিত স্ট্রেস ক্র্যাকিং-এর প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে। উচ্চ চাপের গ্যাসীয় হাইড্রোজেন সম্পর্কিত প্রয়োগের জন্য 316/316L-এ কমপক্ষে ১২% নিকেলের উচ্চ পরিমাণও কাম্য। ASTM স্ট্যান্ডার্ড স্পেসিফিকেশনে 316/316L স্টেইনলেস স্টিলের জন্য প্রয়োজনীয় সর্বনিম্ন নিকেল ঘনত্ব হলো ১০%।
সামুদ্রিক পরিবেশে ব্যবহৃত পাইপের যেকোনো স্থানে স্থানিক ক্ষয় হতে পারে। তবে, পিটিং ক্ষয় সেইসব স্থানে বেশি হওয়ার সম্ভাবনা থাকে যা ইতিমধ্যেই দূষিত, অন্যদিকে ক্রেভিস ক্ষয় সেইসব স্থানে বেশি হওয়ার সম্ভাবনা থাকে যেখানে পাইপ এবং মাউন্টিং হার্ডওয়্যারের মধ্যে সরু ফাঁক থাকে। PREN-কে ভিত্তি হিসেবে ব্যবহার করে, স্পেসিফায়ার যেকোনো ধরনের স্থানিক ক্ষয়ের ঝুঁকি কমানোর জন্য সেরা পাইপ অ্যালয় নির্বাচন করতে পারেন।
তবে, মনে রাখবেন যে আরও কিছু বিষয় আছে যা ক্ষয়ের ঝুঁকিকে প্রভাবিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রা স্টেইনলেস স্টিলের পিটিং প্রতিরোধ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। উষ্ণ সামুদ্রিক জলবায়ুর জন্য, ৬ মলিবডেনাম সুপার অস্টেনিটিক বা ২৫০৭ সুপার ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল পাইপ গুরুত্ব সহকারে বিবেচনা করা উচিত, কারণ এই উপাদানগুলোর স্থানিক ক্ষয় এবং ক্লোরাইড স্ট্রেস ক্র্যাকিংয়ের বিরুদ্ধে চমৎকার প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। শীতল জলবায়ুর জন্য, ৩১৬/৩১৬এল পাইপ যথেষ্ট হতে পারে, বিশেষ করে যদি এর সফল ব্যবহারের ইতিহাস থাকে।
অফশোর প্ল্যাটফর্মের মালিক ও পরিচালকেরা টিউবিং স্থাপন করার পরেও ক্ষয়ের ঝুঁকি কমাতে পদক্ষেপ নিতে পারেন। পিটিং করোশনের ঝুঁকি কমাতে তাদের উচিত পাইপগুলো পরিষ্কার রাখা এবং নিয়মিত বিশুদ্ধ পানি দিয়ে ফ্লাশ করা। এছাড়াও, নিয়মিত পরিদর্শনের সময় ক্রেভিস করোশনের উপস্থিতি দেখার জন্য তাদের রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীদের দিয়ে টিউবিং ক্ল্যাম্প খোলানো উচিত।
উপরে বর্ণিত পদক্ষেপগুলো অনুসরণ করে, প্ল্যাটফর্মের মালিক ও পরিচালকেরা সামুদ্রিক পরিবেশে টিউবিংয়ের ক্ষয় এবং এ সংক্রান্ত ছিদ্রের ঝুঁকি কমাতে পারেন, যার ফলে নিরাপত্তা ও কার্যকারিতা বৃদ্ধি পায় এবং একই সাথে পণ্যের ক্ষতি বা অনিয়ন্ত্রিত নির্গমনের সম্ভাবনাও হ্রাস পায়।
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
জার্নাল অফ পেট্রোলিয়াম টেকনোলজি হলো সোসাইটি অফ পেট্রোলিয়াম ইঞ্জিনিয়ার্স-এর প্রধান পত্রিকা, যা অনুসন্ধান ও উৎপাদন প্রযুক্তির অগ্রগতি, তেল ও গ্যাস শিল্পের বিভিন্ন বিষয় এবং এসপিই ও এর সদস্যদের সম্পর্কিত সংবাদের ওপর প্রামাণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ ও ফিচার প্রদান করে।