Bisan pa sa kinaiyanhong resistensya sa kaagnasan sa mga tubo nga stainless steel, ang mga tubo nga stainless steel nga gi-install sa mga palibot sa dagat dali nga maapektuhan sa lainlaing mga klase sa kaagnasan sa panahon sa ilang gilauman nga kinabuhi. Kini nga kaagnasan mahimong mosangpot sa mga fugitive emissions, pagkawala sa produkto ug potensyal nga mga risgo. Ang mga tag-iya ug operator sa offshore platform mahimong makunhuran ang peligro sa kaagnasan pinaagi sa pagtino sa mas lig-on nga mga materyales sa tubo nga naghatag labi ka maayo nga resistensya sa kaagnasan. Pagkahuman, kinahanglan silang magpabilin nga mabinantayon sa pag-inspeksyon sa chemical injection, hydraulic ug impulse lines, ug process instrumentation ug sensing equipment aron masiguro nga ang kaagnasan dili hulga sa integridad sa gi-install nga mga tubo ug makadaot sa kaluwasan.
Ang lokal nga kaagnasan makita sa daghang mga plataporma, barko, ug mga tubo sa mga instalasyon sa gawas sa nasud. Kini nga kaagnasan mahimong anaa sa porma sa pitting o crevice corrosion, nga ang bisan hain niini mahimong makaguba sa bungbong sa tubo ug hinungdan sa pagpagawas sa pluwido.
Mas dako ang risgo sa taya kon motaas ang temperatura sa paggamit. Ang kainit makapadali sa pagkaguba sa panalipod nga panggawas nga passive oxide film sa tubo, sa ingon makapadali sa pagporma sa pitting corrosion.
Ikasubo, ang localized pitting ug crevice corrosion mahimong lisod mamatikdan, nga naghimo niining mga matang sa corrosion nga mas lisod mailhan, matagna ug madisenyo. Tungod niining mga risgo, ang mga tag-iya sa plataporma, mga operator ug mga designee kinahanglan nga mag-amping sa pagpili sa labing maayo nga materyal sa tubo alang sa ilang aplikasyon. Ang pagpili sa materyal mao ang ilang unang linya sa depensa batok sa corrosion, busa importante ang paghimo niini nga husto. Maayo na lang, makapili sila gamit ang usa ka yano apan epektibo nga sukod sa localized corrosion resistance, ang Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). Kon mas taas ang PREN value sa usa ka metal, mas taas ang resistensya niini sa localized corrosion.
Kini nga artikulo magrepaso kon unsaon pag-ila sa pitting ug crevice corrosion ug kon unsaon pag-optimize sa pagpili sa materyal sa tubo para sa mga aplikasyon sa lana ug gas sa gawas sa nasud base sa PREN value sa materyal.
Ang localized corrosion mahitabo sa gagmay nga mga lugar kon itandi sa kinatibuk-ang corrosion, nga mas parehas sa ibabaw sa metal. Ang pitting ug crevice corrosion magsugod sa pagporma sa 316 stainless steel nga mga tubo kung ang gawas nga chromium-rich passive oxide film sa metal mabuak tungod sa pagkaladlad sa corrosive fluids, lakip ang tubig nga parat. Ang mga palibot sa dagat nga puno sa chloride sa baybayon ug sa baybayon, ingon man ang taas nga temperatura ug bisan ang kontaminasyon sa ibabaw sa tubo, nagdugang sa potensyal alang sa pagkadaot niining passivation film.
Ang pitting corrosion mahitabo kon ang passivation film sa usa ka gitas-on sa tubo madaot, nga maporma ang gagmay nga mga lungag o mga lungag sa ibabaw sa tubo. Kini nga mga lungag lagmit nga motubo samtang mahitabo ang mga electrochemical reaction, hinungdan nga ang puthaw sa metal matunaw ngadto sa solusyon sa ilawom sa lungag. Ang natunaw nga puthaw unya mokaylap padulong sa ibabaw sa lungag ug mo-oxidize aron maporma ang iron oxide o taya. Samtang molalom ang lungag, ang mga electrochemical reaction mopaspas, ang corrosion mokusog, ug mahimong mosangpot sa pagkabuslot sa bungbong sa tubo ug mosangpot sa mga leak.
Ang mga tubo mas daling mataptan sa pitting corrosion kon ang gawas nga bahin niini kontaminado (Figure 1). Pananglitan, ang kontaminasyon gikan sa welding ug grinding operations makadaot sa passivating oxide layer sa tubo, sa ingon maporma ug mapadali ang pitting corrosion. Parehas usab kini sa pag-atubang sa kontaminasyon gikan sa mga tubo. Dugang pa, samtang ang mga tinulo sa brine moalisngaw, ang basa nga mga kristal sa asin nga naporma sa mga tubo mobuhat sa parehas aron mapanalipdan ang oxide layer ug mahimong mosangpot sa pitting corrosion. Aron malikayan kini nga mga matang sa kontaminasyon, hupti nga limpyo ang imong mga tubo pinaagi sa kanunay nga pag-flush niini gamit ang presko nga tubig.
Hulagway 1 – Ang 316/316L nga stainless steel nga tubo nga kontaminado sa acid, brine ug uban pang mga deposito dali ra mataptan sa pitting corrosion.
Kaagnasan sa crevice. Sa kadaghanang mga kaso, ang pitting dali nga mailhan sa operator. Bisan pa, ang kaagnasan sa crevice dili dali nga makit-an ug naghatag ug mas dako nga peligro sa mga operator ug mga personahe. Kasagaran kini mahitabo sa mga tubo nga adunay pig-ot nga mga wanang taliwala sa mga naglibot nga materyales, sama sa mga tubo nga gihuptan sa lugar nga adunay mga clip o mga tubo nga hugot nga gibutang nga magkatapad. Kung ang brine mosulod sa crevice, usa ka agresibo nga kemikal nga acidified ferric chloride (FeCl3) nga solusyon ang maporma sa lugar sa paglabay sa panahon ug hinungdan sa paspas nga kaagnasan sa crevice (Figure 2). Tungod kay ang mga crevice mismo nagdugang sa peligro sa kaagnasan, ang kaagnasan sa crevice mahimong mahitabo sa mga temperatura nga mas ubos kaysa sa kaagnasan sa pitting.
Hulagway 2 – Ang kaagnasan sa mga lungag mahimong molambo taliwala sa tubo ug sa suporta sa tubo (ibabaw) ug kung ang tubo gi-instalar duol sa ubang mga nawong (ubos) tungod sa pagkaporma sa usa ka agresibo sa kemikal nga acidified ferric chloride solution sa lungag.
Ang crevice corrosion kasagarang nagsundog sa pitting corrosion una sa crevice nga naporma taliwala sa gitas-on sa tubo ug sa pipe support clip. Bisan pa, tungod sa nagkataas nga konsentrasyon sa Fe++ sa pluwido sulod sa bali, ang inisyal nga crater nagkadako ug nagkadako hangtod nga matabonan niini ang tibuok bali. Sa katapusan, ang crevice corrosion mahimong makabuslot sa tubo.
Ang hugot nga mga liki mao ang pinakadako nga risgo sa taya. Busa, ang mga pipe clamp nga naglibot sa kadaghanan sa sirkumperensiya sa tubo lagmit nga adunay mas dako nga risgo kaysa mga bukas nga clamp, nga nagpamenos sa kontak sa nawong tali sa tubo ug sa clamp. Ang mga technician sa maintenance makatabang sa pagpakunhod sa posibilidad sa taya sa crevice nga hinungdan sa kadaot o pagkapakyas pinaagi sa regular nga pag-abli sa mga clamp ug pag-inspeksyon sa nawong sa tubo alang sa taya.
Ang pitting ug crevice corrosion mas malikayan pinaagi sa pagpili sa husto nga metal alloy para sa aplikasyon. Ang mga specifier kinahanglan nga maningkamot pag-ayo aron mapili ang labing maayo nga materyal sa tubo aron maminusan ang risgo sa corrosion base sa operating environment, mga kondisyon sa proseso ug uban pang mga variable.
Aron matabangan ang mga specifier nga ma-optimize ang pagpili sa materyal, mahimo nilang itandi ang mga kantidad sa PREN sa mga metal aron mahibal-an ang ilang resistensya sa lokal nga kaagnasan. Ang PREN mahimong makalkulo gikan sa kemikal nga komposisyon sa haluang metal, lakip ang sulud niini nga chromium (Cr), molybdenum (Mo), ug nitroheno (N), sama sa mosunod:
Motaas ang PREN uban sa sulod sa mga elemento nga dili madaot sa kaagnasan nga chromium, molybdenum ug nitrogen sa alloy. Ang relasyon sa PREN gibase sa kritikal nga temperatura sa pitting (CPT) – ang labing ubos nga temperatura diin makita ang kaagnasan sa pitting – para sa lain-laing mga stainless steel kalabot sa kemikal nga komposisyon. Sa panguna, ang PREN proporsyonal sa CPT. Busa, ang mas taas nga mga kantidad sa PREN nagpakita sa mas taas nga resistensya sa pitting. Ang gamay nga pagtaas sa PREN katumbas lamang sa gamay nga pagtaas sa CPT kon itandi sa alloy, samtang ang dako nga pagtaas sa PREN nagpakita sa mas dakong pag-uswag sa performance para sa mas taas nga CPT.
Ang Talaan 1 nagtandi sa mga kantidad sa PREN sa lainlaing mga haluang metal nga kasagarang gigamit sa mga aplikasyon sa lana ug gas sa gawas sa nasud. Gipakita niini kung giunsa ang espesipikasyon makapauswag pag-ayo sa resistensya sa kaagnasan pinaagi sa pagpili sa usa ka mas taas nga grado nga haluang metal sa tubo. Ang PREN motaas lang gamay kung mobalhin gikan sa 316 ngadto sa 317 nga stainless steel. Alang sa usa ka hinungdanon nga pagtaas sa performance, ang 6 Mo super austenitic stainless steel o 2507 super duplex stainless steel ang sulundon nga gamiton.
Ang mas taas nga konsentrasyon sa nickel (Ni) sa stainless steel nagpalambo usab sa resistensya sa kaagnasan. Bisan pa, ang nickel content sa stainless steel dili bahin sa PREN equation. Sa bisan unsang kaso, kanunay nga mapuslanon ang pagtino sa mga stainless steel nga adunay mas taas nga konsentrasyon sa nickel, tungod kay kini nga elemento makatabang sa pag-re-passivate sa mga nawong nga nagpakita og mga timailhan sa localized corrosion. Ang nickel nagpalig-on sa austenite ug nagpugong sa pagporma sa martensite kung moliko o bugnaw nga mobira sa 1/8 nga gahi nga tubo. Ang Martensite usa ka dili gusto nga crystalline phase sa mga metal nga nagpamenos sa resistensya sa stainless steel sa localized corrosion ingon man sa chloride-induced stress cracking. Ang mas taas nga nickel content nga labing menos 12% sa 316/316L gitinguha usab alang sa mga aplikasyon nga naglambigit sa high pressure gaseous hydrogen. Ang minimum nga konsentrasyon sa nickel nga gikinahanglan alang sa 316/316L stainless steel sa ASTM standard specification kay 10%.
Ang localized corrosion mahimong mahitabo bisan asa sa mga tubo nga gigamit sa mga palibot sa dagat. Bisan pa, ang pitting corrosion mas lagmit nga mahitabo sa mga lugar nga kontaminado na, samtang ang crevice corrosion mas lagmit nga mahitabo sa mga lugar nga adunay pig-ot nga mga kal-ang tali sa tubo ug sa mounting hardware. Gamit ang PREN isip basehan, ang specifier makapili sa labing maayo nga pipe alloy aron maminusan ang risgo sa bisan unsang matang sa localized corrosion.
Apan, hinumdomi nga adunay ubang mga butang nga makaapekto sa risgo sa kaagnasan. Pananglitan, ang temperatura makaapekto sa pitting resistance sa stainless steel. Alang sa init nga klima sa dagat, ang 6 molybdenum super austenitic o 2507 super duplex stainless steel pipe kinahanglan nga seryosong ikonsiderar tungod kay kini nga mga materyales adunay maayo kaayong resistensya sa localized corrosion ug chloride stress cracking. Alang sa mas bugnaw nga klima, ang 316/316L nga tubo mahimong igo na, labi na kung adunay kasaysayan sa malampuson nga paggamit nga natukod.
Ang mga tag-iya ug operator sa offshore platform mahimo usab nga mohimo og mga lakang aron maminusan ang risgo sa taya human ma-install ang tubing. Kinahanglan nilang huptan nga limpyo ang mga tubo ug kanunay nga hugasan gamit ang presko nga tubig aron maminusan ang risgo sa taya gikan sa mga lungag. Kinahanglan usab nila nga ablihan sa mga technician sa maintenance ang mga tubing clamp atol sa naandan nga inspeksyon aron pangitaon ang presensya sa taya gikan sa mga lungag.
Pinaagi sa pagsunod sa mga lakang nga gilatid sa ibabaw, ang mga tag-iya ug operator sa plataporma makapakunhod sa risgo sa kaagnasan sa tubo ug mga may kalabutan nga pagtulo sa mga palibot sa dagat, nga makapauswag sa kaluwasan ug kahusayan, samtang makapakunhod sa posibilidad sa pagkawala sa produkto o sa pagpagawas sa mga fugitive emissions.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Ang Journal of Petroleum Technology mao ang pangunang magasin sa Society of Petroleum Engineers, nga naghatag ug mga awtoritatibong mubong impormasyon ug mga bahin sa mga pag-uswag sa teknolohiya sa eksplorasyon ug produksiyon, mga isyu sa industriya sa lana ug gas, ug mga balita bahin sa SPE ug sa mga miyembro niini.