Malgradu a resistenza inerente à a corrosione di i tubi d'acciaio inox, i tubi d'acciaio inox installati in ambienti marini sperimentanu diversi tipi di corrosione durante a so vita prevista. Questa corrosione pò purtà à emissioni fuggitive, perdita di produttu è rischi potenziali. I pruprietarii è l'operatori di piattaforme offshore ponu riduce u risicu di corrosione specificendu materiali per tubi più forti chì furniscenu una migliore resistenza à a corrosione. In seguitu, devenu stà vigilanti quandu ispezionanu l'iniezione chimica, e linee idrauliche è d'impulsu, è a strumentazione di prucessu è l'apparecchiature di rilevamentu per assicurà chì a corrosione ùn minacci l'integrità di e tubazioni installate è ùn comprometta a sicurezza.
A currusione lucalizata pò esse truvata nantu à parechje piattaforme, navi, navi è tubazioni in installazioni offshore. Sta currusione pò esse in forma di currusione per pitting o per fessura, chì pò erode a parete di a pipa è causà u rilasciu di fluidi.
U risicu di currusione hè più grande quandu a temperatura di funziunamentu di l'applicazione aumenta. U calore pò accelerà a distruzzione di a pellicola protettiva esterna d'ossidu passivu di u tubu, prumovendu cusì a furmazione di currusione per pitting.
Sfurtunatamente, a corrosione lucalizzata per pitting è fessure pò esse difficiule da rilevà, rendendu questi tipi di corrosione più difficiuli da identificà, prevede è cuncepisce. Dati questi risichi, i pruprietarii di piattaforme, l'operatori è i designati devenu esse prudenti quandu selezziunanu u megliu materiale di tubazioni per a so applicazione. A selezzione di u materiale hè a so prima linea di difesa contr'à a corrosione, dunque fà la bè hè impurtante. Fortunatamente, ponu sceglie di utilizà una misura assai simplice ma assai efficace di resistenza à a corrosione lucalizzata, u Numeru Equivalente di Resistenza à Pitting (PREN). Più altu hè u valore PREN di un metallu, più alta hè a so resistenza à a corrosione lucalizzata.
Questu articulu esaminerà cumu identificà a corrosione per pitting è crevice è cumu ottimizà a selezzione di u materiale di i tubi per l'applicazioni petrolifere è gasali offshore basatu annantu à u valore PREN di u materiale.
A corrosione lucalizzata si verifica in piccule zone paragunata à a corrosione generale, chì hè più uniforme nantu à a superficia metallica. A corrosione per vaiolature è fessure cumincianu à furmà si nantu à i tubi d'acciaio inox 316 quandu u film d'ossidu passivu riccu di cromu esternu di u metallu si rompe per via di l'esposizione à fluidi corrosivi, cumprese l'acqua salata. L'ambienti marini offshore è onshore ricchi di cloruri, è ancu e temperature elevate è ancu a contaminazione di a superficia di i tubi, aumentanu u putenziale di degradazione di stu film di passivazione.
corrosione per corrosione si verifica quandu u film di passivazione nantu à una lunghezza di tubu hè distruttu, furmendu piccule cavità o fosse nantu à a superficia di u tubu. Tali fosse sò propensi à cresce mentre si verificanu reazioni elettrochimiche, pruvucendu a dissoluzione di u ferru in u metallu in a soluzione in u fondu di a fossa. U ferru dissoltu si diffonderà tandu versu a cima di a fossa è si ossiderà per furmà ossidu di ferru o ruggine. Mentre a fossa s'approfondisce, e reazioni elettrochimiche acceleranu, a corrosione s'intensifica è pò purtà à a perforazione di a parete di u tubu è purtà à perdite.
I tubi sò più suscettibili à a corrosione per pitting quandu a so superficia esterna hè contaminata (Figura 1). Per esempiu, a contaminazione da l'operazioni di saldatura è di macinazione pò dannà u stratu d'ossidu passivante di u tubu, furmendu è accelerendu cusì a corrosione per pitting. U listessu vale per trattà semplicemente a contaminazione da i tubi. Inoltre, mentre e gocce di salamoia evaporanu, i cristalli di sale umidi chì si formanu nantu à i tubi facenu listessu per prutege u stratu d'ossidu è ponu purtà à a corrosione per pitting. Per prevene questi tipi di contaminazione, mantene i vostri tubi puliti lavenduli regularmente cù acqua fresca.
Figura 1 – U tubu d'acciaio inox 316/316L contaminatu da acidu, salamoia è altri depositi hè assai suscettibile à a corrosione per pitting.
currusione in fessura. In a maiò parte di i casi, a corrosione per pitting pò esse facilmente identificata da l'operatore. Tuttavia, a corrosione per fessura ùn hè micca faciule da rilevà è pone un risicu più grande per l'operatori è u persunale. Di solitu si verifica nantu à i tubi chì anu spazii stretti trà i materiali circundanti, cum'è i tubi tenuti in piazza cù clip o tubi chì sò installati strettamente unu accantu à l'altru. Quandu a salamoia si infiltra in a fessura, una soluzione di cloruru ferricu acidificatu (FeCl3) chimicamente aggressiva si forma in a zona cù u tempu è provoca una corrosione accelerata in fessura (Figura 2). Siccome e fessure stesse aumentanu u risicu di corrosione, a corrosione per fessura pò accade à temperature assai più basse di a corrosione per pitting.
Figura 2 - A currusione in fessura pò sviluppassi trà u tubu è u supportu di u tubu (in cima) è quandu u tubu hè installatu vicinu à altre superfici (in fondu) per via di a furmazione di una suluzione di cloruru ferricu acidificatu chimicamente aggressiva in a fessura.
A corrosione per fessura simula di solitu a corrosione per pitting prima in a fessura furmata trà una lunghezza di tubu è a clip di supportu di u tubu. Tuttavia, per via di a crescente concentrazione di Fe++ in u fluidu in a frattura, u cratere iniziale diventa sempre più grande finu à copre tutta a frattura. In fine, a corrosione per fessura pò perforà u tubu.
E crepe strette sò u più grande risicu di corrosione. Dunque, e fascette per tubi chì avvolgenu a maiò parte di a circunferenza di u tubu tendenu à presentà un risicu più grande chè e fascette aperte, chì minimizanu a superficia di cuntattu trà u tubu è a fascetta. I tecnichi di manutenzione ponu aiutà à riduce a probabilità di corrosione per fessura chì causa danni o guasti aprendu regularmente e fascette è ispezionendu a superficia di u tubu per a corrosione.
A currusione per pitting è fessura pò esse megliu prevenuta scegliendu a lega metallica adatta per l'applicazione. I specificatori devenu fà attenzione à selezziunà u materiale ottimale per e tubazioni per minimizà u risicu di currusione basatu annantu à l'ambiente operativu, e cundizioni di u prucessu è altre variabili.
Per aiutà i specificatori à ottimizà a selezzione di i materiali, ponu paragunà i valori PREN di i metalli per determinà a so resistenza à a corrosione lucalizzata. U PREN pò esse calculatu da a cumpusizione chimica di a lega, cumpresu u so cuntenutu di cromu (Cr), molibdenu (Mo) è azotu (N), cum'è seguita:
U PREN aumenta cù u cuntenutu di l'elementi resistenti à a currusione cromu, molibdenu è azotu in a lega. A relazione PREN hè basata annantu à a temperatura critica di pitting (CPT) - a temperatura più bassa à a quale si osserva a currusione per pitting - per diversi acciai inossidabili in relazione à a cumpusizione chimica. Essenzialmente, PREN hè proporzionale à CPT. Dunque, valori PREN più alti indicanu una resistenza à pitting più alta. Un picculu aumentu di PREN hè equivalente solu à un picculu aumentu di CPT paragunatu à a lega, mentre chì un grande aumentu di PREN indica un miglioramentu significativu di e prestazioni à un CPT significativamente più altu.
A Tavula 1 paraguna i valori PREN di diverse leghe cumunemente aduprate in l'applicazioni di petroliu è gasu offshore. Mostra cumu a specificazione pò migliurà significativamente a resistenza à a corrosione selezziunendu una lega di tubi di qualità superiore. U PREN aumenta solu ligeramente quandu si passa da l'acciaio inox 316 à 317. Per un aumentu significativu di e prestazioni, si usa idealmente l'acciaio inox super austenitico 6 Mo o l'acciaio inox super duplex 2507.
E concentrazioni più elevate di nichelu (Ni) in l'acciaiu inox migliuranu ancu a resistenza à a corrosione. Tuttavia, u cuntenutu di nichelu di l'acciaiu inox ùn face micca parte di l'equazione PREN. In ogni casu, hè spessu benefiziu specificà acciai inox cù concentrazioni più elevate di nichelu, postu chì questu elementu aiuta à ripassivà e superfici chì mostranu segni di corrosione lucalizzata. U nichelu stabilizza l'austenite è impedisce a furmazione di martensite quandu si piega o si trafila à fretu un tubu duru di 1/8. A martensite hè una fase cristallina indesiderata in i metalli chì riduce a resistenza di l'acciaiu inox à a corrosione lucalizzata è ancu à a frattura da stress indotta da u cloruru. Un cuntenutu di nichelu più altu di almenu 12% in 316/316L hè ancu desiderabile per l'applicazioni chì implicanu idrogenu gassoso à alta pressione. A concentrazione minima di nichelu necessaria per l'acciaiu inox 316/316L in a specificazione standard ASTM hè di 10%.
A corrosione lucalizzata pò accade in ogni locu nantu à i tubi utilizati in ambienti marini. Tuttavia, a corrosione per pitting hè più prubabile di accade in zone chì sò digià contaminate, mentre chì a corrosione per fessura hè più prubabile di accade in zone cù spazii stretti trà u tubu è l'hardware di montaggio. Usendu PREN cum'è basa, u specificatore pò selezziunà a megliu lega di tubi per minimizà u risicu di qualsiasi tipu di corrosione lucalizzata.
Tuttavia, tenite à mente chì ci sò altre variabili chì ponu influenzà u risicu di corrosione. Per esempiu, a temperatura influenza a resistenza à a pitting di l'acciaio inox. Per i climi marini caldi, i tubi d'acciaio inox super austenitici di 6 molibdenu o super duplex 2507 devenu esse seriamente cunsiderati perchè questi materiali anu una eccellente resistenza à a corrosione lucalizzata è à a frattura da stress di cloruri. Per i climi più freschi, i tubi 316/316L ponu esse sufficienti, soprattuttu s'è hè stata stabilita una storia d'usu successu.
I pruprietarii è l'operatori di piattaforme offshore ponu ancu piglià misure per minimizà u risicu di corrosione dopu l'installazione di i tubi. Devenu mantene i tubi puliti è sciacquarli regularmente cù acqua fresca per riduce u risicu di corrosione per pitting. Devenu ancu fà apre i morsetti di i tubi da i tecnichi di manutenzione durante l'ispezioni di rutina per verificà a presenza di corrosione per intercapedine.
Seguendu i passi descritti sopra, i pruprietarii è l'operatori di piattaforme ponu riduce u risicu di corrosione di i tubi è di perdite correlate in ambienti marini, migliurendu a sicurezza è l'efficienza, riducendu à tempu a pussibilità di perdita di produttu o di liberazione di emissioni fuggitive.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
U Journal of Petroleum Technology hè a rivista principale di a Society of Petroleum Engineers, chì furnisce brevi articuli è articuli autorevoli nantu à i progressi in a tecnulugia di esplorazione è pruduzzione, i prublemi di l'industria petrolifera è di u gasu, è nutizie nantu à SPE è i so membri.