Malgradu a resistenza inerente à a corrosione di i tubi d'acciaio inox, i tubi d'acciaio inox installati in ambienti marini sò sottumessi à diversi tipi di corrosione durante a so vita utile prevista. Sta corrosione pò purtà à emissioni fuggitive, perdite di prudutti è rischi potenziali. I pruprietarii è l'operatori di piattaforme offshore ponu riduce u risicu di corrosione specificendu materiali di tubi più resistenti fin da u principiu per una migliore resistenza à a corrosione. In seguitu, devenu stà vigilanti quandu ispezionanu e linee di iniezione chimica, e linee idrauliche è d'impulsu, è a strumentazione è a strumentazione di prucessu per assicurà chì a corrosione ùn minacci l'integrità di e tubazioni installate o ùn comprometta a sicurezza.
A currusione lucalizata si pò truvà nantu à parechje piattaforme, navi, navi è pipeline offshore. Sta currusione pò esse in forma di currusione per pitting o per fessura, chì pò erode a parete di a pipa è causà a liberazione di liquidu.
U risicu di currusione aumenta cù l'aumentu di a temperatura di funziunamentu di l'applicazione. U calore pò accelerà a degradazione di a pellicola d'ossidu passivu esterna protettiva di u tubu, favurendu cusì a pitting.
Sfurtunatamente, a corrosione lucalizzata per pitting è per fessure hè difficiule da rilevà, ciò chì rende difficiule l'identificazione, a previsione è a cuncepzione di sti tipi di corrosione. Dati questi risichi, i pruprietarii, l'operatori è i designati di e piattaforme devenu esse prudenti in a selezzione di u megliu materiale per e pipeline 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 assai impurtante. Fortunatamente, ponu aduprà 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 esaminarà 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 principia à furmà si nantu à i tubi d'acciaio inox 316 quandu u filmu d'ossidu passivu riccu di cromu esternu di u metallu hè rottu da l'esposizione à liquidi corrosivi, cumprese l'acqua salata. L'ambienti marini ricchi di cloruri, è ancu e temperature elevate è ancu a contaminazione di a superficia di i tubi, aumentanu a probabilità di degradazione di stu filmu di passivazione.
A corrosione per pitting si verifica quandu u film di passivazione nantu à una sezione di tubu si rompe, furmendu piccule cavità o fosse nantu à a superficia di u tubu. Tali fosse sò prubabili di cresce mentre e reazioni elettrochimiche procedenu, per via di quale u ferru in u metallu hè dissoltu in soluzione in u fondu di a fossa. U ferru dissoltu si diffonderà tandu in cima di a fossa è si ossiderà per furmà ossidu di ferru o ruggine. À misura chì a fossa s'approfondisce, e reazioni elettrochimiche acceleranu, a corrosione aumenta, ciò chì pò purtà à a perforazione di a parete di u tubu è à perdite.
I tubi sò più suscettibili à a corrosione di i denti se a so superficia esterna hè contaminata (Figura 1). Per esempiu, i contaminanti di l'operazioni di saldatura è di smerigliatura ponu dannighjà u stratu d'ossidu di passivazione di u tubu, furmendu è accelerendu cusì a corrosione di i denti. U listessu vale per trattà semplicemente l'inquinamentu di i tubi. Inoltre, mentre e gocce di sale evaporanu, i cristalli di sale umidi chì si formanu nantu à i tubi pruteggenu u stratu d'ossidu è ponu purtà à a corrosione di i denti. Per prevene questi tipi di contaminazione, mantene i vostri tubi puliti sciacquenduli regularmente cù acqua fresca.
Figura 1. U tubu d'acciaio inox 316/316L contaminatu da acidu, soluzione salina è altri depositi hè assai suscettibile à a vaiolatura.
currusione in fessura. In a maiò parte di i casi, a pitting pò esse facilmente rilevata da l'operatore. Tuttavia, a currusione in fessura ùn hè micca faciule da rilevà è pone un risicu più grande per l'operatori è u persunale. Questu si verifica di solitu nantu à i tubi chì anu spazii stretti trà i materiali circundanti, cum'è i tubi tenuti in piazza cù morsetti o tubi chì sò strettamente imballati unu accantu à l'altru. Quandu a salamoia si infiltra in u spaziu, cù u tempu, una soluzione di cloruru ferricu acidificatu chimicamente aggressivu (FeCl3) si forma in questa zona, chì provoca una currusione accelerata di u spaziu (Fig. 2). Siccomu a currusione in fessura per a so natura aumenta u risicu di currusione, a currusione in fessura pò accade à temperature assai più basse chè a pitting.
Figura 2 - A currusione per 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 acidificata chimicamente aggressiva di cloruru ferricu in u spaziu.
A currusione in fessura simula di solitu a perforazione di u tubu in u spaziu furmatu trà a sezione di u tubu è u collarinu di supportu di u tubu. Tuttavia, per via di l'aumentu di a cuncentrazione di Fe++ in u fluidu in a frattura, l'imbutu iniziale diventa sempre più grande finu à copre tutta a frattura. Infine, a currusione in fessura pò purtà à a perforazione di u tubu.
E crepe dense rapprisentanu u più grande risicu di currusione. Dunque, i morsetti per tubi chì circundanu una grande parte di a circunferenza di u tubu tendenu à esse più risicati cà i morsetti aperti, chì minimizanu a superficia di cuntattu trà u tubu è u morsetto. I tecnichi di serviziu ponu aiutà à riduce a probabilità di danni o guasti da currusione per fessura aprendu regularmente i dispositivi è ispezionendu e superfici di i tubi per a currusione.
A corrosione per pitting è fessura pò esse evitata scegliendu a lega metallica adatta per l'applicazione specifica. I specificatori devenu esse diligenti in a selezzione di u materiale ottimale per e tubazioni per minimizà u risicu di corrosione, secondu l'ambiente operativu, e cundizioni di u prucessu è altre variabili.
Per aiutà i specificatori à ottimizà a so scelta di 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 chimica di a lega, cumprese u so cuntenutu di cromu (Cr), molibdenu (Mo) è azotu (N), cum'è seguita:
U PREN aumenta cù u cuntenutu di elementi resistenti à a currusione di cromu, molibdenu è azotu in a lega. U rapportu PREN hè basatu annantu à a temperatura critica di pitting (CPT) - a temperatura più bassa à a quale si verifica u pitting - per diversi acciai inossidabili secondu a cumpusizione chimica. Essenzialmente, PREN hè proporzionale à CPT. Dunque, valori di PREN più alti indicanu una resistenza à u 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 rispetto à un CPT assai più altu.
A Tavula 1 paraguna i valori PREN per diverse leghe cumunemente aduprate in l'industria petrolifera è gasiera offshore. Mostra cumu a specificazione pò migliurà assai a resistenza à a corrosione selezziunendu una lega di tubi di qualità superiore. U PREN aumenta ligeramente da 316 SS à 317 SS. L'acier inox super austeniticu 6 Mo o l'acier inox super duplex 2507 sò ideali per guadagni significativi di prestazioni.
E concentrazioni più elevate di nichelu (Ni) in l'acciaiu inox aumentanu 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 vantaghjosu sceglie acciai inox cù un cuntenutu di nichelu più altu, 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 rigidu 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 cloruri. U cuntenutu più altu di nichelu di almenu 12% in l'acciaiu 316/316L hè ancu desiderabile per l'applicazioni di gasu d'idrogenu à alta pressione. A concentrazione minima di nichelu necessaria per l'acciaiu inox ASTM 316/316L hè di 10%.
A currusione lucalizata pò accade in ogni locu in una pipeline utilizata in un ambiente marinu. Tuttavia, u pitting hè più prubabile di accade in zone chì sò digià contaminate, mentre chì a currusione in fessura hè più prubabile di accade in zone cù spazii stretti trà a pipa è l'attrezzatura d'installazione. Usendu PREN cum'è basa, u specificatore pò selezziunà u megliu gradu di pipa per minimizà u risicu di qualsiasi tipu di currusione lucalizata.
Tuttavia, tenite à mente chì ci sò altre variabili chì ponu influenzà u risicu di corrosione. Per esempiu, a temperatura influenza a resistenza di l'acciaio inox à a pitting. Per i climi marittimi caldi, i tubi in acciaio molibdenu super austeniticu 6 o in acciaio inox super duplex 2507 devenu esse seriamente cunsiderati perchè questi materiali anu una eccellente resistenza à a corrosione lucalizzata è à a frattura di u cloruru. Per i climi più freschi, un tubu 316/316L pò esse sufficiente, soprattuttu s'ellu ci hè una storia d'usu successu.
I pruprietarii è l'operatori di piattaforme offshore ponu ancu piglià misure per minimizà u risicu di corrosione dopu chì i tubi sò stati installati. Devenu mantene i tubi puliti è lavati regularmente cù acqua fresca per riduce u risicu di pitting. Devenu ancu fà apre i morsetti da i tecnichi di manutenzione durante l'ispezioni di rutina per verificà a corrosione in fessura.
Seguendu i passi sopra, i pruprietarii è l'operatori di piattaforme ponu riduce u risicu di corrosione di i tubi è di perdite correlate in l'ambiente marinu, migliurà a sicurezza è l'efficienza, è riduce a possibilità di perdita di prudutti o emissioni fuggitive.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
U Journal of Petroleum Technology, a rivista principale di a Society of Petroleum Engineers, furnisce brevi articuli è articuli autorevoli nantu à i progressi in a tecnulugia upstream, i prublemi di l'industria petrolifera è gasiera, è nutizie nantu à SPE è i so membri.