Altzairu herdoilgaitzezko hodien berezko korrosioarekiko erresistentzia izan arren, itsas inguruneetan instalatutako altzairu herdoilgaitzezko hodiek korrosio mota desberdinak jasaten dituzte beren bizitza esperoan zehar. Korrosio honek ihes-isuriak, produktuen galerak eta arrisku potentzialak ekar ditzake. Itsasoz haraindiko plataformen jabeek eta operadoreek korrosioaren arriskua murriztu dezakete korrosioarekiko erresistentzia hobea ematen duten hodi-material sendoagoak zehaztuz. Ondoren, erne egon behar dute produktu kimikoen injekzio-hodiak, hidraulikoak eta bulkada-hodiak, eta prozesu-tresneria eta sentsore-ekipoak ikuskatzean, korrosioak ez duela instalatutako hodien osotasuna arriskuan jartzen eta segurtasuna arriskuan jartzen ziurtatzeko.
Korrosio lokalizatua plataforma, ontzi, itsasontzi eta itsasontzi askotan aurki daiteke itsasertzeko instalazioetako hodietan. Korrosio hau zulo edo arrakala korrosio moduan gerta daiteke, eta horietako edozeinek hodiaren horma higatu eta fluidoen askapena eragin dezake.
Korrosioaren arriskua handiagoa da aplikazioaren funtzionamendu-tenperatura handitzen denean. Beroak hodiaren kanpoko oxido-film pasibo babeslearen suntsipena bizkortu dezake, eta horrela, zulo-korrosioaren eraketa sustatu.
Zoritxarrez, lokalizazioko zulo-korrosioa eta arraildura-korrosioa zailak izan daitezke detektatzen, eta horrek korrosio mota horiek identifikatzea, aurreikustea eta diseinatzea zailagoa egiten du. Arrisku horiek kontuan hartuta, plataformaren jabeek, operadoreek eta izendatuek kontuz ibili behar dute beren aplikaziorako hodi-material onena aukeratzerakoan. Materialaren hautaketa da korrosioaren aurkako lehen defentsa-lerroa, beraz, garrantzitsua da ondo egitea. Zorionez, tokiko korrosioarekiko erresistentziaren neurri oso sinple baina oso eraginkorra erabil dezakete, Zulo-erresistentziaren baliokidetasun-zenbakia (PREN). Zenbat eta handiagoa izan metal baten PREN balioa, orduan eta handiagoa izango da tokiko korrosioarekiko erresistentzia.
Artikulu honek zulo- eta arrakala-korrosioa nola identifikatu eta itsasoko petrolio eta gas aplikazioetarako hodien materialaren hautaketa nola optimizatu aztertuko du, materialaren PREN balioan oinarrituta.
Korrosio lokalizatua eremu txikietan gertatzen da korrosio orokorrarekin alderatuta, metalaren gainazalean uniformeagoa baita. Zulo- eta arrakala-korrosioa 316 altzairu herdoilgaitzezko hodietan sortzen hasten dira metalaren kanpoko kromo-aberatsa den oxido pasibo-filma hausten denean, fluido korrosiboen eraginpean egoteagatik, ur gazia barne. Itsasertzeko eta itsasertzeko kloruro-aberatsa den itsas inguruneak, baita tenperatura altuek eta baita hodien gainazalaren kutsadurak ere, pasibazio-film honen degradazio-potentziala handitzen dute.
zuloak. Zulo-korrosioa hodi-zati bateko pasibazio-filma suntsitzen denean gertatzen da, hodiaren gainazalean barrunbe edo zulo txikiak sortuz. Zulo horiek hazteko joera dute erreakzio elektrokimikoak gertatzen diren heinean, metalean dagoen burdina zuloaren behealdeko disoluzioan disolbatzea eraginez. Disolbatutako burdina zuloaren goialderantz barreiatuko da eta oxidatuko da burdin oxidoa edo herdoila sortzeko. Zuloa sakondu ahala, erreakzio elektrokimikoak bizkortu egiten dira, korrosioa areagotu egiten da eta hodiaren horma zulatu eta ihesak eragin ditzakete.
Hodiak korrosioarekiko sentikorragoak dira kanpoko gainazala kutsatuta dagoenean (1. irudia). Adibidez, soldadura eta artezketa eragiketek eragindako kutsadurak hodiaren oxido geruza pasibatzailea kaltetu dezake, eta horrela korrosioa sortu eta bizkortu. Gauza bera gertatzen da hodien kutsadurarekin. Gainera, gatzun tantak lurruntzen diren heinean, hodietan sortzen diren gatz kristal hezeek gauza bera egiten dute oxido geruza babesteko eta korrosioa eragin dezakete. Kutsadura mota horiek saihesteko, mantendu hodiak garbi ur freskoarekin aldizka garbituz.
1. irudia – Azidoz, gatzunez eta beste gordailu batzuekin kutsatutako 316/316L altzairu herdoilgaitzezko hodia oso sentikorra da zulo-korrosioarekiko.
zirrikitu-korrosioa. Kasu gehienetan, operadoreak erraz identifikatu dezake zuloak. Hala ere, zirrikitu-korrosioa ez da erraza detektatzen eta arrisku handiagoa dakar operadoreentzat eta langileentzat. Normalean inguruko materialen artean tarte estuak dituzten hodietan gertatzen da, hala nola klipekin lotuta dauden hodietan edo alboz albo estu instalatutako hodietan. Gatzuna zirrikituan sartzen denean, denborarekin azidotutako burdin kloruro (FeCl3) disoluzio kimikoki oldarkor bat sortzen da eremuan eta zirrikitu-korrosio bizkortua eragiten du (2. irudia). Zirrikituek berak korrosio-arriskua handitzen dutenez, zirrikitu-korrosioa zulo-korrosioa baino askoz tenperatura baxuagoetan gerta daiteke.
2. irudia – Zirrikitu-korrosioa sor daiteke hodiaren eta hodi-euskarriaren artean (goian) eta hodia beste gainazal batzuetatik gertu instalatzen denean (behean), zirrikituan azidotutako burdin kloruro kimikoki oldarkor bat sortzen delako.
Arraildura-korrosioak normalean zulo-korrosioa simulatzen du lehenik hodi-zati baten eta hodiaren euskarri-kliparen artean sortzen den arrailduran. Hala ere, hausturaren barruko fluidoan Fe++ kontzentrazioa handitzen denez, hasierako kraterra gero eta handiagoa bihurtzen da haustura osoa estali arte. Azkenean, arraildura-korrosioak hodia zulatu dezake.
Pitzadura estuak dira korrosioaren arrisku handiena. Beraz, hodiaren zirkunferentzia gehiena inguratzen duten hodi-grapatxoek arrisku handiagoa dute grapatxo irekiek baino, hodiaren eta graparen arteko kontaktu-azalera minimizatzen baitute. Mantentze-teknikariek zirrikitu-korrosioak kalteak edo matxurak eragiteko probabilitatea murrizten lagun dezakete grapak aldizka irekiz eta hodiaren gainazala korrosioa dagoen ikuskatuz.
Aplikaziorako metal aleazio egokia aukeratuz hobekien prebeni daitezke zulo eta arrakala korrosioa. Espezifikatzaileek behar bezalako arreta jarri beharko lukete hodi-material egokiena hautatzeko, funtzionamendu-ingurunea, prozesu-baldintzak eta beste aldagai batzuk kontuan hartuta korrosio-arriskua minimizatzeko.
Espezifikatzaileei materialen hautaketa optimizatzen laguntzeko, metalen PREN balioak alderatu ditzakete korrosio lokalizatuarekiko duten erresistentzia zehazteko. PREN aleazioaren konposizio kimikotik kalkula daiteke, kromo (Cr), molibdeno (Mo) eta nitrogeno (N) edukia barne, honela:
PREN aleazioan kromo, molibdeno eta nitrogeno elementu korrosioarekiko erresistenteak diren edukiarekin handitzen da. PREN erlazioa altzairu herdoilgaitz desberdinetarako pitting tenperatura kritikoan (CPT) oinarritzen da – pitting korrosioa ikusten den tenperatura baxuenean – konposizio kimikoarekiko. Funtsean, PREN CPT-rekiko proportzionala da. Beraz, PREN balio altuagoek pitting erresistentzia handiagoa adierazten dute. PREN-en igoera txiki batek CPT-ren igoera txiki baten baliokidea baino ez du esan nahi aleazioarekin alderatuta, eta PREN-en igoera handi batek, berriz, errendimenduaren hobekuntza nabarmena adierazten du CPT nabarmen handiago batera iritsi arte.
1. taulak itsasoko petrolio eta gas aplikazioetan erabili ohi diren aleazio desberdinen PREN balioak alderatzen ditu. Erakusten du nola zehaztapenak korrosioarekiko erresistentzia nabarmen hobetu dezakeen kalitate handiagoko hodi aleazio bat hautatuz. PREN apur bat baino ez da handitzen 316 altzairu herdoilgaitzetik 317ra igarotzean. Errendimendu nabarmen handitzeko, aproposenak 6 Mo altzairu herdoilgaitz super austenitikoa edo 2507 altzairu herdoilgaitz super duplexa dira.
Nikel (Ni) kontzentrazio handiagoek altzairu herdoilgaitzean korrosioarekiko erresistentzia ere hobetzen dute. Hala ere, altzairu herdoilgaitzaren nikel edukia ez da PREN ekuazioaren parte. Nolanahi ere, askotan onuragarria da nikel kontzentrazio handiagoko altzairu herdoilgaitzak zehaztea, elementu honek korrosio lokalizatuaren zantzuak erakusten dituzten gainazalak berriro pasibatzen laguntzen baitu. Nikelak austenita egonkortzen du eta martensitaren eraketa eragozten du 1/8 hodi gogorra tolestean edo hotzean tiratzean. Martensita metaletan nahi ez den fase kristalinoa da, altzairu herdoilgaitzaren korrosio lokalizatuarekiko eta kloruroak eragindako tentsio-pitzadurarekiko erresistentzia murrizten duena. 316/316L-n gutxienez % 12ko nikel eduki handiagoa ere desiragarria da presio handiko hidrogeno gaseosoa duten aplikazioetarako. ASTM estandarraren zehaztapenean 316/316L altzairu herdoilgaitzerako behar den gutxieneko nikel kontzentrazioa % 10ekoa da.
Itsas inguruneetan erabiltzen diren hodietan korrosio lokalizatua edozein lekutan gerta daiteke. Hala ere, zulo-korrosioa dagoeneko kutsatuta dauden eremuetan gertatzeko aukera gehiago dago, eta zirrikitu-korrosioa, berriz, hodiaren eta muntatzeko hardwarearen artean tarte estuak dauden eremuetan. PREN oinarri gisa erabiliz, espezifikatzaileak hodi-aleazio onena aukeratu dezake edozein motatako korrosio lokalizatuaren arriskua minimizatzeko.
Hala ere, kontuan izan korrosio-arriskuan eragina izan dezaketen beste aldagai batzuk ere badaudela. Adibidez, tenperaturak altzairu herdoilgaitzaren zulo-erresistentzian eragiten du. Itsas klima beroetarako, 6 molibdeno super austenitiko edo 2507 super duplex altzairu herdoilgaitzezko hodia serio hartu behar da kontuan, material hauek erresistentzia bikaina baitute korrosio lokalizatuarekiko eta kloruroaren tentsio-pitzadurarekiko. Klima freskoagoetarako, 316/316L hodia nahikoa izan daiteke, batez ere erabilera arrakastatsuaren historia ezarri bada.
Itsasertzeko plataformen jabeek eta operadoreek neurriak har ditzakete hodiak instalatu ondoren korrosioaren arriskua minimizatzeko. Hodiak garbi mantendu eta ur freskoarekin garbitu behar dituzte aldizka, zulo-korrosioaren arriskua murrizteko. Mantentze-lanetako teknikariei ere eskatu behar diete hodien grapak irekitzeko ohiko ikuskapenetan, arraildura-korrosiorik dagoen ikusteko.
Goian azaldutako urratsak jarraituz, plataformaren jabeek eta operadoreek hodien korrosioaren eta horrekin lotutako ihesen arriskua murriztu dezakete itsas inguruneetan, segurtasuna eta eraginkortasuna hobetuz, eta, aldi berean, produktuen galerak edo iheslarien isuriak murrizteko aukera murriztuz.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Journal of Petroleum Technology Society of Petroleum Engineers-en aldizkari nagusia da, esplorazio eta ekoizpen teknologiaren aurrerapenei, petrolio eta gas industriaren gaiei eta SPEri eta bere kideei buruzko albiste eta laburpen fidagarriak eskaintzen dituena.