Nettsjinsteande de ynherinte korrosjebestriding fan roestfrij stielen pipen, binne roestfrij stielen pipen dy't yn marine omjouwings ynstalleare binne ûnderwurpen oan ferskate soarten korrosje tidens har ferwachte libbensdoer. Dizze korrosje kin liede ta flechtige útstjit, produktferlies en potinsjele risiko's. Offshore platfoarmeigners en operators kinne it risiko op korrosje ferminderje troch sterkere piipmaterialen te spesifisearjen dy't bettere korrosjebestriding biede. Dêrnei moatte se wach bliuwe by it ynspektearjen fan gemyske ynjeksje, hydraulyske en ympulsliedingen, en prosesynstruminten en sensorapparatuer om te soargjen dat korrosje de yntegriteit fan ynstalleare pipen net bedriget en de feiligens net yn gefaar bringt.
Lokale korrosje kin fûn wurde op in protte platfoarms, skippen, skippen en pipen yn offshore-ynstallaasjes. Dizze korrosje kin de foarm hawwe fan putkorrosje of spleetkorrosje, dy't beide de piipwand erodearje kinne en floeistoffrijlitting feroarsaakje kinne.
It risiko op korrosje is grutter as de wurktemperatuer fan 'e tapassing tanimt. Waarmte kin de ferneatiging fan 'e beskermjende bûtenste passive oksidefilm fan 'e buis fersnelle, wêrtroch't de foarming fan putkorrosje befoardere wurdt.
Spitigernôch kinne lokale put- en spleetkorrosje lestich te detektearjen wêze, wêrtroch't dizze soarten korrosje dreger te identifisearjen, te foarsizzen en te ûntwerpen binne. Mei it each op dizze risiko's moatte platfoarmeigners, operators en oanwiisden foarsichtich wêze by it selektearjen fan it bêste piipmateriaal foar har tapassing. Materiaalseleksje is har earste ferdigeningsliny tsjin korrosje, dus it is wichtich om it goed te dwaan. Gelokkich kinne se kieze mei in heul ienfâldige, mar heul effektive mjitte fan lokale korrosjebestriding, it Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). Hoe heger de PREN-wearde fan in metaal, hoe heger de wjerstân tsjin lokale korrosje.
Dit artikel sil beprate hoe't put- en spleetkorrosje identifisearre wurde kinne en hoe't de seleksje fan buismateriaal foar offshore oalje- en gasapplikaasjes optimalisearre wurde kin op basis fan 'e PREN-wearde fan it materiaal.
Lokale korrosje komt foar yn lytse gebieten yn ferliking mei algemiene korrosje, dy't unifoarmer is op it metalen oerflak. Put- en spleetkorrosje begjinne te foarmjen op 316 roestfrij stielen pipen as de bûtenste chromiumrike passive oksidefilm fan it metaal skuort troch bleatstelling oan korrosive floeistoffen, ynklusyf sâlt wetter. Kloririke offshore en onshore marine omjouwings, lykas hege temperatueren en sels fersmoarging fan it buizenoerflak, ferheegje de mooglikheid fan degradaasje fan dizze passivaasjefilm.
Putkorrosje. Putkorrosje komt foar as de passivaasjefilm op in lingte fan piip ferneatige wurdt, wêrtroch't lytse holtes of putten op it oerflak fan 'e piip ûntsteane. Sokke putten sille wierskynlik groeie as elektrogemyske reaksjes plakfine, wêrtroch't it izer yn it metaal oplost yn 'e oplossing oan 'e ûnderkant fan 'e put. It oploste izer sil dan nei de boppekant fan 'e put diffundearje en oksidearje om izerokside of roest te foarmjen. As de put djipper wurdt, fersnelle elektrogemyske reaksjes, fersterket de korrosje, en kin liede ta perforaasje fan 'e piipwand en liede ta lekken.
Buizen binne gefoeliger foar putkorrosje as it bûtenste oerflak fersmoarge is (Ofbylding 1). Bygelyks, fersmoarging troch lassen en slypjen kin de passivearjende oksidelaach fan 'e piip beskeadigje, wêrtroch putkorrosje ûntstiet en fersnelt. Itselde jildt foar it gewoan omgean mei fersmoarging fan pipen. Derneist, as de sâltdrippen ferdampe, dogge wiete sâltkristallen dy't op 'e pipen foarmje itselde om de oksidelaach te beskermjen en kinne liede ta putkorrosje. Om dizze soarten fersmoarging te foarkommen, hâld jo pipen skjin troch se regelmjittich te spieljen mei swiet wetter.
Figuer 1 - 316/316L roestfrij stielen piip fersmoarge mei soer, sâltwetter en oare ôfsettings is tige gefoelich foar putkorrosje.
spleetkorrosje. Yn 'e measte gefallen kin putkorrosje maklik identifisearre wurde troch de operator. Spleetkorrosje is lykwols net maklik te detektearjen en foarmet in grutter risiko foar operators en personiel. It komt meastentiids foar op pipen dy't krappe romten hawwe tusken de omlizzende materialen, lykas pipen dy't op har plak hâlden wurde mei klips of pipen dy't strak neist elkoar ynstalleare binne. As sâltwetter yn 'e spleet sipelt, foarmet der yn 'e rin fan' e tiid in gemysk agressive soere ferrykchloride (FeCl3) oplossing yn it gebiet en feroarsaket dat spleetkorrosje fersnelt (Ofbylding 2). Omdat spleten sels it risiko op korrosje ferheegje, kin spleetkorrosje foarkomme by temperatueren dy't folle leger binne as putkorrosje.
Figuer 2 - Spleetkorrosje kin ûntwikkelje tusken de piip en de piipstipe (boppe) en as de piip ticht by oare oerflakken ynstalleare wurdt (ûnder) fanwegen de foarming fan in gemysk agressive soere ferrichloride-oplossing yn 'e spleet.
Spleetkorrosje simulearret meastal earst putkorrosje yn 'e spleet dy't foarme wurdt tusken in stik piip en de piipstipeklip. Troch de tanimmende Fe++-konsintraasje yn 'e floeistof yn 'e breuk wurdt de earste krater lykwols hieltyd grutter oant it de heule breuk bedekt. ​​Uteinlik kin spleetkorrosje de piip perforearje.
Tichte barsten binne it grutste risiko op korrosje. Dêrom foarmje piipklemmen dy't om it grutste part fan 'e omtrek fan' e piip wikkelje in grutter risiko as iepen klemmen, dy't it kontaktflak tusken de piip en de klem minimalisearje. Underhâldstechnici kinne helpe om de kâns op spleetkorrosje dy't skea of ​​​​falen feroarsaket te ferminderjen troch de klemmen regelmjittich te iepenjen en it oerflak fan 'e piip te ynspektearjen op korrosje.
Put- en spleetkorrosje kinne it bêste foarkommen wurde troch de juste metaallegering foar de tapassing te kiezen. Spesifisearders moatte due diligence útoefenje om it optimale piipmateriaal te selektearjen om it risiko op korrosje te minimalisearjen op basis fan 'e wurkomjouwing, prosesomstannichheden en oare fariabelen.
Om spesifisearders te helpen by it optimalisearjen fan materiaalseleksje, kinne se de PREN-wearden fan metalen fergelykje om har wjerstân tsjin lokale korrosje te bepalen. PREN kin berekkene wurde út 'e gemyske gearstalling fan' e legearing, ynklusyf it chromium (Cr), molybdeen (Mo) en stikstof (N) ynhâld, as folget:
PREN nimt ta mei it gehalte fan 'e korrosjebestindige eleminten chromium, molybdeen en stikstof yn 'e legearing. De PREN-relaasje is basearre op 'e krityske puttemperatuer (CPT) - de leechste temperatuer wêrby't putkorrosje waarnommen wurdt - foar ferskate roestfrij stielen yn relaasje ta gemyske gearstalling. Yn essinsje is PREN evenredich mei CPT. Dêrom jouwe hegere PREN-wearden in hegere putbestindigens oan. In lytse tanimming fan PREN is allinich lykweardich oan in lytse tanimming fan CPT yn ferliking mei de legearing, wylst in grutte tanimming fan PREN in wichtige ferbettering fan prestaasjes oanjout nei in signifikant hegere CPT.
Tabel 1 fergeliket de PREN-wearden fan ferskate legearingen dy't faak brûkt wurde yn offshore oalje- en gasapplikaasjes. It lit sjen hoe't de spesifikaasje de korrosjebestriding signifikant kin ferbetterje troch in hegere kwaliteit piiplegering te selektearjen. PREN nimt mar in bytsje ta by de oergong fan 316 nei 317 roestfrij stiel. Foar in wichtige prestaasjeferheging wurdt ideaal 6 Mo super austenitysk roestfrij stiel of 2507 super duplex roestfrij stiel brûkt.
Hegere konsintraasjes nikkel (Ni) yn roestfrij stiel ferbetterje ek de korrosjebestriding. It nikkelgehalte fan roestfrij stiel makket lykwols gjin diel út fan 'e PREN-fergeliking. Yn alle gefallen is it faak foardielich om roestfrij stiel mei hegere nikkelkonsintraasjes te spesifisearjen, om't dit elemint helpt om oerflakken dy't tekens fan lokale korrosje sjen litte, opnij te passivearjen. Nikkel stabilisearret austenyt en foarkomt martensietfoarming by it bûgen of kâldlûken fan 1/8 hurde piip. Martensiet is in net winske kristallijne faze yn metalen dy't de wjerstân fan roestfrij stiel tsjin lokale korrosje en chloride-induzearre spanningsbreuken ferminderet. In heger nikkelgehalte fan teminsten 12% yn 316/316L is ek winsklik foar tapassingen mei hege druk gasfoarmige wetterstof. De minimale nikkelkonsintraasje dy't fereaske is foar 316/316L roestfrij stiel yn 'e ASTM-standertspesifikaasje is 10%.
Lokale korrosje kin oeral foarkomme op pipen dy't brûkt wurde yn marine omjouwings. Putkorrosje komt lykwols faker foar yn gebieten dy't al fersmoarge binne, wylst spleetkorrosje faker foarkomt yn gebieten mei smelle gatten tusken de piip en it montagemateriaal. Mei PREN as basis kin de spesifisearder de bêste piiplegering selektearje om it risiko op elke soart lokale korrosje te minimalisearjen.
Hâld lykwols yn gedachten dat d'r oare fariabelen binne dy't it risiko op korrosje kinne beynfloedzje. Bygelyks, temperatuer beynfloedet de puttingsbestindigens fan roestfrij stiel. Foar waarme marineklimaten moatte 6 molybdeen super austenityske of 2507 super duplex roestfrij stielen piip serieus beskôge wurde, om't dizze materialen in poerbêste wjerstân hawwe tsjin lokale korrosje en chloridespanningsbreuken. Foar koelere klimaten kin 316/316L piip genôch wêze, foaral as in skiednis fan suksesfol gebrûk fêststeld is.
Offshore platfoarmeigners en operators kinne ek stappen nimme om it risiko op korrosje te minimalisearjen nei't de buizen ynstalleare binne. Se moatte de pipen skjin hâlde en regelmjittich mei swiet wetter spielje om it risiko op putkorrosje te ferminderjen. Se moatte ek ûnderhâldstechnici by routineynspeksjes buisklemmen iepenje litte om te sykjen nei de oanwêzigens fan spleetkorrosje.
Nei de hjirboppe beskreaune stappen kinne platfoarmeigners en -operators it risiko op korrosje fan buizen en relatearre lekken yn marine omjouwings ferminderje, wêrtroch't de feiligens en effisjinsje ferbettere wurde, wylst de kâns op produktferlies of it frijkommen fan flechtige útstjit ferminderet.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
It Journal of Petroleum Technology is it flaggeskiptydskrift fan 'e Society of Petroleum Engineers, en leveret autoritative briefs en funksjes oer foarútgong yn eksploraasje- en produksjetechnology, problemen yn 'e oalje- en gasyndustry, en nijs oer SPE en har leden.