સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઈપોમાં સહજ કાટ પ્રતિકાર હોવા છતાં, દરિયાઈ વાતાવરણમાં સ્થાપિત સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઈપો તેમના અપેક્ષિત જીવનકાળ દરમિયાન વિવિધ પ્રકારના કાટનો અનુભવ કરે છે. આ કાટથી ભાગી ગયેલા ઉત્સર્જન, ઉત્પાદન નુકશાન અને સંભવિત જોખમો થઈ શકે છે. ઓફશોર પ્લેટફોર્મ માલિકો અને ઓપરેટરો વધુ સારી કાટ પ્રતિકાર પૂરી પાડતી મજબૂત પાઇપ સામગ્રીનો ઉલ્લેખ કરીને કાટનું જોખમ ઘટાડી શકે છે. ત્યારબાદ, રાસાયણિક ઇન્જેક્શન, હાઇડ્રોલિક અને ઇમ્પલ્સ લાઇન્સ, અને પ્રોસેસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન અને સેન્સિંગ સાધનોનું નિરીક્ષણ કરતી વખતે તેઓએ સતર્ક રહેવું જોઈએ જેથી ખાતરી કરી શકાય કે કાટ સ્થાપિત પાઇપિંગની અખંડિતતાને જોખમમાં ન મૂકે અને સલામતી સાથે ચેડા ન કરે.
સ્થાનિક કાટ ઘણા પ્લેટફોર્મ, જહાજો, જહાજો અને ઓફશોર ઇન્સ્ટોલેશનમાં પાઇપિંગ પર જોવા મળે છે. આ કાટ ખાડા અથવા તિરાડના કાટના સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે, જેમાંથી કોઈપણ પાઇપ દિવાલને ધોવાણ કરી શકે છે અને પ્રવાહી મુક્તિનું કારણ બની શકે છે.
જ્યારે એપ્લિકેશનનું કાર્યકારી તાપમાન વધે છે ત્યારે કાટ લાગવાનું જોખમ વધારે હોય છે. ગરમી ટ્યુબની રક્ષણાત્મક બાહ્ય નિષ્ક્રિય ઓક્સાઇડ ફિલ્મના વિનાશને વેગ આપી શકે છે, જેનાથી ખાડાના કાટની રચના થાય છે.
કમનસીબે, સ્થાનિક ખાડા અને તિરાડના કાટને શોધવા મુશ્કેલ હોઈ શકે છે, જેના કારણે આ પ્રકારના કાટને ઓળખવા, આગાહી કરવા અને ડિઝાઇન કરવા મુશ્કેલ બને છે. આ જોખમોને ધ્યાનમાં રાખીને, પ્લેટફોર્મ માલિકો, ઓપરેટરો અને ડિઝાઇનરોએ તેમના ઉપયોગ માટે શ્રેષ્ઠ પાઇપિંગ સામગ્રી પસંદ કરતી વખતે સાવધાની રાખવી જોઈએ. સામગ્રીની પસંદગી કાટ સામે તેમના સંરક્ષણની પ્રથમ હરોળ છે, તેથી તેને યોગ્ય રીતે મેળવવી મહત્વપૂર્ણ છે. સદનસીબે, તેઓ સ્થાનિક કાટ પ્રતિકારના ખૂબ જ સરળ પણ ખૂબ અસરકારક માપ, પિટિંગ રેઝિસ્ટન્સ ઇક્વિવેલેન્ટ નંબર (PREN) નો ઉપયોગ કરવાનું પસંદ કરી શકે છે. ધાતુનું PREN મૂલ્ય જેટલું ઊંચું હશે, તેનો સ્થાનિક કાટ સામે પ્રતિકાર વધારે હશે.
આ લેખમાં, ખાડા અને તિરાડોના કાટને કેવી રીતે ઓળખવા અને સામગ્રીના PREN મૂલ્યના આધારે ઓફશોર તેલ અને ગેસ એપ્લિકેશન માટે ટ્યુબિંગ સામગ્રીની પસંદગીને કેવી રીતે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવી તેની સમીક્ષા કરવામાં આવશે.
સામાન્ય કાટની સરખામણીમાં નાના વિસ્તારોમાં સ્થાનિક કાટ થાય છે, જે ધાતુની સપાટી પર વધુ સમાન હોય છે. 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઈપો પર ખાડા અને તિરાડ કાટ બનવાનું શરૂ થાય છે જ્યારે ધાતુની બાહ્ય ક્રોમિયમ-સમૃદ્ધ નિષ્ક્રિય ઓક્સાઇડ ફિલ્મ ખારા પાણી સહિત કાટ લાગતા પ્રવાહીના સંપર્કને કારણે ફાટી જાય છે. ક્લોરાઇડ-સમૃદ્ધ ઓફશોર અને ઓનશોર દરિયાઈ વાતાવરણ, તેમજ ઉચ્ચ તાપમાન અને ટ્યુબિંગ સપાટીનું દૂષણ પણ, આ નિષ્ક્રિય ફિલ્મના અધોગતિની સંભાવના વધારે છે.
ખાડો.ખાડો કાટ ત્યારે થાય છે જ્યારે પાઇપની લંબાઈ પરની પેસિવેશન ફિલ્મ નાશ પામે છે, જેનાથી પાઇપની સપાટી પર નાના પોલાણ અથવા ખાડા બને છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ થતાં આવા ખાડાઓ વધવાની શક્યતા હોય છે, જેના કારણે ધાતુમાં રહેલું લોખંડ ખાડાના તળિયે રહેલા દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે. પછી ઓગળેલું લોખંડ ખાડાની ટોચ તરફ ફેલાય છે અને આયર્ન ઓક્સાઇડ અથવા કાટ બનાવવા માટે ઓક્સિડાઇઝ થશે. જેમ જેમ ખાડો ઊંડો થાય છે, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ ઝડપી બને છે, કાટ તીવ્ર બને છે, અને પાઇપની દિવાલને છિદ્રિત કરી શકે છે અને લીક તરફ દોરી શકે છે.
જ્યારે ટ્યુબિંગની બાહ્ય સપાટી દૂષિત હોય છે ત્યારે તે ખાડાના કાટ માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે (આકૃતિ 1). ઉદાહરણ તરીકે, વેલ્ડીંગ અને ગ્રાઇન્ડીંગ કામગીરીમાંથી દૂષણ પાઇપના પેસિવેટિંગ ઓક્સાઇડ સ્તરને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, જેનાથી ખાડાના કાટની રચના થાય છે અને તેને વેગ મળે છે. પાઈપોમાંથી દૂષણનો સામનો કરવા માટે પણ આ જ વાત લાગુ પડે છે. વધુમાં, જેમ જેમ ખારાના ટીપાં બાષ્પીભવન થાય છે, તેમ તેમ પાઈપો પર બનેલા ભીના મીઠાના સ્ફટિકો ઓક્સાઇડ સ્તરને સુરક્ષિત રાખવા માટે પણ તે જ કાર્ય કરે છે અને ખાડાના કાટ તરફ દોરી શકે છે. આ પ્રકારના દૂષણને રોકવા માટે, તમારા પાઈપોને નિયમિતપણે તાજા પાણીથી ફ્લશ કરીને સાફ રાખો.
આકૃતિ 1 - એસિડ, ખારાશ અને અન્ય થાપણોથી દૂષિત 316/316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઇપ કાટ લાગવા માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે.
તિરાડનું કાટ. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, ઓપરેટર દ્વારા ખાડા સરળતાથી ઓળખી શકાય છે. જો કે, તિરાડનું કાટ શોધવાનું સરળ નથી અને તે ઓપરેટરો અને કર્મચારીઓ માટે વધુ જોખમ ઊભું કરે છે. તે સામાન્ય રીતે એવી પાઈપો પર થાય છે જેમાં આસપાસની સામગ્રી વચ્ચે ચુસ્ત જગ્યા હોય છે, જેમ કે ક્લિપ્સ સાથે સ્થાને રાખવામાં આવેલા પાઈપો અથવા બાજુમાં ચુસ્તપણે સ્થાપિત પાઈપો. જ્યારે ખારા તિરાડમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે સમય જતાં તે વિસ્તારમાં રાસાયણિક રીતે આક્રમક એસિડિફાઇડ ફેરિક ક્લોરાઇડ (FeCl3) દ્રાવણ બને છે અને તિરાડના કાટને ઝડપી બનાવે છે (આકૃતિ 2). કારણ કે તિરાડો પોતે જ કાટનું જોખમ વધારે છે, ખાડાના કાટ કરતાં ઘણા ઓછા તાપમાને ખાડાનું કાટ થઈ શકે છે.
આકૃતિ 2 - પાઇપ અને પાઇપ સપોર્ટ (ઉપર) વચ્ચે અને જ્યારે પાઇપ અન્ય સપાટીઓ (નીચે) ની નજીક સ્થાપિત કરવામાં આવે છે ત્યારે ક્રેવિસમાં રાસાયણિક રીતે આક્રમક એસિડિફાઇડ ફેરિક ક્લોરાઇડ દ્રાવણની રચનાને કારણે ક્રેવિસ કાટ વિકસી શકે છે.
સામાન્ય રીતે પાઇપની લંબાઈ અને પાઇપ સપોર્ટ ક્લિપ વચ્ચે બનેલા ખાડામાં ખાડાના કાટનું અનુકરણ થાય છે. જો કે, ફ્રેક્ચરની અંદર પ્રવાહીમાં Fe++ સાંદ્રતા વધવાને કારણે, પ્રારંભિક ખાડો મોટો અને મોટો થતો જાય છે જ્યાં સુધી તે સમગ્ર ફ્રેક્ચરને આવરી લે નહીં. અંતે, ખાડાના કાટ પાઇપને છિદ્રિત કરી શકે છે.
ચુસ્ત તિરાડો કાટ લાગવાનું સૌથી મોટું જોખમ છે. તેથી, પાઇપ ક્લેમ્પ્સ જે પાઇપના મોટાભાગના પરિઘની આસપાસ લપેટાયેલા હોય છે તે ખુલ્લા ક્લેમ્પ્સ કરતાં વધુ જોખમ રજૂ કરે છે, જે પાઇપ અને ક્લેમ્પ વચ્ચેના સંપર્ક સપાટીને ઘટાડે છે. જાળવણી ટેકનિશિયન નિયમિતપણે ક્લેમ્પ્સ ખોલીને અને પાઇપની સપાટીનું કાટ માટે નિરીક્ષણ કરીને ક્રેવિસ કાટને નુકસાન અથવા નિષ્ફળતા થવાની સંભાવના ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે.
યોગ્ય ધાતુના મિશ્રણને પસંદ કરીને ખાડા અને તિરાડોના કાટને શ્રેષ્ઠ રીતે અટકાવી શકાય છે. સ્પષ્ટીકરણોએ ઓપરેટિંગ વાતાવરણ, પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ અને અન્ય ચલોના આધારે કાટનું જોખમ ઘટાડવા માટે શ્રેષ્ઠ પાઇપિંગ સામગ્રી પસંદ કરવા માટે યોગ્ય ખંતનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
સ્પષ્ટીકરણકર્તાઓને સામગ્રી પસંદગીને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરવા માટે, તેઓ સ્થાનિક કાટ સામે તેમના પ્રતિકારને નક્કી કરવા માટે ધાતુઓના PREN મૂલ્યોની તુલના કરી શકે છે. PREN ની ગણતરી એલોયની રાસાયણિક રચના પરથી કરી શકાય છે, જેમાં તેના ક્રોમિયમ (Cr), મોલિબ્ડેનમ (Mo) અને નાઇટ્રોજન (N) સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે, જે નીચે મુજબ છે:
એલોયમાં કાટ-પ્રતિરોધક તત્વો ક્રોમિયમ, મોલિબ્ડેનમ અને નાઇટ્રોજનની સામગ્રી સાથે PREN વધે છે. રાસાયણિક રચનાના સંબંધમાં વિવિધ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ માટે PREN સંબંધ ક્રિટિકલ પિટિંગ તાપમાન (CPT) - સૌથી નીચું તાપમાન કે જેના પર પિટિંગ કાટ જોવા મળે છે - પર આધારિત છે. મૂળભૂત રીતે, PREN CPT ના પ્રમાણસર છે. તેથી, ઉચ્ચ PREN મૂલ્યો ઉચ્ચ પિટિંગ પ્રતિકાર સૂચવે છે. PREN માં નાનો વધારો એલોયની તુલનામાં CPT માં માત્ર નાના વધારા સમાન છે, જ્યારે PREN માં મોટો વધારો નોંધપાત્ર રીતે ઉચ્ચ CPT માટે પ્રદર્શનમાં નોંધપાત્ર સુધારો સૂચવે છે.
કોષ્ટક 1 સામાન્ય રીતે ઓફશોર તેલ અને ગેસ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ એલોયના PREN મૂલ્યોની તુલના કરે છે. તે બતાવે છે કે ઉચ્ચ ગ્રેડ પાઇપ એલોય પસંદ કરીને સ્પષ્ટીકરણ કાટ પ્રતિકારને કેવી રીતે નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે. 316 થી 317 સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં સંક્રમણ કરતી વખતે PREN માત્ર થોડો વધે છે. નોંધપાત્ર કામગીરીમાં વધારો કરવા માટે, 6 Mo સુપર ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા 2507 સુપર ડુપ્લેક્સ સ્ટેનલેસ સ્ટીલનો આદર્શ રીતે ઉપયોગ થાય છે.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં નિકલ (Ni) ની ઊંચી સાંદ્રતા પણ કાટ પ્રતિકાર વધારે છે. જો કે, સ્ટેનલેસ સ્ટીલની નિકલ સામગ્રી PREN સમીકરણનો ભાગ નથી. કોઈ પણ સંજોગોમાં, ઉચ્ચ નિકલ સાંદ્રતાવાળા સ્ટેનલેસ સ્ટીલનો ઉલ્લેખ કરવો ઘણીવાર ફાયદાકારક છે, કારણ કે આ તત્વ સ્થાનિક કાટના સંકેતો દર્શાવતી સપાટીઓને ફરીથી નિષ્ક્રિય કરવામાં મદદ કરે છે.નિકલ ઓસ્ટેનાઇટને સ્થિર કરે છે અને 1/8 હાર્ડ પાઇપને વાળતી વખતે અથવા ઠંડા દોરતી વખતે માર્ટેનાઇટ રચનાને અટકાવે છે.માર્ટેનાઇટ એ ધાતુઓમાં એક અનિચ્છનીય સ્ફટિકીય તબક્કો છે જે સ્થાનિક કાટ તેમજ ક્લોરાઇડ-પ્રેરિત તાણ ક્રેકીંગ સામે સ્ટેનલેસ સ્ટીલના પ્રતિકારને ઘટાડે છે. 316/316L માં ઓછામાં ઓછું 12% ની ઊંચી નિકલ સામગ્રી ઉચ્ચ દબાણ વાયુયુક્ત હાઇડ્રોજનને લગતી એપ્લિકેશનો માટે પણ ઇચ્છનીય છે. ASTM માનક સ્પષ્ટીકરણમાં 316/316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે જરૂરી ન્યૂનતમ નિકલ સાંદ્રતા 10% છે.
દરિયાઈ વાતાવરણમાં વપરાતા પાઈપો પર સ્થાનિક કાટ ગમે ત્યાં થઈ શકે છે. જો કે, જે વિસ્તારોમાં પહેલાથી જ દૂષિત છે ત્યાં ખાડાનો કાટ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે, જ્યારે પાઇપ અને માઉન્ટિંગ હાર્ડવેર વચ્ચે સાંકડા ગાબડાવાળા વિસ્તારોમાં તિરાડનો કાટ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે. PREN ને આધાર તરીકે ઉપયોગ કરીને, સ્પષ્ટીકરણકર્તા કોઈપણ પ્રકારના સ્થાનિક કાટના જોખમને ઘટાડવા માટે શ્રેષ્ઠ પાઇપ એલોય પસંદ કરી શકે છે.
જોકે, ધ્યાનમાં રાખો કે અન્ય પરિબળો પણ છે જે કાટ લાગવાના જોખમને અસર કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તાપમાન સ્ટેનલેસ સ્ટીલના ખાડા પ્રતિકારને અસર કરે છે. ગરમ દરિયાઈ આબોહવા માટે, 6 મોલિબ્ડેનમ સુપર ઓસ્ટેનિટિક અથવા 2507 સુપર ડુપ્લેક્સ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઇપનો ગંભીરતાથી વિચાર કરવો જોઈએ કારણ કે આ સામગ્રીમાં સ્થાનિક કાટ અને ક્લોરાઇડ તણાવ ક્રેકીંગ માટે ઉત્તમ પ્રતિકાર હોય છે. ઠંડા આબોહવા માટે, 316/316L પાઇપ પૂરતી હોઈ શકે છે, ખાસ કરીને જો સફળ ઉપયોગનો ઇતિહાસ સ્થાપિત થયો હોય.
ઑફશોર પ્લેટફોર્મ માલિકો અને ઓપરેટરો પણ ટ્યુબિંગ ઇન્સ્ટોલ કર્યા પછી કાટ લાગવાનું જોખમ ઘટાડવા માટે પગલાં લઈ શકે છે. તેમણે પાઈપોને સ્વચ્છ રાખવા જોઈએ અને કાટ લાગવાનું જોખમ ઘટાડવા માટે નિયમિતપણે તાજા પાણીથી ફ્લશ કરવા જોઈએ. નિયમિત નિરીક્ષણ દરમિયાન તિરાડના કાટની હાજરી જોવા માટે જાળવણી ટેકનિશિયનો પાસે ખુલ્લા ટ્યુબિંગ ક્લેમ્પ્સ પણ હોવા જોઈએ.
ઉપર દર્શાવેલ પગલાંઓનું પાલન કરીને, પ્લેટફોર્મ માલિકો અને સંચાલકો દરિયાઈ વાતાવરણમાં ટ્યુબિંગ કાટ અને સંબંધિત લીક થવાનું જોખમ ઘટાડી શકે છે, સલામતી અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે, જ્યારે ઉત્પાદનના નુકસાન અથવા ભાગેડુ ઉત્સર્જનના પ્રકાશનની શક્યતા ઘટાડી શકે છે.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
જર્નલ ઓફ પેટ્રોલિયમ ટેકનોલોજી એ સોસાયટી ઓફ પેટ્રોલિયમ એન્જિનિયર્સનું મુખ્ય મેગેઝિન છે, જે સંશોધન અને ઉત્પાદન ટેકનોલોજીમાં પ્રગતિ, તેલ અને ગેસ ઉદ્યોગના મુદ્દાઓ અને SPE અને તેના સભ્યો વિશેના સમાચાર પર અધિકૃત સંક્ષિપ્ત માહિતી અને સુવિધાઓ પ્રદાન કરે છે.