स्टेनलेस स्टील पाइपों के अंतर्निहित संक्षारण प्रतिरोध के बावजूद, समुद्री वातावरण में स्थापित स्टेनलेस स्टील पाइप अपने अपेक्षित सेवा जीवन के दौरान विभिन्न प्रकार के संक्षारण के अधीन हैं।इस संक्षारण से भगोड़ा उत्सर्जन, उत्पाद हानि और संभावित जोखिम हो सकते हैं।ऑफशोर प्लेटफ़ॉर्म के मालिक और ऑपरेटर बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करने वाली मजबूत पाइप सामग्रियों को निर्दिष्ट करके संक्षारण के जोखिम को कम कर सकते हैं।इसके बाद, उन्हें रासायनिक इंजेक्शन लाइनों, हाइड्रोलिक और आवेग लाइनों का निरीक्षण करते समय सतर्क रहना चाहिए, और यह सुनिश्चित करने के लिए उपकरण और उपकरण की प्रक्रिया करनी चाहिए कि जंग से स्थापित पाइपिंग की अखंडता को खतरा न हो या सुरक्षा से समझौता न हो।
स्थानीयकृत संक्षारण कई प्लेटफार्मों, जहाजों, जहाज़ों और अपतटीय पाइपलाइनों पर पाया जा सकता है।यह संक्षारण गड्ढों या दरारों के क्षरण के रूप में हो सकता है, इनमें से कोई भी पाइप की दीवार को नष्ट कर सकता है और तरल पदार्थ निकलने का कारण बन सकता है।
जैसे-जैसे अनुप्रयोग का परिचालन तापमान बढ़ता है, संक्षारण का खतरा बढ़ जाता है।गर्मी ट्यूब की सुरक्षात्मक बाहरी निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म के क्षरण को तेज कर सकती है, जिससे गड्ढों को बढ़ावा मिलता है।
दुर्भाग्य से, स्थानीयकृत गड्ढे और दरार के क्षरण का पता लगाना मुश्किल है, जिससे इस प्रकार के क्षरण की पहचान करना, भविष्यवाणी करना और डिजाइन करना मुश्किल हो जाता है।इन जोखिमों को देखते हुए, प्लेटफ़ॉर्म मालिकों, ऑपरेटरों और डिज़ाइनरों को अपने आवेदन के लिए सर्वोत्तम पाइपलाइन सामग्री का चयन करने में सावधानी बरतनी चाहिए।सामग्री का चयन जंग के खिलाफ उनकी रक्षा की पहली पंक्ति है, इसलिए इसे सही करना बहुत महत्वपूर्ण है।सौभाग्य से, वे स्थानीय संक्षारण प्रतिरोध का एक बहुत ही सरल लेकिन बहुत प्रभावी उपाय, पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN) चुन सकते हैं।किसी धातु का PREN मान जितना अधिक होगा, स्थानीय संक्षारण के प्रति उसका प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा।
यह आलेख इस बात पर ध्यान देगा कि गड्ढे और दरार के क्षरण की पहचान कैसे की जाए, साथ ही सामग्री के PREN मूल्य के आधार पर अपतटीय तेल और गैस अनुप्रयोगों के लिए टयूबिंग सामग्री के चयन को कैसे अनुकूलित किया जाए।
सामान्य संक्षारण की तुलना में स्थानीयकृत संक्षारण छोटे क्षेत्रों में होता है, जो धातु की सतह पर अधिक समान होता है।316 स्टेनलेस स्टील टयूबिंग पर गड्ढे और दरार का क्षरण तब बनना शुरू हो जाता है जब धातु की बाहरी क्रोमियम युक्त निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म खारे पानी सहित संक्षारक तरल पदार्थों के संपर्क में आने के कारण टूट जाती है।क्लोराइड से भरपूर समुद्री वातावरण, साथ ही उच्च तापमान और यहां तक ​​कि टयूबिंग सतह के संदूषण से इस निष्क्रियता फिल्म के क्षरण की संभावना बढ़ जाती है।
पिटिंग पिटिंग संक्षारण तब होता है जब पाइप के एक भाग पर निष्क्रियता फिल्म टूट जाती है, जिससे पाइप की सतह पर छोटे-छोटे छिद्र या गड्ढे बन जाते हैं।जैसे-जैसे विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं, ऐसे गड्ढों के बढ़ने की संभावना होती है, जिसके परिणामस्वरूप धातु में मौजूद लोहा गड्ढे के तल पर घोल में घुल जाता है।फिर घुला हुआ लोहा गड्ढे के शीर्ष तक फैल जाएगा और ऑक्सीकरण करके आयरन ऑक्साइड या जंग बना देगा।जैसे-जैसे गड्ढा गहरा होता है, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाएं तेज हो जाती हैं, जंग बढ़ जाती है, जिससे पाइप की दीवार में छिद्र हो सकता है और रिसाव हो सकता है।
यदि ट्यूबों की बाहरी सतह दूषित हो तो उनमें गड्ढे पड़ने की संभावना अधिक होती है (चित्र 1)।उदाहरण के लिए, वेल्डिंग और पीसने के संचालन से संदूषक पाइप की निष्क्रियता ऑक्साइड परत को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे गड्ढे बन सकते हैं और तेज हो सकते हैं।यही बात पाइपों से होने वाले प्रदूषण से निपटने पर भी लागू होती है।इसके अलावा, जैसे ही नमक की बूंदें वाष्पित होती हैं, पाइपों पर बनने वाले गीले नमक के क्रिस्टल ऑक्साइड परत की रक्षा करते हैं और गड्ढे पैदा कर सकते हैं।इस प्रकार के संदूषण को रोकने के लिए, अपने पाइपों को नियमित रूप से ताजे पानी से धोकर साफ रखें।
चित्र 1. 316/316L स्टेनलेस स्टील पाइप एसिड, खारा और अन्य जमाव से दूषित होता है, जिसमें गड्ढे पड़ने की आशंका अधिक होती है।
जंग युक्त दरार।ज्यादातर मामलों में, ऑपरेटर द्वारा गड्ढे का आसानी से पता लगाया जा सकता है।हालाँकि, दरार के क्षरण का पता लगाना आसान नहीं है और यह ऑपरेटरों और कर्मियों के लिए अधिक जोखिम पैदा करता है।यह आमतौर पर उन पाइपों पर होता है जिनमें आसपास की सामग्रियों के बीच संकीर्ण अंतराल होते हैं, जैसे कि क्लैंप के साथ रखे गए पाइप या एक दूसरे के बगल में कसकर पैक किए गए पाइप।जब नमकीन पानी दरार में रिसता है, तो समय के साथ, इस क्षेत्र में एक रासायनिक रूप से आक्रामक अम्लीय फेरिक क्लोराइड घोल (FeCl3) बनता है, जिससे दरार का क्षरण तेज हो जाता है (चित्र 2)।चूंकि दरार में ही संक्षारण का खतरा बढ़ जाता है, इसलिए दरार का क्षरण गड्ढों की तुलना में बहुत कम तापमान पर हो सकता है।
चित्र 2 - पाइप और पाइप सपोर्ट (ऊपर) के बीच दरार का क्षरण विकसित हो सकता है और जब पाइप को अन्य सतहों (नीचे) के करीब स्थापित किया जाता है, तो अंतराल में फेरिक क्लोराइड के रासायनिक रूप से आक्रामक अम्लीय समाधान के गठन के कारण।
दरार संक्षारण आमतौर पर पाइप अनुभाग और पाइप समर्थन कॉलर के बीच बने अंतराल में पहले गड्ढे का अनुकरण करता है।हालाँकि, फ्रैक्चर के अंदर तरल पदार्थ में Fe++ की सांद्रता में वृद्धि के कारण, प्रारंभिक फ़नल बड़ा और बड़ा हो जाता है जब तक कि यह पूरे फ्रैक्चर को कवर नहीं कर लेता।अंततः, दरार के क्षरण से पाइप में छिद्र हो सकता है।
घनी दरारें संक्षारण का सबसे बड़ा खतरा दर्शाती हैं।इसलिए, पाइप क्लैंप जो पाइप की परिधि के एक बड़े हिस्से को घेरते हैं, खुले क्लैंप की तुलना में अधिक जोखिम भरे होते हैं, जो पाइप और क्लैंप के बीच संपर्क सतह को कम करते हैं।सेवा तकनीशियन नियमित रूप से क्लैंप खोलकर और जंग के लिए पाइप की सतह की जांच करके दरार संक्षारण क्षति या विफलता की संभावना को कम करने में मदद कर सकते हैं।
अनुप्रयोग के लिए सही धातु मिश्र धातु का चयन करके गड्ढों और दरारों के क्षरण को रोका जा सकता है।प्रक्रिया वातावरण, प्रक्रिया स्थितियों और अन्य चर के आधार पर संक्षारण के जोखिम को कम करने के लिए विनिर्देशकों को इष्टतम पाइपिंग सामग्री का चयन करने में उचित परिश्रम करना चाहिए।
विनिर्देशकों को सामग्री चयन को अनुकूलित करने में मदद करने के लिए, वे स्थानीयकृत संक्षारण के प्रतिरोध को निर्धारित करने के लिए धातुओं के PREN मूल्यों की तुलना कर सकते हैं।PREN की गणना मिश्र धातु के रसायन विज्ञान से की जा सकती है, जिसमें क्रोमियम (Cr), मोलिब्डेनम (Mo), और नाइट्रोजन (N) सामग्री शामिल है, जो निम्नानुसार है:
मिश्र धातु में क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन के संक्षारण प्रतिरोधी तत्वों की सामग्री के साथ PREN बढ़ता है।PREN अनुपात रासायनिक संरचना के आधार पर विभिन्न स्टेनलेस स्टील्स के लिए क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) - सबसे कम तापमान जिस पर पिटिंग होता है - पर आधारित है।मूलतः, PREN, CPT के समानुपाती होता है।इसलिए, उच्च PREN मान उच्च पिटिंग प्रतिरोध का संकेत देते हैं।पीआरईएन में एक छोटी वृद्धि केवल मिश्र धातु की तुलना में सीपीटी में एक छोटी वृद्धि के बराबर है, जबकि पीआरईएन में एक बड़ी वृद्धि काफी उच्च सीपीटी की तुलना में प्रदर्शन में महत्वपूर्ण सुधार का संकेत देती है।
तालिका 1 आमतौर पर अपतटीय तेल और गैस उद्योग में उपयोग की जाने वाली विभिन्न मिश्र धातुओं के लिए PREN मूल्यों की तुलना करती है।यह दिखाता है कि कैसे उच्च गुणवत्ता वाले पाइप मिश्र धातु का चयन करके विनिर्देश संक्षारण प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकते हैं।PREN 316 एसएस से 317 एसएस तक थोड़ा बढ़ जाता है।प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि के लिए सुपर ऑस्टेनिटिक 6 एमओ एसएस या सुपर डुप्लेक्स 2507 एसएस आदर्श हैं।
स्टेनलेस स्टील में उच्च निकल (नी) सांद्रता भी संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाती है।हालाँकि, स्टेनलेस स्टील की निकल सामग्री PREN समीकरण का हिस्सा नहीं है।किसी भी मामले में, उच्च निकल सामग्री वाले स्टेनलेस स्टील्स को चुनना अक्सर फायदेमंद होता है, क्योंकि यह तत्व उन सतहों को फिर से निष्क्रिय करने में मदद करता है जो स्थानीयकृत जंग के लक्षण दिखाते हैं।निकेल ऑस्टेनाइट को स्थिर करता है और 1/8 कठोर पाइप को मोड़ने या ठंडा करने पर मार्टेंसाइट के गठन को रोकता है।मार्टेंसाइट धातुओं में एक अवांछनीय क्रिस्टलीय चरण है जो स्टेनलेस स्टील के स्थानीय संक्षारण के साथ-साथ क्लोराइड-प्रेरित तनाव क्रैकिंग के प्रतिरोध को कम कर देता है।316/316L स्टील में कम से कम 12% की उच्च निकल सामग्री भी उच्च दबाव हाइड्रोजन गैस अनुप्रयोगों के लिए वांछनीय है।एएसटीएम 316/316एल स्टेनलेस स्टील के लिए आवश्यक न्यूनतम निकल सांद्रता 10% है।
समुद्री वातावरण में उपयोग किए जाने वाले पाइपों पर स्थानीयकृत क्षरण कहीं भी हो सकता है।हालाँकि, गड्ढे उन क्षेत्रों में होने की अधिक संभावना है जो पहले से ही दूषित हैं, जबकि पाइप और स्थापना उपकरण के बीच संकीर्ण अंतराल वाले क्षेत्रों में दरार का क्षरण होने की अधिक संभावना है।PREN को आधार के रूप में उपयोग करते हुए, विनिर्देशक किसी भी प्रकार के स्थानीय क्षरण के जोखिम को कम करने के लिए सर्वोत्तम पाइप मिश्र धातु का चयन कर सकता है।
हालाँकि, ध्यान रखें कि ऐसे अन्य चर भी हैं जो संक्षारण के जोखिम को प्रभावित कर सकते हैं।उदाहरण के लिए, तापमान स्टेनलेस स्टील के खड़ा होने के प्रतिरोध को प्रभावित करता है।गर्म समुद्री जलवायु के लिए, सुपर ऑस्टेनिटिक 6 मोलिब्डेनम स्टील या सुपर डुप्लेक्स 2507 स्टेनलेस स्टील पाइप पर गंभीरता से विचार किया जाना चाहिए क्योंकि इन सामग्रियों में स्थानीय जंग और क्लोराइड क्रैकिंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है।ठंडी जलवायु के लिए, एक 316/316L पाइप पर्याप्त हो सकता है, खासकर यदि सफल उपयोग का इतिहास हो।
टयूबिंग स्थापित होने के बाद अपतटीय प्लेटफ़ॉर्म मालिक और ऑपरेटर जंग के जोखिम को कम करने के लिए भी कदम उठा सकते हैं।गड्ढों के जोखिम को कम करने के लिए उन्हें पाइपों को साफ रखना चाहिए और नियमित रूप से ताजे पानी से धोना चाहिए।दरार के क्षरण की जांच के लिए रखरखाव तकनीशियनों को नियमित निरीक्षण के दौरान पाइप क्लैंप खोलने की भी आवश्यकता होनी चाहिए।
उपरोक्त चरणों का पालन करके, प्लेटफ़ॉर्म मालिक और ऑपरेटर समुद्री वातावरण में पाइप के क्षरण और संबंधित लीक के जोखिम को कम कर सकते हैं, सुरक्षा और दक्षता में सुधार कर सकते हैं, और उत्पाद हानि या भगोड़े उत्सर्जन की संभावना को कम कर सकते हैं।
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
पेट्रोलियम टेक्नोलॉजी जर्नल सोसाइटी ऑफ पेट्रोलियम इंजीनियर्स की अग्रणी पत्रिका है, जिसमें अपस्ट्रीम टेक्नोलॉजी, तेल और गैस उद्योग के मुद्दों में प्रगति पर आधिकारिक सारांश और लेख और एसपीई और उसके सदस्यों के बारे में समाचार शामिल हैं।