უჟანგავი ფოლადის მილების თანდაყოლილი კოროზიის წინააღმდეგობის მიუხედავად, საზღვაო გარემოში დამონტაჟებული უჟანგავი ფოლადის მილები ექვემდებარება სხვადასხვა სახის კოროზიას მათი მოსალოდნელი მომსახურების ვადის განმავლობაში.ამ კოროზიამ შეიძლება გამოიწვიოს გამონაბოლქვი, პროდუქტის დაკარგვა და პოტენციური რისკები.ოფშორული პლატფორმის მფლობელებს და ოპერატორებს შეუძლიათ შეამცირონ კოროზიის რისკი უფრო ძლიერი მილების მასალების მითითებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ უკეთეს კოროზიის წინააღმდეგობას.ამის შემდეგ, ისინი ფხიზლად უნდა იყვნენ ქიმიური საინექციო ხაზების, ჰიდრავლიკური და იმპულსური ხაზების შემოწმებისას და ინსტრუმენტებისა და ხელსაწყოების დამუშავებისას, რათა უზრუნველყონ, რომ კოროზია არ დაემუქროს დამონტაჟებული მილების მთლიანობას ან საფრთხეს არ შეუქმნის უსაფრთხოებას.
ლოკალიზებული კოროზია გვხვდება ბევრ პლატფორმაზე, გემზე, გემსა და ოფშორულ მილსადენზე.ეს კოროზია შეიძლება იყოს ნაპრალის ან ნაპრალის კოროზიის სახით, რომელთაგან რომელიმეს შეუძლია მილის კედლის ეროზია და სითხის გამოყოფა.
კოროზიის რისკი იზრდება აპლიკაციის სამუშაო ტემპერატურის მატებასთან ერთად.სითბოს შეუძლია დააჩქაროს მილის დამცავი გარე პასიური ოქსიდის ფირის დეგრადაცია, რითაც ხელს უწყობს ორმოების გაჩენას.
სამწუხაროდ, ლოკალიზებული ორმოსა და ნაპრალის კოროზიის აღმოჩენა რთულია, რაც ართულებს ამ ტიპის კოროზიის იდენტიფიცირებას, პროგნოზირებას და დიზაინს.ამ რისკების გათვალისწინებით, პლატფორმის მფლობელებმა, ოპერატორებმა და დანიშნულ პირებმა უნდა გამოიჩინონ სიფრთხილე მათი გამოყენებისთვის საუკეთესო მილსადენის მასალის არჩევისას.მასალის შერჩევა მათი პირველი დაცვის ხაზია კოროზიისგან, ამიტომ მისი სწორად მიღება ძალიან მნიშვნელოვანია.საბედნიეროდ, მათ შეუძლიათ აირჩიონ ლოკალიზებული კოროზიის წინააღმდეგობის ძალიან მარტივი, მაგრამ ძალიან ეფექტური საზომი, გამოყოფის წინააღმდეგობის ეკვივალენტური ნომერი (PREN).რაც უფრო მაღალია ლითონის PREN მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია მისი წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ.
ეს სტატია განიხილავს, თუ როგორ ამოვიცნოთ ორმოში და ნაპრალის კოროზია, ასევე როგორ გავაუმჯობესოთ მილების მასალის შერჩევა ოფშორული ნავთობისა და გაზის გამოყენებისთვის მასალის PREN მნიშვნელობის მიხედვით.
ლოკალიზებული კოროზია ხდება მცირე უბნებში, ვიდრე ზოგადი კოროზია, რომელიც უფრო ერთგვაროვანია ლითონის ზედაპირზე.ორმოები და ნაპრალების კოროზია იწყება 316 უჟანგავი ფოლადის მილზე, როდესაც ლითონის გარე ქრომით მდიდარი პასიური ოქსიდის ფილმი იშლება კოროზიული სითხეების, მათ შორის მარილიანი წყლის ზემოქმედების გამო.ქლორიდებით მდიდარი საზღვაო გარემო, ასევე მაღალი ტემპერატურა და მილის ზედაპირის დაბინძურებაც კი ზრდის ამ პასივაციური ფილმის დეგრადაციის ალბათობას.
ორმოიანი კოროზია წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც მილის მონაკვეთზე პასივაციის ფირი იშლება და მილის ზედაპირზე წარმოქმნის პატარა ღრუებს ან ორმოებს.ასეთი ორმოები სავარაუდოდ გაიზრდება ელექტროქიმიური რეაქციების მიმდინარეობისას, რის შედეგადაც მეტალში რკინა იხსნება ხსნარში ორმოს ფსკერზე.გახსნილი რკინა შემდეგ დიფუზირდება ორმოს ზედა ნაწილში და იჟანგება რკინის ოქსიდის ან ჟანგის წარმოქმნით.ორმოს გაღრმავებასთან ერთად, ელექტროქიმიური რეაქციები აჩქარებს, იზრდება კოროზია, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მილის კედლის პერფორაცია და გაჟონვა.
მილები უფრო მგრძნობიარეა ორმოების მიმართ, თუ მათი გარე ზედაპირი დაბინძურებულია (სურათი 1).მაგალითად, შედუღების და დაფქვის ოპერაციების დამაბინძურებლებმა შეიძლება დააზიანოს მილის პასივაციის ოქსიდის ფენა, რითაც წარმოიქმნება და აჩქარებს ორმოს.იგივე ეხება უბრალოდ მილების დაბინძურებას.გარდა ამისა, როგორც მარილის წვეთები აორთქლდება, სველი მარილის კრისტალები, რომლებიც წარმოიქმნება მილებზე, იცავს ოქსიდის ფენას და შეიძლება გამოიწვიოს ორმოების გაჩენა.ამ ტიპის დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად, შეინახეთ თქვენი მილები სუფთა წყლით, რეგულარულად ჩამოიბანეთ ისინი სუფთა წყლით.
სურათი 1. 316/316L უჟანგავი ფოლადის მილი, რომელიც დაბინძურებულია მჟავით, ფიზიოლოგიური ხსნარით და სხვა საბადოებით, ძალიან მგრძნობიარეა ორმოების მიმართ.
ნაპრალის კოროზია.უმეტეს შემთხვევაში, ოპერატორს ადვილად შეუძლია აღმოაჩინოს ორმოები.თუმცა, ნაპრალის კოროზიის აღმოჩენა ადვილი არ არის და უფრო დიდ რისკს უქმნის ოპერატორებსა და პერსონალს.ეს ჩვეულებრივ ხდება მილებზე, რომლებსაც აქვთ ვიწრო უფსკრული გარემომცველ მასალებს შორის, როგორიცაა მილები, რომლებიც დამაგრებულია დამჭერებით ან ერთმანეთთან მჭიდროდ შეფუთული მილებით.როდესაც მარილწყალი ჩაედინება ნაპრალში, დროთა განმავლობაში, ამ ადგილას წარმოიქმნება ქიმიურად აგრესიული მჟავიანი რკინის ქლორიდის ხსნარი (FeCl3), რომელიც იწვევს ნაპრალის კოროზიის დაჩქარებას (ნახ. 2).იმის გამო, რომ ნაპრალი თავისთავად ზრდის კოროზიის რისკს, ნაპრალის კოროზია შეიძლება მოხდეს უფრო დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ორმოში.
სურათი 2 – ნაპრალის კოროზია შეიძლება განვითარდეს მილსა და მილის საყრდენს შორის (ზედა) და როდესაც მილი დამონტაჟებულია სხვა ზედაპირებთან ახლოს (ქვედა) უფსკრული რკინის ქლორიდის ქიმიურად აგრესიული მჟავიანი ხსნარის წარმოქმნის გამო.
ნაპრალის კოროზია, როგორც წესი, სიმულაციას უკეთებს ორმოს პირველ რიგში მილის მონაკვეთსა და მილის საყრდენის საყელოს შორის წარმოქმნილ უფსკრულიში.თუმცა, მოტეხილობის შიგნით სითხეში Fe++-ის კონცენტრაციის გაზრდის გამო, საწყისი ძაბრი უფრო და უფრო დიდი ხდება მანამ, სანამ არ დაფარავს მთელ მოტეხილობას.საბოლოო ჯამში, ნაპრალის კოროზიამ შეიძლება გამოიწვიოს მილის პერფორაცია.
მკვრივი ბზარები წარმოადგენს კოროზიის ყველაზე დიდ რისკს.ამიტომ, მილის დამჭერები, რომლებიც გარშემორტყმულია მილის გარშემოწერილობის უფრო დიდ ნაწილს, უფრო სარისკოა, ვიდრე ღია დამჭერები, რომლებიც მინიმუმამდე ამცირებენ მილსა და დამჭერს შორის კონტაქტურ ზედაპირს.მომსახურე ტექნიკოსებს შეუძლიათ შეამცირონ ნაპრალის კოროზიის დაზიანების ან უკმარისობის შანსი, რეგულარულად გახსნით დამჭერებს და შეამოწმებენ მილის ზედაპირის კოროზიას.
ორმოების და ნაპრალის კოროზიის თავიდან აცილება შესაძლებელია აპლიკაციისთვის შესაფერისი ლითონის შენადნობის შერჩევით.მახასიათებლებმა უნდა გამოიჩინონ სათანადო გულმოდგინება მილსადენის ოპტიმალური მასალის არჩევისას, რათა შემცირდეს კოროზიის რისკი, დამოკიდებულია პროცესის გარემოზე, პროცესის პირობებზე და სხვა ცვლადებზე.
დამახასიათებელთა დასახმარებლად მასალის შერჩევის ოპტიმიზაციაში, მათ შეუძლიათ შეადარონ ლითონების PREN მნიშვნელობები, რათა დადგინდეს მათი წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ.PREN შეიძლება გამოითვალოს შენადნობის ქიმიიდან, ქრომის (Cr), მოლიბდენის (Mo) და აზოტის (N) შემცველობის ჩათვლით, შემდეგნაირად:
PREN იზრდება კოროზიისადმი მდგრადი ელემენტების ქრომის, მოლიბდენისა და აზოტის შემცველობით შენადნობაში.PREN თანაფარდობა ემყარება კრიტიკულ ორმოში მოხვედრის ტემპერატურას (CPT) - ყველაზე დაბალ ტემპერატურას, რომლის დროსაც ხდება ორმოში - სხვადასხვა უჟანგავი ფოლადებისთვის, ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით.არსებითად, PREN არის CPT-ის პროპორციული.ამიტომ, PREN-ის უფრო მაღალი მნიშვნელობები მიუთითებს უფრო მაღალ წინააღმდეგობაზე.PREN-ის მცირე ზრდა მხოლოდ CPT-ის მცირე ზრდას ექვივალენტურია შენადნობთან შედარებით, ხოლო PREN-ის დიდი ზრდა მიუთითებს მუშაობის მნიშვნელოვან გაუმჯობესებაზე მნიშვნელოვნად მაღალ CPT-თან შედარებით.
ცხრილი 1 ადარებს PREN მნიშვნელობებს სხვადასხვა შენადნობებისთვის, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ოფშორული ნავთობისა და გაზის ინდუსტრიაში.ის გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება დაზუსტებამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს კოროზიის წინააღმდეგობა უმაღლესი ხარისხის მილის შენადნობის შერჩევით.PREN ოდნავ იზრდება 316 SS-დან 317 SS-მდე.Super Austenitic 6 Mo SS ან Super Duplex 2507 SS იდეალურია შესრულების მნიშვნელოვანი გაზრდისთვის.
ნიკელის (Ni) მაღალი კონცენტრაცია უჟანგავი ფოლადი ასევე ზრდის კოროზიის წინააღმდეგობას.თუმცა, უჟანგავი ფოლადის ნიკელის შემცველობა არ არის PREN განტოლების ნაწილი.ნებისმიერ შემთხვევაში, ხშირად ხელსაყრელია უჟანგავი ფოლადების არჩევა ნიკელის მაღალი შემცველობით, რადგან ეს ელემენტი ხელს უწყობს ზედაპირების ხელახლა პასივაციას, რომლებიც აჩვენებენ ლოკალიზებული კოროზიის ნიშნებს.ნიკელი ასტაბილიზებს აუსტენიტს და ხელს უშლის მარტენზიტის წარმოქმნას 1/8 ხისტი მილის მოღუნვისას ან ცივი გაყვანისას.მარტენსიტი არის არასასურველი კრისტალური ფაზა ლითონებში, რომელიც ამცირებს უჟანგავი ფოლადის წინააღმდეგობას ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ, ისევე როგორც ქლორიდით გამოწვეული სტრესული კრეკინგი.ნიკელის მაღალი შემცველობა მინიმუმ 12% 316/316L ფოლადი ასევე სასურველია მაღალი წნევის წყალბადის გაზის გამოყენებისთვის.მინიმალური ნიკელის კონცენტრაცია, რომელიც საჭიროა ASTM 316/316L უჟანგავი ფოლადისთვის არის 10%.
ლოკალიზებული კოროზია შეიძლება მოხდეს სადმე მილებიდან, რომლებიც გამოიყენება საზღვაო გარემოში.თუმცა, ორმოები უფრო სავარაუდოა, რომ მოხდეს იმ ადგილებში, რომლებიც უკვე დაბინძურებულია, ხოლო ნაპრალის კოროზია უფრო სავარაუდოა, რომ მოხდეს მილსა და სამონტაჟო მოწყობილობას შორის ვიწრო უფსკრული.საფუძვლად PREN-ის გამოყენებით, დამახასიათებელს შეუძლია აირჩიოს მილის საუკეთესო შენადნობი, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს ლოკალიზებული კოროზიის რისკი.
თუმცა, გახსოვდეთ, რომ არსებობს სხვა ცვლადები, რომლებიც გავლენას ახდენენ კოროზიის რისკზე.მაგალითად, ტემპერატურა გავლენას ახდენს უჟანგავი ფოლადის წინააღმდეგობაზე ორმოების მიმართ.ცხელი საზღვაო კლიმატისთვის, სუპერ აუსტენიტური 6 მოლიბდენის ფოლადი ან სუპერ დუპლექსი 2507 უჟანგავი ფოლადის მილები სერიოზულად უნდა იქნას განხილული, რადგან ამ მასალებს აქვთ შესანიშნავი წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის და ქლორიდის ბზარების მიმართ.უფრო მაგარი კლიმატისთვის, 316/316 ლიტრიანი მილი შეიძლება იყოს საკმარისი, განსაკუთრებით თუ არსებობს წარმატებული გამოყენების ისტორია.
ოფშორული პლატფორმის მფლობელებს და ოპერატორებს ასევე შეუძლიათ მიიღონ ზომები კოროზიის რისკის შესამცირებლად მილების დამონტაჟების შემდეგ.მათ უნდა შეინარჩუნონ მილები სუფთა და რეგულარულად ჩამოიბანონ მტკნარი წყლით, რათა შეამცირონ ორმოების გაჩენის რისკი.მათ ასევე უნდა ჰქონდეთ ტექნიკური ტექნიკოსების გახსნა მილების დამჭერები რუტინული შემოწმების დროს, რათა შეამოწმონ ნაპრალის კოროზია.
ზემოაღნიშნული ნაბიჯების დაცვით, პლატფორმის მფლობელებს და ოპერატორებს შეუძლიათ შეამცირონ მილების კოროზიის და მასთან დაკავშირებული გაჟონვის რისკი საზღვაო გარემოში, გააუმჯობესონ უსაფრთხოება და ეფექტურობა და შეამცირონ პროდუქტის დაკარგვის ან გამონაბოლქვის შანსი.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Journal of Petroleum Technology არის ნავთობის ინჟინრების საზოგადოების წამყვანი ჟურნალი, რომელიც შეიცავს ავტორიტეტულ შეჯამებებსა და სტატიებს ტექნოლოგიის მიღწევების, ნავთობისა და გაზის ინდუსტრიის საკითხებზე და სიახლეებზე SPE-სა და მის წევრებზე.