Quamquam tuborum chalybis inoxidabilis resistentia corrosionis innata est, tubi chalybis inoxidabilis in ambitu marino installati variis generibus corrosionis per vitam suam exspectatam obnoxii sunt. Haec corrosio ad emissiones fugitivas, iacturam productorum et pericula potentialia ducere potest. Domini et operatores suggestuum maritimorum periculum corrosionis minuere possunt specificando materias tuborum fortiores quae meliorem resistentiam corrosionis praebent. Postea, vigilantes manere debent cum injectionem chemicam, lineas hydraulicas et impulsivas, et instrumenta processus et apparatum sensorium inspiciunt ut corrosio integritati tuborum installatorum non minetur et salutem non compromittat.
Corrosio localisata in multis suggestis, navibus, navibus, et tubis in installationibus maritimis inveniri potest. Haec corrosio in forma corrosionis foveolaris vel fissurarum esse potest, quarum utraque parietem tubi erodere et emissionem fluidi causare potest.
Periculum corrosionis maius est cum temperatura operandi applicationis augetur. Calor destructionem pelliculae oxidi passivi exterioris protectivae tubi accelerare potest, ita formationem corrosionis foveolaris promovens.
Infeliciter, corrosio localis in foveis et fissuris difficilis ad detegendum esse potest, ita ut huiusmodi corrosionis genera difficilius identificentur, praedicantur et designentur. His periculis datis, domini, operatores et designati suggestuum caute agere debent cum optimum materiale tuborum pro suo usu eligunt. Electio materiae prima defensio contra corrosionem est, ergo eam recte facere interest. Feliciter, mensura simplici sed efficaci resistentiae corrosionis localis, Numerus Aequivalentis Resistentiae Fovearum (PREN), eligere possunt. Quo altior valor PREN metalli, eo altior eius resistentia corrosionis localis.
Hic articulus examinabit quomodo corrosionem foveolarem et rimarum agnoscere et quomodo delectum materiae tuborum pro applicationibus olei et gasi maritimis optimizare, secundum valorem PREN materiae.
Corrosio localisata in parvis areis occurrit, comparata cum corrosio generali, quae uniformior est in superficie metalli. Corrosio foveolaris et fissurarum in tubis chalybis inoxidabilis 316 formari incipit cum pellicula oxidi passivi exterior metalli, chromio dives, rumpitur propter expositionem fluidis corrosivis, incluso aqua salsa. Ambitus marini maritimi et terrestris chlorido divites, necnon temperaturae altae et etiam contaminatio superficiei tuborum, potentiam degradationis huius pelliculae passivationis augent.
Corrosio foveolaris. Corrosio foveolaris fit cum pellicula passivationis in longitudine tubi destruitur, cavitates parvas vel foveas in superficie tubi formans. Tales foveae verisimiliter crescunt dum reactiones electrochemicae fiunt, quod ferrum in metallo in solutionem in fundo foveae dissolvi facit. Ferrum dissolutum deinde versus summum foveae diffundet et oxidatur ad oxidum ferri vel rubiginem formandam. Dum fovea profundior fit, reactiones electrochemicae accelerant, corrosio intensificatur, et ad perforationem parietis tubi et ad rimas ducere potest.
Tubi corrosioni foveolari obnoxii sunt cum superficies exterior contaminata est (Figura 1). Exempli gratia, contaminatio ex operationibus soldadurae et triturae stratum oxidi passivans tubi laedere potest, ita corrosionem foveolarem formans et accelerans. Idem valet de simplici tractatione contaminationis ex tubis. Praeterea, cum guttae salsae evaporant, crystalli salis humidi qui in tubis formantur idem faciunt ad stratum oxidi protegendum et ad corrosionem foveolarem ducere possunt. Ad huiusmodi contaminationes vitandas, tubos tuos mundos serva eos regulariter aqua fresca abluendo.
Figura 1 – Tubus chalybis inoxidabilis 316/316L, acido, salsamento aliisque depositis contaminatus, corrosioni foveolari valde obnoxius est.
Corrosio fissurarum. Plerumque, corrosio fissurarum facile ab operatore agnosci potest. Attamen corrosio fissurarum non facile detegitur et periculum maius operatoribus et personis praebet. Solet occurrere in tubis quae spatia angusta inter materias circumstantes habent, ut tubi fibulis in loco fixis vel tubi qui arcte iuxta se positi sunt. Cum salsura in fissuram penetrat, solutio ferrici chloridi acidificati (FeCl3) chemica aggressiva in area tempore formatur et corrosionem fissurarum accelerare facit (Figura 2). Quia fissurae ipsae periculum corrosionis augent, corrosio fissurarum temperaturis multo inferioribus quam corrosio fissurarum occurrere potest.
Figura 2 – Corrosio fissurarum inter tubum et fulcimentum tubi (summum) et cum tubus prope alias superficies installatur (imum) oriri potest propter formationem solutionis ferrici chloridi acidificati, chemicae aggressivae, in fissura.
Corrosio fissurarum plerumque corrosionem foveolarem simulat primum in fissura inter longitudinem tubi et fibulam sustentatricem tubi formata. Attamen, propter crescentem concentrationem Fe++ in fluido intra fracturam, crater initialis fit maior et maior donec totam fracturam tegat. Tandem, corrosio fissurarum tubum perforare potest.
Rimae arctae maximum periculum corrosionis praebent. Ergo, fibulae tuborum quae maximam partem circumferentiae tubi circumvolvunt, periculum maius quam fibulae apertae, quae superficiem contactus inter tubum et fibulam imminuunt, praebere solent. Technici sustentationis adiuvare possunt probabilitatem corrosionis rimarum damnum vel defectum causantis minuere, fibulas regulariter aperiendo et superficiem tubi ad corrosionem inspiciendo.
Corrosio foveolaris et fissurarum optime prohiberi potest eligendo aptam mixturam metallicam pro applicatione. Specificatores diligenter debitam adhibere debent ad optimum materialem tuborum eligendum ut periculum corrosionis minuatur, secundum ambitum operationis, condiciones processus et alias variabiles.
Ut designatores adiuvent in optima delectu materiae, valores PREN metallorum comparare possunt ad resistentiam eorum corrosionis localis determinandam. PREN ex compositione chemica mixturae, incluso contento chromii (Cr), molybdeni (Mo), et nitrogenii (N), computari potest, ut sequitur:
PREN crescit cum contento elementorum corrosioni resistentium chromii, molybdeni et nitrogenii in mixtura. Relatio PREN fundatur in temperatura critica corrosionis (CPT) – infima temperatura qua corrosio corrosionis observatur – pro variis chalybibus inoxidabilibus respectu compositionis chemicae. Essentialiter, PREN proportionalis est CPT. Ergo, maiores valores PREN maiorem resistentiam corrosionis indicant. Parvum incrementum in PREN tantum aequivalet parvo incrementi in CPT comparato cum mixtura, dum magnum incrementum in PREN significantem emendationem in effectu ad CPT significanter altius indicat.
Tabula 1 valores PREN variarum mixturarum metallicarum, quae in applicationibus olei et gasi maritimis vulgo adhibentur, comparat. Demonstrat quomodo specificatio resistentiam corrosionis significanter augere possit per selectionem mixturae tuborum altioris gradus. PREN paulum tantum augetur cum a chalybe inoxidabili 316 ad 317 transitur. Ad significantem augmentum efficaciae, chalybs inoxidabilis super austeniticus 6 Mo vel chalybs inoxidabilis super duplex 2507 idealiter adhibetur.
Maiores concentrationes niccoli (Ni) in chalybe inoxidabili etiam resistentiam corrosionis augent. Attamen, contentum niccoli in chalybe inoxidabili non est pars aequationis PREN. Quoquo modo, saepe utile est chalybes inoxidabiles cum maioribus concentrationibus niccoli specificare, cum hoc elementum adiuvat ad re-passivandum superficies quae signa corrosionis localis ostendunt. Nickel austenitam stabilizat et formationem martensitae impedit cum flectitur vel frigide trahitur tubus durus 1/8. Martensita est phasis crystallina non desiderata in metallis quae resistentiam chalybis inoxidabilis ad corrosionem localem necnon ad fissuras sub tensione chlorido inductas minuit. Contentum niccoli maius saltem 12% in 316/316L etiam desiderabile est pro applicationibus quae hydrogenium gasosum altae pressionis implicant. Minima concentratio niccoli requisita pro chalybe inoxidabili 316/316L in specificatione norma ASTM est 10%.
Corrosio localisata ubicumque in tubis in ambitu marino adhibitis oriri potest. Attamen corrosio foveolaris magis probabilis est in locis iam contaminatis occurrere, dum corrosio rimarum magis probabilis est in locis cum angustis intervallis inter tubum et ferramenta adfixionis. PREN ut fundamento utens, designator optimam mixturam tuborum eligere potest ut periculum cuiuslibet generis corrosionis localisatae minuatur.
Attamen, memento alias variabiles esse quae periculum corrosionis afficere possunt. Exempli gratia, temperatura resistentiam foveolatam chalybis inoxidabilis afficit. Pro climatibus marinis calidis, tubi chalybis inoxidabilis molybdeni super austenitici 6 vel 2507 super duplex serio considerandi sunt, quia hae materiae excellentem resistentiam corrosionis localis et fissurarum ex tensione chloridi habent. Pro climatibus frigidioribus, tubi 316/316L sufficere possunt, praesertim si historia usus prosperi constituta est.
Domini et operatores suggestuum maritimorum etiam gradus capere possunt ad periculum corrosionis post installationem tuborum minuendum. Tubos mundos servare et aqua recenti regulariter abluere debent ad periculum corrosionis foveolaris minuendum. Etiam technicos sustentationis fibulas tuborum aperire iubere debent per inspectiones cotidianas ad praesentiam corrosionis in rimas investigandam.
Gradibus supra descriptis secuti, domini et operatores suggestuum periculum corrosionis tuborum et effluxuum conexarum in ambitu marino minuere possunt, salutem et efficientiam augentes, dum periculum iacturae producti vel emissionum fugitivarum minuunt.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Acta Technologiae Petrolei (Acta Technologiae Petrolei) sunt praecipua acta Societatis Ingeniariorum Petrolei, quae summas et commentarios auctoritativos de progressibus in technologia explorationis et productionis, de rebus industriae olei et gasii, necnon de SPE et sodalibus eius praebens.