Trotz der inherenter Korrosiounsbeständegkeet vun Edelstahlleitungen erliewen Edelstahlleitungen, déi a Marineëmfeld installéiert sinn, während hirer erwaarter Liewensdauer verschidden Aarte vu Korrosioun. Dës Korrosioun kann zu flüchtegen Emissiounen, Produktverloscht a potenziellen Risiken féieren. Offshore-Plattformbesëtzer an -Betreiber kënnen de Risiko vu Korrosioun reduzéieren, andeems se méi staark Päifmaterialien uginn, déi eng besser Korrosiounsbeständegkeet bidden. Duerno musse si waakreg bleiwen, wann se chemesch Injektiouns-, hydraulesch an Impulsleitungen, souwéi Prozessinstrumenter a Sensorausrüstung iwwerpréiwen, fir sécherzestellen, datt d'Korrosioun d'Integritéit vun den installéierte Päifleitungen net menacéiert an d'Sécherheet net a Gefor bréngt.
Lokal Korrosioun kann op ville Plattformen, Schëffer, Schëffer a Päifleitungen an Offshore-Anlagen fonnt ginn. Dës Korrosioun kann a Form vu Grëffkorrosioun oder Spaltkorrosioun sinn, déi béid d'Päifwand erodéiere kënnen a Flëssegkeetsfräisetzung verursaache kënnen.
De Risiko vu Korrosioun ass méi grouss wann d'Betribstemperatur vun der Applikatioun eropgeet. Hëtzt kann d'Zerstéierung vum schützende baussenzege passive Oxidfilm vum Rouer beschleunegen an doduerch d'Bildung vu Grëffkorrosioun förderen.
Leider kënne lokaliséiert Pitting- a Spaltkorrosioun schwéier z'entdecken sinn, wouduerch dës Zorte vu Korrosioun méi schwéier z'identifizéieren, virauszesoen an ze designéieren sinn. Wéinst dëse Risiken sollten d'Plattformbesëtzer, d'Betreiber an d'Designéiert virsiichteg sinn, wa se dat bescht Päifmaterial fir hir Uwendung auswielen. D'Materialauswiel ass hir éischt Verteidegungslinn géint Korrosioun, dofir ass et wichteg, et richteg ze maachen. Glécklecherweis kënne si mat engem ganz einfache awer ganz effektive Mooss fir lokaliséiert Korrosiounsbeständegkeet wielen, dem Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). Wat méi héich de PREN-Wäert vun engem Metall ass, wat méi héich seng Widderstandsfäegkeet géint lokaliséiert Korrosioun ass.
Dësen Artikel wäert iwwerpréiwen, wéi een Pitting- a Spaltkorrosioun identifizéiert a wéi d'Auswiel vu Réiermaterial fir Offshore-Ueleg- a Gasapplikatiounen op Basis vum PREN-Wäert vum Material optimiséiert ka ginn.
Lokal Korrosioun trëtt a klenge Beräicher op am Verglach mat allgemenger Korrosioun, déi méi gläichméisseg op der Metalluewerfläch ass. Grotkorrosioun a Spaltkorrosioun fänken un, sech op 316 Edelstahlrohre ze bilden, wann de baussenzege chromräiche passive Oxidfilm vum Metall duerch Belaaschtung mat korrosive Flëssegkeeten, dorënner Salzwaasser, brécht. Chloridräich Offshore- a Onshore-Mieresëmfeld, souwéi héich Temperaturen a souguer Kontaminatioun vun der Réieruewerfläch, erhéijen de Potenzial fir eng Degradatioun vun dësem Passivatiounsfilm.
Pitting. Pittingkorrosioun geschitt wann de Passivatiounsfilm op engem Stéck Rouer zerstéiert gëtt, wouduerch kleng Kavitéiten oder Lächer op der Uewerfläch vum Rouer entstinn. Sou Lächer wuessen wahrscheinlech wann elektrochemesch Reaktiounen optrieden, wouduerch d'Eisen am Metall sech an der Léisung um Buedem vum Gruef opléist. Dat opgeléist Eisen diffundéiert dann no uewen vum Gruef an oxidéiert fir Eisenoxid oder Rost ze bilden. Wann de Gruef méi déif gëtt, beschleunegen sech d'elektrochemesch Reaktiounen, d'Korrosioun intensivéiert sech a kann zu enger Perforatioun vun der Rouerwand a Leckage féieren.
Réier si méi ufälleg fir Grëffkorrosioun, wann hir baussenzeg Uewerfläch kontaminéiert ass (Figur 1). Zum Beispill kann Kontaminatioun duerch Schweess- a Schleifoperatiounen d'passivéierend Oxidschicht vum Réier beschiedegen, wouduerch Grëffkorrosioun entsteet a beschleunegt gëtt. Datselwecht gëllt fir den Ëmgang mat Kontaminatioun vu Réier. Zousätzlech, wann d'Salzlake-Drëpsen verdampfen, maachen naass Salzkristaller, déi sech op de Réier bilden, datselwecht fir d'Oxidschicht ze schützen a kënnen zu Grëffkorrosioun féieren. Fir dës Zorte vu Kontaminatioun ze vermeiden, haalt Är Réier propper andeems Dir se regelméisseg mat frëschem Waasser spült.
Figur 1 – Edelstahlrohr 316/316L, déi mat Säure, Salzlake an aner Oflagerungen kontaminéiert ass, ass héich ufälleg fir Grëffkorrosioun.
Spaltkorrosioun. An de meeschte Fäll kann d'Gräifkorrosioun vum Bedreiwer einfach erkannt ginn. Spaltkorrosioun ass awer net einfach z'entdecken a stellt e méi héije Risiko fir Bedreiwer a Personal duer. Si trëtt normalerweis op Päifen op, déi enk Plazen tëscht den Ëmgéigendmaterialien hunn, wéi zum Beispill Päifen, déi mat Klammeren oder Päifen, déi enk niewentenee installéiert sinn, fest gehalen sinn. Wann Salzlake an d'Spalt sickert, bilt sech mat der Zäit eng chemesch aggressiv versäurzt Eisenchlorid (FeCl3) Léisung an der Géigend, déi eng beschleunegt Spaltkorrosioun verursaacht (Figur 2). Well d'Spalten selwer de Risiko vu Korrosioun erhéijen, kann d'Spaltkorrosioun bei Temperaturen optrieden, déi vill méi niddreg si wéi d'Gräifkorrosioun.
Figur 2 – Spaltkorrosioun kann tëscht dem Päif an der Päifënnerstëtzung (uewen) a wann d'Päif no bei aneren Uewerflächen (ënnen) installéiert gëtt, entstoen, wéinst der Bildung vun enger chemesch aggressiver versäurter Eisen(III)chlorid-Léisung an der Spalt.
Spaltkorrosioun simuléiert normalerweis als éischt d'Gräifkorrosioun an der Spalt, déi tëscht engem Stéck Rouer an der Rouerhalterklammer entsteet. Wéinst der zouhuelender Fe++-Konzentratioun an der Flëssegkeet am Broch gëtt den ufängleche Krater awer ëmmer méi grouss, bis en de ganze Broch ofdeckt. Schlussendlech kann d'Spaltkorrosioun d'Rouer perforéieren.
Enk Rëss stellen de gréisste Risiko fir Korrosioun duer. Dofir stellen Päifschellen, déi sech ëm de gréissten Deel vum Rouerëmfang wéckelen, e méi héije Risiko duer wéi oppe Schellen, déi d'Kontaktfläch tëscht dem Rouer an der Schellen miniméieren. Ënnerhaltstechniker kënnen hëllefen, d'Wahrscheinlechkeet vun enger Spaltkorrosioun ze reduzéieren, déi Schied oder Versoen verursaacht, andeems se d'Schellen reegelméisseg opmaachen an d'Uewerfläch vum Rouer op Korrosioun iwwerpréiwen.
Gräifkorrosioun a Spaltkorrosioun kënne am beschte verhënnert ginn, andeems déi richteg Metalllegierung fir d'Applikatioun gewielt gëtt. Spezifikatiounsleit sollten déi néideg Suergfalt beweisen, fir dat optimalt Päifmaterial ze wielen, fir de Risiko vu Korrosioun op Basis vun der Betribsëmfeld, de Prozessbedingungen an aner Variablen ze minimiséieren.
Fir Spezifikatiounsleit ze hëllefen, d'Materialauswiel ze optimiséieren, kënne si d'PREN-Wäerter vu Metaller vergläichen, fir hir Resistenz géint lokal Korrosioun ze bestëmmen. De PREN kann aus der chemescher Zesummesetzung vun der Legierung berechent ginn, inklusiv sengem Chrom- (Cr), Molybdän- (Mo) a Stickstoff- (N)-Gehalt, wéi follegt:
PREN klëmmt mam Gehalt vun de korrosiounsbeständegen Elementer Chrom, Molybdän a Stickstoff an der Legierung. D'PREN-Bezéiung baséiert op der kritescher Pittingtemperatur (CPT) - der niddregster Temperatur, bei där Pittingkorrosioun observéiert gëtt - fir verschidde rostfrei Stolz a Bezuch op hir chemesch Zesummesetzung. Am Fong ass PREN proportional zum CPT. Dofir weisen méi héich PREN-Wäerter op eng méi héich Pittingresistenz hin. Eng kleng Erhéijung vum PREN ass nëmmen gläichwäerteg mat enger klenger Erhéijung vum CPT am Verglach mat der Legierung, während eng grouss Erhéijung vum PREN op eng bedeitend Verbesserung vun der Leeschtung zu engem däitlech méi héije CPT hiweist.
Tabelle 1 vergläicht d'PREN-Wäerter vu verschiddene Legierungen, déi allgemeng an Offshore-Ueleg- a Gasapplikatioune benotzt ginn. Si weist, wéi d'Spezifikatioun d'Korrosiounsbeständegkeet däitlech verbessere kann, andeems eng méi héichqualitativ Päiflegierung ausgewielt gëtt. De PREN klëmmt nëmme liicht beim Iwwergank vun 316 op 317 Edelstol. Fir eng bedeitend Leeschtungserhéijung gëtt idealerweis 6 Mo superaustenitescht Edelstol oder 2507 superduplex Edelstol benotzt.
Méi héich Konzentratioune vun Néckel (Ni) an Edelstol verbesseren och d'Korrosiounsbeständegkeet. Den Néckelgehalt vun Edelstol ass awer net Deel vun der PREN-Equatioun. Jiddefalls ass et dacks virdeelhaft, Edelstoler mat méi héijen Néckelkonzentratiounen ze spezifizéieren, well dëst Element hëlleft, Uewerflächen, déi Zeeche vu lokaliséierter Korrosioun weisen, nei ze passivéieren. Néckel stabiliséiert Austenit a verhënnert d'Bildung vu Martensit beim Béien oder Kaltzéie vun 1/8-Hartpäifen. Martensit ass eng ongewollt kristallin Phas a Metaller, déi d'Bestandheet vum Edelstol géint lokaliséiert Korrosioun souwéi géint Chlorid-induzéiert Spannungsrëss reduzéiert. En héije Néckelgehalt vun op d'mannst 12% an 316/316L ass och wënschenswäert fir Uwendungen, déi gasfërmeg Waasserstoff ënner héijem Drock involvéieren. Déi minimal Néckelkonzentratioun, déi fir 316/316L Edelstol an der ASTM-Standardspezifikatioun erfuerderlech ass, ass 10%.
Lokal Korrosioun kann iwwerall op Päifen optrieden, déi a maritime Ëmfeld benotzt ginn. Wéi och ëmmer, Pittingkorrosioun ass méi wahrscheinlech a Beräicher opzetrieden, déi scho kontaminéiert sinn, während Spaltkorrosioun méi wahrscheinlech a Beräicher mat schmuele Spalten tëscht dem Päif an der Montagematerial optrieden. Mat PREN als Basis kann de Spezifikatiounssteller déi bescht Päiflegierung auswielen, fir de Risiko vun all Zort vu lokaler Korrosioun ze minimiséieren.
Allerdéngs sollt een am Kapp behalen, datt et aner Variablen gëtt, déi de Korrosiounsrisiko beaflosse kënnen. Zum Beispill beaflosst d'Temperatur d'Gräifwidderstandsfäegkeet vun Edelstol. Fir waarmt Mierklima sollten 6-Molybdän-Superaustenit- oder 2507-Superduplex-Edelstolrohre eescht iwwerluecht ginn, well dës Materialien eng exzellent Widderstandsfäegkeet géint lokal Korrosioun a Chlorid-Spannungsrëss hunn. Fir méi kill Klima kënnen 316/316L-Rohre duergoen, besonnesch wann eng Geschicht vun erfollegräicher Benotzung etabléiert gouf.
Besëtzer an Betreiber vun Offshore-Plattforme kënnen och Schrëtt ënnerhuelen, fir de Risiko vu Korrosioun no der Installatioun vun de Réier ze minimiséieren. Si sollten d'Réier propper halen a reegelméisseg mat frëschem Waasser spullen, fir de Risiko vu Grëffkorrosioun ze reduzéieren. Si sollten och Ënnerhaltstechniker d'Réierklammeren während de Routineinspektiounen opmaachen loossen, fir no Spaltkorrosioun ze sichen.
Nom uewe beschriwwenen Schrëtt kënnen d'Plattformbesëtzer an d'Betreiber de Risiko vu Réierkorrosioun a verwandte Leckagen a maritime Ëmfeld reduzéieren, wouduerch d'Sécherheet an d'Effizienz verbessert ginn, wärend gläichzäiteg d'Chance vu Produktverloscht oder der Verëffentlechung vu flüchtege Emissiounen reduzéiert gëtt.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
De Journal of Petroleum Technology ass d'Haaptzäitschrëft vun der Society of Petroleum Engineers a liwwert autoritär Briefs a Features iwwer Fortschrëtter an der Exploratiouns- a Produktiounstechnologie, Themen aus der Ueleg- a Gasindustrie, an Neiegkeeten iwwer SPE a seng Memberen.