И покрај вродената отпорност на корозија на цевките од нерѓосувачки челик, цевките од нерѓосувачки челик инсталирани во морски средини се предмет на различни видови на корозија за време на нивниот очекуван век на употреба.Оваа корозија може да доведе до неизбежни емисии, загуби на производот и потенцијални ризици.Сопствениците и операторите на офшор платформи може да го намалат ризикот од корозија со наведување поцврсти материјали за цевки кои обезбедуваат подобра отпорност на корозија.Потоа, тие мора да бидат внимателни кога ги проверуваат линиите за хемиско вбризгување, хидрауличните и импулсните линии и ги обработуваат инструментите и инструментите за да се осигураат дека корозијата не го загрозува интегритетот на инсталираните цевки или ја загрозува безбедноста.
Локализирана корозија може да се најде на многу платформи, бродови, бродови и крајбрежни цевководи.Оваа корозија може да биде во форма на корозија со дупчиња или пукнатини, од кои било која може да го еродира ѕидот на цевката и да предизвика ослободување на течност.
Ризикот од корозија се зголемува како што се зголемува работната температура на апликацијата.Топлината може да го забрза разградувањето на заштитната надворешна пасивна оксидна фолија на цевката, а со тоа да промовира пробивање.
За жал, локализираната корозија на дупчиња и пукнатини е тешко да се открие, што го отежнува идентификувањето, предвидувањето и дизајнирањето на овие типови на корозија.Со оглед на овие ризици, сопствениците, операторите и назначените платформи мора да бидат внимателни при изборот на најдобриот материјал за цевководот за нивната примена.Изборот на материјалот е нивната прва линија на одбрана од корозија, така што правилното функционирање е многу важно.За среќа, тие можат да изберат многу едноставна, но многу ефикасна мерка за локализирана отпорност на корозија, еквивалентен број на отпорност на пробивање (PREN).Колку е поголема PREN вредноста на металот, толку е поголема неговата отпорност на локализирана корозија.
Оваа статија ќе погледне како да се идентификува корозијата на дупчињата и пукнатините, како и како да се оптимизира изборот на материјал за цевки за апликации за нафта и гас на море, врз основа на вредноста PREN на материјалот.
Локализирана корозија се јавува на мали површини во споредба со општата корозија, која е порамномерна над металната површина.На 316 цевките од не'рѓосувачки челик почнуваат да се формираат дупчиња и пукнатини кога надворешната пасивна оксидна фолија богата со хром на металот се распаѓа поради изложеност на корозивни течности, вклучително и солена вода.Морските средини богати со хлориди, како и високите температури, па дури и контаминацијата на површината на цевката, ја зголемуваат веројатноста за деградација на овој филм за пасивација.
дупчење Корозијата на дупчињата се јавува кога пасивациониот филм на дел од цевката се распаѓа, формирајќи мали шуплини или јами на површината на цевката.Ваквите јами најверојатно ќе растат како што продолжуваат електрохемиските реакции, како резултат на што железото во металот се раствора во раствор на дното на јамата.Раствореното железо потоа ќе се дифузира до врвот на јамата и ќе оксидира за да формира железен оксид или 'рѓа.Како што јамата се продлабочува, електрохемиските реакции се забрзуваат, корозијата се зголемува, што може да доведе до перфорација на ѕидот на цевката и да доведе до протекување.
Цевките се поподложни на дупчење ако нивната надворешна површина е контаминирана (слика 1).На пример, загадувачите од операциите на заварување и мелење може да го оштетат оксидниот слој на пасивација на цевката, со што се формира и забрзува дупчење.Истото важи и за едноставно справување со загадувањето од цевките.Покрај тоа, како што капките сол испаруваат, влажните кристали на сол што се формираат на цевките го штитат оксидниот слој и може да доведат до дупчење.За да ги спречите овие видови контаминација, одржувајте ги цевките чисти со редовно миење со свежа вода.
Слика 1. Цевката од нерѓосувачки челик 316/316L контаминирана со киселина, солена вода и други наслаги е многу подложна на дупчење.
корозија на пукнатините.Во повеќето случаи, дупчење може лесно да се открие од страна на операторот.Сепак, корозијата на пукнатините не е лесно да се открие и претставува поголем ризик за операторите и персоналот.Ова обично се случува на цевки кои имаат тесни празнини помеѓу околните материјали, како што се цевките што се држат на место со стеги или цевки кои се цврсто спакувани една до друга.Кога саламурата навлегува во пукнатината, со текот на времето, во оваа област се формира хемиски агресивен закиселен раствор на железен хлорид (FeCl3), што предизвикува забрзување на корозијата на пукнатините (сл. 2).Бидејќи пукнатината сама по себе го зголемува ризикот од корозија, корозија на пукнатините може да се случи на температури многу пониски од дупчење.
Слика 2 – Корозијата на пукнатините може да се развие помеѓу цевката и потпирачот на цевката (горе) и кога цевката е инсталирана блиску до други површини (долу) поради формирање на хемиски агресивен закиселен раствор на железен хлорид во јазот.
Корозијата на пукнатините обично симулира вдлабнување прво во јазот формиран помеѓу делот на цевката и јаката за поддршка на цевката.Меѓутоа, поради зголемувањето на концентрацијата на Fe++ во течноста внатре во фрактурата, почетната инка станува се поголема и поголема додека не ја покрие целата фрактура.На крајот на краиштата, корозијата на пукнатините може да доведе до перфорација на цевката.
Густите пукнатини претставуваат најголем ризик од корозија.Затоа, стегите за цевки кои заокружуваат поголем дел од обемот на цевката имаат тенденција да бидат поризични од отворените стеги, кои ја минимизираат површината за контакт помеѓу цевката и стегачот.Сервисните техничари можат да помогнат да се намалат шансите за оштетување или дефект од корозија на пукнатините со редовно отворање на стегите и проверка на површината на цевката за корозија.
Корозијата на дупчење и пукнатини може да се спречи со избирање на точната метална легура за апликацијата.Спецификаторите мора да вложат должно внимание при изборот на оптимален материјал за цевки за да го минимизираат ризикот од корозија во зависност од околината на процесот, условите на процесот и други променливи.
За да им помогнат на спецификаторите да го оптимизираат изборот на материјали, тие можат да ги споредат вредностите на PREN на металите за да ја одредат нивната отпорност на локализирана корозија.PREN може да се пресмета од хемијата на легурата, вклучувајќи ја содржината на хром (Cr), молибден (Mo) и азот (N), како што следува:
PREN се зголемува со содржината на елементите на хром, молибден и азот отпорни на корозија во легурата.Односот PREN се заснова на критичната температура на дупчење (CPT) - најниската температура на која се случува дупчење - за различни нерѓосувачки челици во зависност од хемискиот состав.Во суштина, PREN е пропорционален на CPT.Затоа, повисоките вредности на PREN укажуваат на поголема отпорност на дупчење.Мало зголемување на PREN е само еквивалентно на мало зголемување на CPT во споредба со легурата, додека големото зголемување на PREN укажува на значително подобрување во перформансите во однос на значително повисок CPT.
Табела 1 ги споредува вредностите на PREN за различни легури кои вообичаено се користат во офшорската индустрија за нафта и гас.Тоа покажува како спецификацијата може значително да ја подобри отпорноста на корозија со избирање на поквалитетна легура на цевки.PREN малку се зголемува од 316 SS на 317 SS.Super Austenitic 6 Mo SS или Super Duplex 2507 SS се идеални за значително зголемување на перформансите.
Повисоките концентрации на никел (Ni) во не'рѓосувачки челик исто така ја зголемуваат отпорноста на корозија.Сепак, содржината на никел од нерѓосувачки челик не е дел од равенката PREN.Во секој случај, често е поволно да се изберат нерѓосувачки челици со поголема содржина на никел, бидејќи овој елемент помага повторно да се пасивираат површините кои покажуваат знаци на локализирана корозија.Никелот го стабилизира устенитот и спречува формирање на мартензит при свиткување или ладно влечење 1/8 цврста цевка.Мартензитот е непожелна кристална фаза кај металите која ја намалува отпорноста на нерѓосувачкиот челик на локализирана корозија, како и напукнување на стрес предизвикано од хлорид.Поголемата содржина на никел од најмалку 12% во челикот 316/316L е исто така пожелна за примена на водороден гас под висок притисок.Минималната концентрација на никел потребна за не'рѓосувачки челик ASTM 316/316L е 10%.
Локализираната корозија може да се појави насекаде на цевките што се користат во морските средини.Сепак, дупчење е поверојатно да се случи во области кои се веќе контаминирани, додека корозија на пукнатините е поверојатно да се случи во области со тесни празнини помеѓу цевката и опремата за инсталација.Користејќи го PREN како основа, спецификаторот може да ја избере најдобрата легура на цевки за да го минимизира ризикот од каква било локализирана корозија.
Сепак, имајте на ум дека постојат и други променливи кои можат да влијаат на ризикот од корозија.На пример, температурата влијае на отпорноста на нерѓосувачки челик на дупчење.За топла поморска клима, треба сериозно да се разгледаат цевките од супер аустенитен челик 6 молибден или супер дуплекс 2507, бидејќи овие материјали имаат одлична отпорност на локализирана корозија и пукање со хлорид.За поладна клима, цевката 316/316L може да биде доволна, особено ако има историја на успешна употреба.
Сопствениците и операторите на офшор платформи можат исто така да преземат чекори за да го минимизираат ризикот од корозија откако ќе се инсталираат цевките.Тие треба да ги одржуваат цевките чисти и редовно да се мијат со свежа вода за да го намалат ризикот од дупчење.Тие, исто така, треба да имаат техничари за одржување отворени стеги за цевки за време на рутински прегледи за да проверат дали има корозија на пукнатините.
Следејќи ги горенаведените чекори, сопствениците и операторите на платформите можат да го намалат ризикот од корозија на цевките и поврзаните протекувања во морската средина, да ја подобрат безбедноста и ефикасноста и да ја намалат шансата за губење на производот или неизбежни емисии.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Журналот за нафтена технологија е водечко списание на Друштвото на нафтени инженери, кое содржи авторитативни резимеа и написи за напредокот во технологијата нагоре, прашањата за нафтената и гасната индустрија и вести за SPE и нејзините членови.