Зэвэрдэггүй ган хоолойнууд нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг ч далайн орчинд суурилуулсан зэвэрдэггүй ган хоолойнууд ашиглалтын хугацаандаа янз бүрийн төрлийн зэврэлтэд өртдөг. Энэхүү зэврэлт нь гадагшлах утаа, бүтээгдэхүүний алдагдал, болзошгүй эрсдэлд хүргэж болзошгүй. Далайн эргийн платформын эзэмшигчид болон операторууд зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй байдлыг хангадаг илүү бат бөх хоолойн материалыг тодорхойлсноор зэврэлтийн эрсдлийг бууруулж чадна. Үүний дараа тэд химийн тарилга, гидравлик болон импульсийн шугам, процессын багаж хэрэгсэл, мэдрэгч төхөөрөмжийг шалгахдаа зэврэлт нь суурилуулсан хоолойн бүрэн бүтэн байдалд заналхийлж, аюулгүй байдлыг алдагдуулахгүй байхыг баталгаажуулах ёстой.
Орон нутгийн зэврэлтийг олон тавцан, хөлөг онгоц, усан онгоц, далайн эргийн байгууламжийн хоолойд олж болно. Энэхүү зэврэлт нь нүх сүв эсвэл ан цавын зэврэлт хэлбэрээр байж болох бөгөөд аль аль нь хоолойн ханыг элэгдэж, шингэн ялгарахад хүргэдэг.
Хэрэглээний ажлын температур нэмэгдэхэд зэврэлтийн эрсдэл нэмэгддэг. Дулаан нь хоолойн гаднах хамгаалалтын идэвхгүй исэл хальсыг устгах ажлыг хурдасгаж, улмаар нүх сүвний зэврэлт үүсэхийг дэмждэг.
Харамсалтай нь орон нутгийн хонхорхой болон завсрын зэврэлтийг илрүүлэхэд хэцүү байж болох тул эдгээр төрлийн зэврэлтийг тодорхойлох, урьдчилан таамаглах, зохион бүтээхэд илүү хэцүү болгодог. Эдгээр эрсдэлийг харгалзан үзвэл платформын эзэд, операторууд болон томилогдсон хүмүүс хэрэглээндээ хамгийн сайн хоолойн материалыг сонгохдоо болгоомжтой байх хэрэгтэй. Материалын сонголт нь зэврэлтээс хамгаалах эхний шугам тул зөв хийх нь чухал юм. Аз болоход тэд орон нутгийн зэврэлтээс хамгаалах маш энгийн боловч маш үр дүнтэй хэмжүүр болох хонхорхойн эсэргүүцлийн эквивалент тоо (PREN)-ийг ашиглан сонголт хийх боломжтой. Металлын PREN утга өндөр байх тусам орон нутгийн зэврэлтээс хамгаалах чадвар өндөр байдаг.
Энэ нийтлэлд нүх сүв болон ан цавын зэврэлтийг хэрхэн тодорхойлох, мөн материалын PREN утга дээр үндэслэн далайн эргийн газрын тос, хийн хэрэглээнд зориулсан хоолойн материалын сонголтыг хэрхэн оновчтой болгох талаар авч үзэх болно.
Металлын гадаргуу дээр илүү жигд байдаг ерөнхий зэврэлтээс ялгаатай нь орон нутгийн зэврэлт нь жижиг хэсгүүдэд тохиолддог. Давстай ус зэрэг идэмхий шингэнд өртсөний улмаас металлын гаднах хромоор баялаг идэвхгүй исэл хальс хагарахад 316 зэвэрдэггүй ган хоолой дээр нүх сүв, ан цав зэврэлт үүсч эхэлдэг. Хлоридоор баялаг далайн болон далайн орчин, түүнчлэн хоолойн гадаргуугийн өндөр температур, тэр ч байтугай бохирдол нь энэхүү идэвхгүй хальсны задралын магадлалыг нэмэгдүүлдэг.
Нүхжилт. Нүхжилтийн зэврэлт нь хоолойн урт дээрх идэвхгүй хальс устаж, хоолойн гадаргуу дээр жижиг хөндий эсвэл нүх үүсгэх үед үүсдэг. Ийм нүхнүүд нь электрохимийн урвал явагдах үед томрох магадлалтай бөгөөд энэ нь металл дахь төмөр нь нүхний ёроолд уусмалд уусахад хүргэдэг. Дараа нь ууссан төмөр нь нүхний дээд хэсэгт тархаж, исэлдэж төмрийн исэл эсвэл зэв үүсгэдэг. Нүх гүнзгийрэх тусам электрохимийн урвал хурдасч, зэврэлт эрчимжиж, хоолойн ханыг цоорох, гоожиход хүргэдэг.
Хоолойн гаднах гадаргуу нь бохирдсон үед нүх сүвний зэврэлтэд илүү өртөмтгий байдаг (Зураг 1). Жишээлбэл, гагнуур болон нунтаглах үйл ажиллагааны бохирдол нь хоолойн идэвхгүй исэл давхаргыг гэмтээж, улмаар нүх сүвний зэврэлтийг үүсгэж, хурдасгадаг. Хоолойноос бохирдлыг арилгахад ч мөн адил хамаарна. Нэмж дурдахад, давсны уусмалын дуслууд уурших үед хоолой дээр үүссэн нойтон давсны талстууд нь исэл давхаргыг хамгаалахын тулд мөн адил үйлдэл хийж, нүх сүвний зэврэлтэд хүргэдэг. Эдгээр төрлийн бохирдлоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд хоолойгоо цэвэр усаар тогтмол зайлж цэвэр байлгаарай.
Зураг 1 – Хүчил, давсны уусмал болон бусад тунадасаар бохирдсон 316/316L зэвэрдэггүй ган хоолой нь зэврэлтэнд маш өртөмтгий байдаг.
ан цавын зэврэлт. Ихэнх тохиолдолд нүх сүвийг оператор амархан тодорхойлж болно. Гэсэн хэдий ч ан цавын зэврэлтийг илрүүлэхэд амаргүй бөгөөд операторууд болон ажилтнуудад илүү их эрсдэл учруулдаг. Энэ нь ихэвчлэн хавчаараар бэхлэгдсэн хоолой эсвэл зэрэгцүүлэн нягт суурилуулсан хоолой гэх мэт эргэн тойрон дахь материалын хооронд нягт зайтай хоолой дээр тохиолддог. Давсны уусмал ан цав руу нэвчих үед химийн түрэмгий хүчиллэгжүүлсэн төмрийн хлорид (FeCl3) уусмал цаг хугацааны явцад үүсч, ан цавын зэврэлтийг хурдасгадаг (Зураг 2). Ан цав нь өөрөө зэврэлтийн эрсдлийг нэмэгдүүлдэг тул ан цавын зэврэлт нь нүх сүвний зэврэлтээс хамаагүй бага температурт үүсч болно.
Зураг 2 – Хоолой болон хоолойн тулгуурын хооронд (дээд хэсэг) болон хоолойг бусад гадаргуутай ойрхон суурилуулах үед (доод хэсэг) завсарт химийн түрэмгий хүчиллэгжүүлсэн төмрийн хлоридын уусмал үүссэний улмаас завсар зэврэлт үүсч болно.
Ан цавын зэврэлт нь ихэвчлэн хоолойн урт болон хоолойн тулгуур хавчаарын хооронд үүссэн ан цавд эхлээд нүх сүвний зэврэлтийг дуурайдаг. Гэсэн хэдий ч ан цавын доторх шингэн дэх Fe++-ийн концентраци нэмэгдэж байгаатай холбоотойгоор анхны тогоо нь ан цавыг бүхэлд нь бүрхэх хүртэл улам томорч байдаг. Эцсийн эцэст ан цавын зэврэлт нь хоолойг цоолдог.
Хагархай нягт нь зэврэлтийн хамгийн том эрсдэл юм. Тиймээс хоолойн тойргийн ихэнх хэсгийг ороосон хоолойн хавчаар нь хоолой болон хавчаарын хоорондох холбоо барих гадаргууг багасгадаг нээлттэй хавчаараас илүү их эрсдэл учруулах хандлагатай байдаг. Засвар үйлчилгээний техникчид хавчаарыг тогтмол нээж, хоолойн гадаргууг зэврэлт байгаа эсэхийг шалгаснаар завсрын зэврэлтээс үүдэлтэй гэмтэл, эвдрэл үүсэх магадлалыг бууруулахад тусалж чадна.
Хэрэглээнд тохирох металл хайлшийг сонгосноор нүх сүв болон ан цавын зэврэлтээс хамгийн сайн урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Тодорхойлогчид ашиглалтын орчин, үйл явцын нөхцөл болон бусад хувьсагч дээр үндэслэн зэврэлтийн эрсдлийг багасгахын тулд оновчтой хоолойн материалыг сонгохын тулд зохих ёсоор нямбай ажиллах хэрэгтэй.
Тодорхойлогчдод материалын сонголтыг оновчтой болгоход нь туслахын тулд тэд металлын PREN утгыг харьцуулж, орон нутгийн зэврэлтэд тэсвэртэй байдлыг тодорхойлж болно. PREN-ийг хайлшийн химийн найрлага, түүний дотор хром (Cr), молибден (Mo), азот (N)-ийн агууламжаас дараах байдлаар тооцоолж болно.
PREN нь хайлшин дахь зэврэлтэнд тэсвэртэй хром, молибден, азотын элементүүдийн агууламжтай хамт нэмэгддэг. PREN хамаарал нь янз бүрийн зэвэрдэггүй гангийн хувьд химийн найрлагатай холбоотойгоор цоорхой үүсэх хамгийн бага температур болох цоорхой үүсэх чухал температур (CPT) дээр суурилдаг. Үндсэндээ PREN нь CPT-тэй пропорциональ байдаг. Тиймээс PREN-ийн өндөр утга нь цоорхой үүсэх эсэргүүцэл өндөр байгааг илтгэнэ. PREN-ийн бага зэрэг өсөлт нь хайлштай харьцуулахад CPT-ийн бага зэрэг өсөлттэй тэнцүү бол PREN-ийн их хэмжээгээр өсөлт нь гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц сайжирч, CPT-ийн мэдэгдэхүйц өндөр байгааг илтгэнэ.
Хүснэгт 1-т далайн эргийн газрын тос, байгалийн хийн хэрэглээнд түгээмэл хэрэглэгддэг янз бүрийн хайлшийн PREN утгыг харьцуулсан болно. Энэ нь өндөр зэрэглэлийн хоолойн хайлшийг сонгосноор техникийн үзүүлэлтүүд нь зэврэлтээс хамгаалах чадварыг хэрхэн мэдэгдэхүйц сайжруулж болохыг харуулж байна. 316-аас 317 зэвэрдэггүй ган руу шилжих үед PREN нь бага зэрэг нэмэгддэг. Гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхийн тулд 6 Mo супер аустенит зэвэрдэггүй ган эсвэл 2507 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган ашиглах нь хамгийн тохиромжтой.
Зэвэрдэггүй ган дахь никелийн (Ni) өндөр агууламж нь зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч зэвэрдэггүй гангийн никелийн агууламж нь PREN тэгшитгэлийн нэг хэсэг биш юм. Ямар ч тохиолдолд никелийн өндөр агууламжтай зэвэрдэггүй ганг тодорхойлох нь ихэвчлэн ашигтай байдаг, учир нь энэ элемент нь орон нутгийн зэврэлтийн шинж тэмдэг илэрсэн гадаргууг дахин идэвхгүйжүүлэхэд тусалдаг. Никель нь аустенитийг тогтворжуулж, нугалах эсвэл 1/8 хатуу хоолойг хүйтэн зурах үед мартенсит үүсэхээс сэргийлдэг. Мартенсит нь металл дахь хүсээгүй талст фаз бөгөөд зэвэрдэггүй гангийн орон нутгийн зэврэлтэд тэсвэртэй байдлыг, мөн хлоридын өдөөгдсөн стресс хагарлыг бууруулдаг. 316/316L-д 12%-иас багагүй никелийн агууламж өндөр байх нь өндөр даралттай хийн устөрөгчтэй холбоотой хэрэглээнд мөн тохиромжтой. ASTM стандартын тодорхойлолтод 316/316L зэвэрдэггүй ганд шаардлагатай хамгийн бага никелийн агууламж нь 10% байдаг.
Далайн орчинд ашигладаг хоолойнууд дээр орон нутгийн зэврэлт хаана ч тохиолдож болно. Гэсэн хэдий ч нүхний зэврэлт нь аль хэдийн бохирдсон хэсэгт илүү их тохиолддог бол завсрын зэврэлт нь хоолой болон угсралтын тоног төхөөрөмжийн хооронд нарийн зайтай хэсэгт илүү их тохиолддог. PREN-ийг үндэс болгон ашигласнаар тодорхойлогч нь орон нутгийн зэврэлтийн эрсдлийг багасгахын тулд хамгийн сайн хоолойн хайлшийг сонгож болно.
Гэсэн хэдий ч зэврэлтийн эрсдэлд нөлөөлж болох бусад хувьсагчууд байдгийг санаарай. Жишээлбэл, температур нь зэвэрдэггүй гангийн нүх сүвлэх эсэргүүцэлд нөлөөлдөг. Халуун далайн уур амьсгалд 6 молибден супер аустенит эсвэл 2507 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган хоолойг нухацтай авч үзэх хэрэгтэй, учир нь эдгээр материалууд нь орон нутгийн зэврэлт болон хлоридын стресс хагаралд маш сайн тэсвэртэй байдаг. Сэрүүн уур амьсгалд 316/316L хоолой хангалттай байж болох юм, ялангуяа амжилттай ашигласан түүхтэй бол.
Далайн эргийн тавцангийн эзэмшигчид болон операторууд хоолойг суурилуулсны дараа зэврэлтийн эрсдлийг багасгах арга хэмжээ авч болно. Тэд нүх сүвний зэврэлтийн эрсдлийг бууруулахын тулд хоолойг цэвэр байлгаж, цэвэр усаар тогтмол угаах хэрэгтэй. Мөн тэд ердийн үзлэгийн үеэр засвар үйлчилгээний техникчдээр завсрын зэврэлт байгаа эсэхийг шалгахын тулд хоолойн хавчаарыг онгойлгох хэрэгтэй.
Дээр дурдсан алхмуудыг дагаж мөрдвөл платформ эзэмшигчид болон операторууд далайн орчинд хоолойн зэврэлт болон түүнтэй холбоотой гоожих эрсдэлийг бууруулж, аюулгүй байдал, үр ашгийг дээшлүүлэхийн зэрэгцээ бүтээгдэхүүн алдагдах эсвэл хий ялгаруулах магадлалыг бууруулж чадна.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Газрын тосны технологийн сэтгүүл нь Газрын тосны инженерүүдийн нийгэмлэгийн тэргүүлэх сэтгүүл бөгөөд хайгуул, олборлолтын технологийн дэвшил, газрын тос, байгалийн хийн салбарын асуудлууд, SPE болон түүний гишүүдийн талаарх мэдээ, мэдээллийн талаарх эрх бүхий товч мэдээлэл, нийтлэлүүдийг хүргэдэг.