Зэвэрдэггүй ган хоолойнууд нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг ч далайн орчинд суурилуулсан зэвэрдэггүй ган хоолойнууд нь ашиглалтын хугацаандаа янз бүрийн төрлийн зэврэлтэнд 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 шахах шугам, гидравлик болон импульсийн шугам, процессын багаж хэрэгсэл, багаж хэрэгслийг шалгахдаа зэврэлт нь суурилуулсан хоолойн бүрэн бүтэн байдалд заналхийлэхгүй эсвэл аюулгүй байдлыг алдагдуулахгүй байхыг баталгаажуулахдаа сонор сэрэмжтэй байх ёстой.
Орон нутгийн зэврэлтийг олон тавцан, хөлөг онгоц, усан онгоц болон далайн эргийн шугам 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 нэмэгдэхийн хэрээр зэврэлтийн эрсдэл нэмэгддэг. Дулаан нь хоолойн гадна талын хамгаалалтын идэвхгүй исэл хальсны задралыг хурдасгаж, улмаар нүхжилтийг нэмэгдүүлдэг.
Харамсалтай нь орон нутгийн хонхорхой болон ан цавын зэврэлтийг илрүүлэхэд хэцүү байдаг тул эдгээр төрлийн зэврэлтийг тодорхойлох, урьдчилан таамаглах, зохион бүтээхэд хэцүү болгодог. Эдгээр эрсдэлийг харгалзан үзвэл платформын эзэд, операторууд болон томилогдсон хүмүүс хэрэглээндээ хамгийн сайн дамжуулах хоолойн материалыг сонгохдоо болгоомжтой байх ёстой. Материалын сонголт нь зэврэлтээс хамгаалах эхний шугам тул зөв хийх нь маш чухал юм. Аз болоход тэд орон нутгийн зэврэлтээс хамгаалах маш энгийн боловч маш үр дүнтэй хэмжүүр болох хонхорхойн эсэргүүцлийн эквивалент тоог (PREN) сонгож чадна. 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 задарч, 316 зэвэрдэггүй ган хоолой дээр нүх сүв, ан цав зэврэлт үүсч эхэлдэг. Хлоридоор баялаг далайн орчин, түүнчлэн хоолойн гадаргуугийн өндөр температур, тэр ч байтугай бохирдол нь энэхүү идэвхгүй хальсны задралын магадлалыг нэмэгдүүлдэг.
Ховил үүсэх Ховил үүсэх зэврэлт нь хоолойн хэсэг дээрх идэвхгүй хальс задарч, хоолойн гадаргуу дээр жижиг хөндий эсвэл нүх үүсэх үед үүсдэг. Ийм нүхнүүд нь электрохимийн урвал явагдах тусам ургах магадлалтай бөгөөд үүний үр дүнд металл дахь төмөр нь нүхний ёроолд уусмалд уусдаг. Дараа нь ууссан төмөр нь нүхний дээд хэсэгт тархаж, исэлдэж төмрийн исэл эсвэл зэв үүсгэдэг. Нүх гүнзгийрэх тусам электрохимийн урвал хурдасч, зэврэлт нэмэгдэж, энэ нь хоолойн ханыг цоорох, гоожиход хүргэдэг.
Хоолойн гаднах гадаргуу нь бохирдсон тохиолдолд нүх сүв үүсэхэд илүү өртөмтгий байдаг (Зураг 1). Жишээлбэл, гагнуур болон нунтаглах үйл ажиллагааны бохирдол нь хоолойн идэвхгүй ислийн давхаргыг гэмтээж, улмаар нүх сүв үүсэхийг хурдасгадаг. Хоолойноос үүдэлтэй бохирдлыг арилгахад ч мөн адил хамаарна. Үүнээс гадна, давсны дуслууд уурших үед хоолой дээр үүссэн нойтон давсны талстууд нь ислийн давхаргыг хамгаалж, нүх сүв үүсэхэд 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 нүх сүв үүсгэхэд маш мэдрэмтгий байдаг.
ан цавын зэврэлт. Ихэнх тохиолдолд нүх сүвийг оператор амархан илрүүлж болно. Гэсэн хэдий ч ан цавын зэврэлтийг илрүүлэхэд хялбар биш бөгөөд операторууд болон ажилтнуудад илүү их эрсдэл учруулдаг. Энэ нь ихэвчлэн хавчаараар бэхлэгдсэн хоолой эсвэл бие биенийхээ хажууд нягт байрлуулсан хоолой гэх мэт эргэн тойрон дахь материалын хооронд нарийн зайтай хоолой дээр тохиолддог. Давсны уусмал ан цав руу нэвчих үед цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ хэсэгт химийн түрэмгий хүчиллэгжүүлсэн төмрийн хлоридын уусмал (FeCl3) үүсдэг бөгөөд энэ нь ан цавын зэврэлтийг хурдасгадаг (Зураг 2). Ан цав нь өөрөө зэврэлтийн эрсдлийг нэмэгдүүлдэг тул ан цавын зэврэлт нь нүх сүвээс хамаагүй бага температурт үүсч болно.
Зураг 2 – Хоолой болон хоолойн тулгуурын хооронд (дээд хэсэг) болон хоолойг бусад гадаргуутай ойрхон суурилуулах үед (доод хэсэг) завсарт төмрийн хлоридын химийн түрэмгий хүчиллэгжүүлсэн уусмал үүссэний улмаас завсар зэврэлт үүсч болно.
Ан цавын зэврэлт нь ихэвчлэн хоолойн хэсэг болон хоолойн тулгуур хүзүүвчний хооронд үүссэн зайд эхлээд нүх үүсэхийг дуурайдаг. Гэсэн хэдий ч ан цавын доторх шингэн дэх Fe++-ийн концентраци нэмэгдсэний улмаас анхны юүлүүр нь ан цавыг бүхэлд нь бүрхэх хүртэл улам томордог. Эцсийн эцэст ан цавын зэврэлт нь хоолойг цоороход хүргэдэг.
Нягт хагарал нь зэврэлтийн хамгийн том эрсдэлийг илэрхийлдэг. Тиймээс хоолойн тойргийн ихэнх хэсгийг тойрсон хоолойн хавчаар нь хоолой болон хавчаарын хоорондох холбоо барих гадаргууг багасгадаг нээлттэй хавчаараас илүү эрсдэлтэй байдаг. Үйлчилгээний техникчид хавчаарыг тогтмол нээж, хоолойн гадаргууг зэврэлт байгаа эсэхийг шалгаснаар завсрын зэврэлтээс үүдэлтэй гэмтэл эсвэл эвдрэлийн магадлалыг бууруулахад тусалж чадна.
Хэрэглээнд тохирох металл хайлшийг сонгосноор нүх сүв болон ан цав үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Тодорхойлогчид нь процессын орчин, процессын нөхцөл болон бусад хувьсагчаас хамааран зэврэлтийн эрсдлийг багасгахын тулд оновчтой хоолойн материалыг сонгохдоо зохих ёсоор нямбай хандах ёстой.
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 хром, молибден, азотын зэврэлтэд тэсвэртэй элементүүдийн агууламжтай хамт нэмэгддэг. PREN харьцаа нь химийн найрлагаас хамааран янз бүрийн зэвэрдэггүй гангийн хувьд ухагдахуун үүсэх хамгийн бага температур болох чухал нүх сүвлэх температур (CPT) дээр суурилдаг. Үндсэндээ PREN нь CPT-тэй пропорциональ байдаг. Тиймээс PREN-ийн өндөр утга нь ухагдахуун үүсэх эсэргүүцэл өндөр байгааг илтгэнэ. PREN-ийн бага зэрэг өсөлт нь хайлштай харьцуулахад CPT-ийн бага зэрэг өсөлттэй тэнцүү бол PREN-ийн их хэмжээний өсөлт нь мэдэгдэхүйц өндөр CPT-тэй харьцуулахад гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц сайжирч байгааг илтгэнэ.
Хүснэгт 1-т далайн эргийн газрын тос, байгалийн хийн салбарт түгээмэл хэрэглэгддэг янз бүрийн хайлшийн PREN утгыг харьцуулсан болно. Энэ нь өндөр чанартай хоолойн хайлшийг сонгосноор үзүүлэлтүүд нь зэврэлтээс хамгаалах чадварыг хэрхэн ихээхэн сайжруулж болохыг харуулж байна. PREN нь 316 SS-ээс 317 SS хүртэл бага зэрэг нэмэгддэг. Super Austenitic 6 Mo SS эсвэл Super Duplex 2507 SS нь гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд 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 агууламж өндөртэй зэвэрдэггүй ган сонгох нь давуу талтай 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 татах үед мартенсит үүсэхээс сэргийлдэг. Мартенсит нь металлын хүсээгүй талст фаз бөгөөд зэвэрдэггүй гангийн орон нутгийн зэврэлтэд тэсвэртэй байдлыг, мөн хлоридын өдөөгдсөн стресс хагарлыг бууруулдаг. 316/316L ган дахь никелийн агууламж дор хаяж 12% байх нь өндөр даралттай устөрөгчийн хийн хэрэглээнд мөн тохиромжтой. ASTM 316/316L зэвэрдэггүй ганд шаардлагатай хамгийн бага никелийн агууламж 10% байна.
Далайн орчинд ашигладаг хоолойнууд дээр орон нутгийн зэврэлт хаана ч тохиолдож болно. Гэсэн хэдий ч аль хэдийн бохирдсон хэсэгт нүх сүв үүсэх магадлал өндөр байдаг бол хоолой болон суурилуулах тоног төхөөрөмжийн хооронд нарийн зайтай хэсэгт ан цавын зэврэлт үүсэх магадлал өндөр байдаг. 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 сүв үүсэхэд нөлөөлдөг. Халуун далайн уур амьсгалд супер аустенит 6 молибден ган эсвэл супер дуплекс 2507 зэвэрдэггүй ган хоолойг нухацтай авч үзэх хэрэгтэй, учир нь эдгээр материал нь орон нутгийн зэврэлт болон хлоридын хагаралд маш сайн тэсвэртэй байдаг. Сэрүүн уур амьсгалд 316/316L хоолой хангалттай байж болно, ялангуяа амжилттай ашиглагдаж байсан түүхтэй бол.
Далайн эргийн тавцангийн эзэмшигчид болон операторууд хоолойг суурилуулсны дараа зэврэлтийн эрсдлийг багасгах арга хэмжээ авч болно. Тэд хоолойг цэвэр байлгаж, нүх сүв үүсэх эрсдлийг бууруулахын тулд тогтмол цэвэр усаар зайлж байх ёстой. Мөн тэд тогтмол үзлэг хийх үеэрээ засвар үйлчилгээний техникчдээр завсрын зэврэлтийг шалгахын тулд хоолойн хавчаарыг онгойлгох хэрэгтэй.
Дээрх алхмуудыг дагаж мөрдвөл платформ эзэмшигчид болон операторууд далайн орчинд хоолойн зэврэлт болон түүнтэй холбоотой гоожих эрсдэлийг бууруулж, аюулгүй байдал, үр ашгийг сайжруулж, бүтээгдэхүүн алдагдах эсвэл хий ялгаруулах магадлалыг бууруулж чадна.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Газрын тосны технологийн сэтгүүл нь Газрын тосны инженерүүдийн нийгэмлэгийн тэргүүлэх сэтгүүл бөгөөд газрын тосны технологийн дэвшил, газрын тос, байгалийн хийн салбарын асуудлууд, SPE болон түүний гишүүдийн талаарх мэдээ, мэдээллийн талаарх эрх бүхий товч тойм, нийтлэлүүдийг багтаасан болно.