स्टेनलेस स्टील पाईप्समध्ये अंतर्निहित गंज प्रतिकार असूनही, सागरी वातावरणात बसवलेल्या स्टेनलेस स्टील पाईप्स त्यांच्या अपेक्षित सेवा आयुष्यादरम्यान विविध प्रकारच्या गंजांना बळी पडतात. या गंजमुळे उत्सर्जन, उत्पादनाचे नुकसान आणि संभाव्य धोके होऊ शकतात. ऑफशोअर प्लॅटफॉर्म मालक आणि ऑपरेटर चांगल्या गंज प्रतिकारासाठी सुरुवातीपासूनच मजबूत पाईप सामग्री निर्दिष्ट करून गंजाचा धोका कमी करू शकतात. त्यानंतर, रासायनिक इंजेक्शन लाईन्स, हायड्रॉलिक आणि इम्पल्स लाईन्सची तपासणी करताना आणि इन्स्ट्रुमेंटेशन आणि इन्स्ट्रुमेंटेशनवर प्रक्रिया करताना त्यांनी सतर्क राहावे जेणेकरून गंज स्थापित पाईपिंगच्या अखंडतेला धोका निर्माण करणार नाही किंवा सुरक्षिततेला तडजोड करणार नाही याची खात्री करावी.
स्थानिक गंज अनेक प्लॅटफॉर्म, जहाजे, जहाजे आणि ऑफशोअर पाइपलाइनवर आढळू शकते. हे गंज खड्ड्याच्या स्वरूपात किंवा क्रेव्हिस गंजच्या स्वरूपात असू शकते, ज्यापैकी कोणत्याहीमुळे पाईपची भिंत क्षीण होऊ शकते आणि द्रव बाहेर पडू शकतो.
अनुप्रयोगाचे ऑपरेटिंग तापमान वाढल्याने गंजण्याचा धोका वाढतो. उष्णता ट्यूबच्या संरक्षणात्मक बाह्य निष्क्रिय ऑक्साईड फिल्मच्या क्षयीकरणाला गती देऊ शकते, ज्यामुळे खड्डे पडण्यास प्रोत्साहन मिळते.
दुर्दैवाने, स्थानिकीकृत खड्डे आणि भेगातील गंज शोधणे कठीण आहे, ज्यामुळे या प्रकारच्या गंजांची ओळख पटवणे, अंदाज लावणे आणि डिझाइन करणे कठीण होते. या जोखमी लक्षात घेता, प्लॅटफॉर्म मालक, ऑपरेटर आणि डिझाइनर्सनी त्यांच्या वापरासाठी सर्वोत्तम पाइपलाइन सामग्री निवडताना सावधगिरी बाळगली पाहिजे. गंज विरुद्ध संरक्षणाची त्यांची पहिली ओळ म्हणजे साहित्य निवडणे, म्हणून ते योग्यरित्या करणे खूप महत्वाचे आहे. सुदैवाने, ते स्थानिकीकृत गंज प्रतिकाराचे एक अतिशय साधे पण अतिशय प्रभावी माप, पिटिंग रेझिस्टन्स इक्विव्हॅलेंट नंबर (PREN) वापरू शकतात. धातूचे PREN मूल्य जितके जास्त असेल तितकेच त्याचा स्थानिकीकृत गंज प्रतिकार जास्त असतो.
या लेखात खड्डे आणि भेगांमधील गंज कसा ओळखायचा आणि सामग्रीच्या PREN मूल्याच्या आधारे ऑफशोअर तेल आणि वायू अनुप्रयोगांसाठी ट्यूबिंग सामग्रीची निवड कशी अनुकूल करायची ते पाहिले जाईल.
सामान्य गंजाच्या तुलनेत स्थानिक गंज लहान भागात होतो, जो धातूच्या पृष्ठभागावर अधिक एकसारखा असतो. जेव्हा धातूची बाह्य क्रोमियम-समृद्ध पॅसिव्ह ऑक्साईड फिल्म खाऱ्या पाण्यासह संक्षारक द्रव्यांच्या संपर्कात येते तेव्हा 316 स्टेनलेस स्टील ट्यूबिंगवर पिटिंग आणि क्रेव्हिस गंज तयार होण्यास सुरुवात होते. क्लोराइडने समृद्ध सागरी वातावरण, तसेच उच्च तापमान आणि अगदी ट्यूबिंग पृष्ठभागाचे दूषित होणे, या पॅसिव्हेशन फिल्मच्या क्षय होण्याची शक्यता वाढवते.
खड्डे पाडणे पाईपच्या एका भागावरील पॅसिव्हेशन फिल्म तुटते तेव्हा खड्डे पाडण्याचे क्षरण होते, ज्यामुळे पाईपच्या पृष्ठभागावर लहान पोकळी किंवा खड्डे तयार होतात. विद्युत रासायनिक अभिक्रिया पुढे जाताना असे खड्डे वाढण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे धातूतील लोखंड खड्ड्याच्या तळाशी असलेल्या द्रावणात विरघळते. विरघळलेले लोखंड नंतर खड्ड्याच्या वरच्या भागात पसरते आणि ऑक्सिडायझेशन होऊन लोह ऑक्साइड किंवा गंज तयार होते. खड्डा खोल होत असताना, विद्युत रासायनिक अभिक्रिया वेगवान होतात, गंज वाढतो, ज्यामुळे पाईपच्या भिंतीला छिद्र पडू शकते आणि गळती होऊ शकते.
जर नळ्यांचा बाह्य पृष्ठभाग दूषित असेल तर त्या खड्ड्यांमुळे जास्त संवेदनशील असतात (आकृती १). उदाहरणार्थ, वेल्डिंग आणि ग्राइंडिंग ऑपरेशन्समधील दूषित घटक पाईपच्या पॅसिव्हेशन ऑक्साईड थराला नुकसान पोहोचवू शकतात, ज्यामुळे खड्डे तयार होतात आणि ते वेगाने होतात. पाईप्समधून होणाऱ्या प्रदूषणाशी सामना करण्यासाठीही हेच लागू होते. याव्यतिरिक्त, मीठाचे थेंब बाष्पीभवन होत असताना, पाईप्सवर तयार होणारे ओले मीठ क्रिस्टल्स ऑक्साईड थराचे संरक्षण करतात आणि खड्डे होऊ शकतात. या प्रकारच्या दूषिततेला प्रतिबंध करण्यासाठी, नियमितपणे ताज्या पाण्याने धुवून तुमचे पाईप्स स्वच्छ ठेवा.
आकृती १. आम्ल, खारटपणा आणि इतर साठ्यांनी दूषित ३१६/३१६L स्टेनलेस स्टील पाईप खड्ड्यांसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात.
क्रेव्हिस गंज. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ऑपरेटरला खड्डे सहजपणे शोधता येतात. तथापि, क्रेव्हिस गंज शोधणे सोपे नसते आणि ऑपरेटर आणि कर्मचाऱ्यांसाठी जास्त धोका निर्माण करते. हे सहसा अशा पाईप्सवर होते ज्यांच्या आसपासच्या साहित्यांमध्ये अरुंद अंतर असते, जसे की क्लॅम्पने जागेवर ठेवलेले पाईप किंवा एकमेकांना घट्ट पॅक केलेले पाईप. जेव्हा ब्राइन गॅपमध्ये शिरते, तेव्हा कालांतराने, या भागात रासायनिकदृष्ट्या आक्रमक आम्लीकृत फेरिक क्लोराईड द्रावण (FeCl3) तयार होते, ज्यामुळे गॅपचे जलद गंज होते (आकृती 2). क्रेव्हिस गंज त्याच्या स्वभावामुळे गंजण्याचा धोका वाढवते, त्यामुळे खड्ड्यांपेक्षा खूपच कमी तापमानात क्रेव्हिस गंज होऊ शकते.
आकृती २ – पाईप आणि पाईप सपोर्ट (वरच्या बाजूला) दरम्यान आणि जेव्हा पाईप इतर पृष्ठभागांजवळ (तळाशी) बसवला जातो तेव्हा गॅपमध्ये फेरिक क्लोराईडचे रासायनिकदृष्ट्या आक्रमक आम्लयुक्त द्रावण तयार झाल्यामुळे क्रेव्हिस गंज निर्माण होऊ शकते.
पाईप सेक्शन आणि पाईप सपोर्ट कॉलरमधील गॅपमध्ये प्रथम खड्डा पडतो असे सहसा क्रेव्हिस गंजचे अनुकरण होते. तथापि, फ्रॅक्चरच्या आत असलेल्या द्रवपदार्थात Fe++ च्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, सुरुवातीचा फनेल संपूर्ण फ्रॅक्चर व्यापेपर्यंत मोठा आणि मोठा होत जातो. शेवटी, क्रेव्हिस गंजमुळे पाईपला छिद्र पडू शकते.
दाट भेगा गंजण्याचा सर्वात मोठा धोका दर्शवतात. म्हणून, पाईपच्या परिघाच्या मोठ्या भागाला वेढणारे पाईप क्लॅम्प हे उघड्या क्लॅम्पपेक्षा जास्त धोकादायक असतात, जे पाईप आणि क्लॅम्पमधील संपर्क पृष्ठभाग कमी करतात. सेवा तंत्रज्ञ नियमितपणे फिक्स्चर उघडून आणि गंजसाठी पाईप पृष्ठभागांची तपासणी करून क्रेव्हिस गंज नुकसान किंवा बिघाड होण्याची शक्यता कमी करण्यास मदत करू शकतात.
विशिष्ट वापरासाठी योग्य धातू मिश्रधातू निवडून खड्डे आणि भेगांचे गंज रोखता येते. ऑपरेटिंग वातावरण, प्रक्रिया परिस्थिती आणि इतर घटकांवर अवलंबून, गंज होण्याचा धोका कमी करण्यासाठी, निर्दिष्टकर्त्यांनी इष्टतम पाईपिंग सामग्री निवडताना योग्य ती काळजी घेतली पाहिजे.
स्पेसिफायर्सना त्यांच्या निवडीच्या साहित्याचे ऑप्टिमाइझ करण्यास मदत करण्यासाठी, ते स्थानिक गंजला त्यांचा प्रतिकार निश्चित करण्यासाठी धातूंच्या PREN मूल्यांची तुलना करू शकतात. PREN ची गणना मिश्रधातूच्या रसायनशास्त्रावरून केली जाऊ शकते, ज्यामध्ये त्याचे क्रोमियम (Cr), मॉलिब्डेनम (Mo) आणि नायट्रोजन (N) सामग्री समाविष्ट आहे, खालीलप्रमाणे:
मिश्रधातूमध्ये क्रोमियम, मॉलिब्डेनम आणि नायट्रोजन या गंज-प्रतिरोधक घटकांच्या सामग्रीसह PREN वाढते. रासायनिक रचनेनुसार विविध स्टेनलेस स्टील्ससाठी PREN गुणोत्तर क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) - पिटिंग होते त्या सर्वात कमी तापमानावर - आधारित असते. मूलतः, PREN हे CPT च्या प्रमाणात असते. म्हणून, उच्च PREN मूल्ये उच्च पिटिंग प्रतिरोध दर्शवितात. PREN मध्ये थोडीशी वाढ ही मिश्रधातूच्या तुलनेत CPT मध्ये फक्त थोडीशी वाढ दर्शवते, तर PREN मध्ये मोठी वाढ ही खूप जास्त CPT पेक्षा कामगिरीत लक्षणीय सुधारणा दर्शवते.
तक्ता १ मध्ये ऑफशोअर ऑइल आणि गॅस उद्योगात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या विविध मिश्रधातूंसाठी PREN मूल्यांची तुलना केली आहे. उच्च दर्जाचे पाईप मिश्रधातू निवडून स्पेसिफिकेशन गंज प्रतिकारशक्ती कशी मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते हे दाखवले आहे. PREN 316 SS वरून 317 SS पर्यंत किंचित वाढते. सुपर ऑस्टेनिटिक 6 Mo SS किंवा सुपर डुप्लेक्स 2507 SS हे लक्षणीय कामगिरी वाढीसाठी आदर्श आहेत.
स्टेनलेस स्टीलमध्ये निकेल (Ni) चे प्रमाण जास्त असल्याने गंज प्रतिकारशक्ती देखील वाढते. तथापि, स्टेनलेस स्टीलमधील निकेलचे प्रमाण PREN समीकरणाचा भाग नाही. कोणत्याही परिस्थितीत, जास्त निकेलचे प्रमाण असलेले स्टेनलेस स्टील निवडणे अनेकदा फायदेशीर ठरते, कारण हा घटक स्थानिक गंजाची चिन्हे दर्शविणाऱ्या पृष्ठभागांना पुनरुज्जीवित करण्यास मदत करतो. निकेल ऑस्टेनाइट स्थिर करते आणि वाकताना किंवा थंड ड्रॉइंग 1/8 कठोर पाईपवर मार्टेन्साइट तयार होण्यास प्रतिबंध करते. मार्टेन्साइट हा धातूंमध्ये एक अवांछित स्फटिकासारखे टप्पा आहे जो स्थानिक गंज तसेच क्लोराइड-प्रेरित ताण क्रॅकिंगसाठी स्टेनलेस स्टीलचा प्रतिकार कमी करतो. उच्च दाब हायड्रोजन वायू अनुप्रयोगांसाठी 316/316L स्टीलमध्ये किमान 12% जास्त निकेलचे प्रमाण देखील इष्ट आहे. ASTM 316/316L स्टेनलेस स्टीलसाठी आवश्यक असलेली किमान निकेलची एकाग्रता 10% आहे.
सागरी वातावरणात वापरल्या जाणाऱ्या पाइपलाइनमध्ये स्थानिकीकृत गंज कुठेही येऊ शकतो. तथापि, आधीच दूषित असलेल्या भागात खड्डे पडण्याची शक्यता जास्त असते, तर पाईप आणि स्थापना उपकरणांमधील अरुंद अंतर असलेल्या भागात क्रेव्हिस गंज होण्याची शक्यता जास्त असते. आधार म्हणून PREN वापरून, स्पेसिफायर कोणत्याही प्रकारच्या स्थानिकीकृत गंजाचा धोका कमी करण्यासाठी सर्वोत्तम पाईप ग्रेड निवडू शकतो.
तथापि, लक्षात ठेवा की गंजण्याच्या जोखमीवर परिणाम करणारे इतरही घटक आहेत. उदाहरणार्थ, तापमान स्टेनलेस स्टीलच्या पिटिंगच्या प्रतिकारावर परिणाम करते. उष्ण सागरी हवामानासाठी, सुपर ऑस्टेनिटिक 6 मॉलिब्डेनम स्टील किंवा सुपर डुप्लेक्स 2507 स्टेनलेस स्टील पाईप्सचा गांभीर्याने विचार केला पाहिजे कारण या पदार्थांमध्ये स्थानिक गंज आणि क्लोराईड क्रॅकिंगसाठी उत्कृष्ट प्रतिकार असतो. थंड हवामानासाठी, 316/316L पाईप पुरेसे असू शकते, विशेषतः जर यशस्वी वापराचा इतिहास असेल.
ऑफशोअर प्लॅटफॉर्म मालक आणि ऑपरेटर देखील ट्यूबिंग बसवल्यानंतर गंजण्याचा धोका कमी करण्यासाठी पावले उचलू शकतात. त्यांनी पाईप्स स्वच्छ ठेवाव्यात आणि खड्ड्यांचा धोका कमी करण्यासाठी नियमितपणे ताज्या पाण्याने धुवावेत. त्यांनी नियमित तपासणी दरम्यान गंज तपासण्यासाठी देखभाल तंत्रज्ञांना क्लॅम्प उघडण्यास सांगितले पाहिजे.
वरील चरणांचे पालन करून, प्लॅटफॉर्म मालक आणि ऑपरेटर सागरी वातावरणात पाईप गंज आणि संबंधित गळतीचा धोका कमी करू शकतात, सुरक्षितता आणि कार्यक्षमता सुधारू शकतात आणि उत्पादनाचे नुकसान किंवा पळून जाणारे उत्सर्जन होण्याची शक्यता कमी करू शकतात.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
सोसायटी ऑफ पेट्रोलियम इंजिनिअर्सचे प्रमुख जर्नल, द जर्नल ऑफ पेट्रोलियम टेक्नॉलॉजी, अपस्ट्रीम तंत्रज्ञानातील प्रगती, तेल आणि वायू उद्योगातील समस्या आणि एसपीई आणि त्याच्या सदस्यांबद्दलच्या बातम्यांवर अधिकृत संक्षिप्त माहिती आणि लेख प्रदान करते.