Minkejja r-reżistenza inerenti għall-korrużjoni tal-pajpijiet tal-istainless steel, il-pajpijiet tal-istainless steel installati f'ambjenti marittimi huma soġġetti għal tipi differenti ta' korrużjoni matul il-ħajja mistennija tagħhom. Din il-korrużjoni tista' twassal għal emissjonijiet maħruba, telf ta' prodott u riskji potenzjali. Is-sidien u l-operaturi ta' pjattaformi offshore jistgħu jnaqqsu r-riskju ta' korrużjoni billi jispeċifikaw materjali tal-pajpijiet aktar b'saħħithom li jipprovdu reżistenza aħjar għall-korrużjoni. Wara dan, iridu jibqgħu viġilanti meta jispezzjonaw l-injezzjoni kimika, il-linji idrawliċi u tal-impulsi, u l-istrumentazzjoni tal-proċess u t-tagħmir tas-sensing biex jiżguraw li l-korrużjoni ma theddedx l-integrità tal-pajpijiet installati u ma tikkompromettix is-sikurezza.
Korrużjoni lokalizzata tista' tinstab fuq ħafna pjattaformi, bastimenti, vapuri, u pajpijiet f'installazzjonijiet offshore. Din il-korrużjoni tista' tkun fil-forma ta' korrużjoni bil-ħofor jew bix-xquq, li t-tnejn li huma jistgħu jikkorrodu l-ħajt tal-pajp u jikkawżaw rilaxx ta' fluwidu.
Ir-riskju ta' korrużjoni huwa akbar meta t-temperatura operattiva tal-applikazzjoni tiżdied. Is-sħana tista' taċċellera l-qerda tal-film protettiv ta' barra tal-ossidu passiv tat-tubu, u b'hekk tippromwovi l-formazzjoni ta' korrużjoni bil-ħofor.
Sfortunatament, il-korrużjoni lokalizzata bil-ħofor u xquq tista' tkun diffiċli biex tiġi skoperta, u dan jagħmel dawn it-tipi ta' korrużjoni aktar diffiċli biex jiġu identifikati, imbassra u ddisinjati għalihom. Minħabba dawn ir-riskji, is-sidien tal-pjattaformi, l-operaturi u d-deżinjati għandhom joqogħdu attenti meta jagħżlu l-aħjar materjal tal-pajpijiet għall-applikazzjoni tagħhom. L-għażla tal-materjal hija l-ewwel linja ta' difiża tagħhom kontra l-korrużjoni, għalhekk huwa importanti li ssir sew. Fortunatament, jistgħu jagħżlu li jużaw kejl sempliċi ħafna iżda effettiv ħafna tar-reżistenza lokalizzata għall-korrużjoni, in-Numru Ekwivalenti tar-Reżistenza għall-Ħofor (PREN). Iktar ma jkun għoli l-valur PREN ta' metall, iktar ikun għoli r-reżistenza tiegħu għall-korrużjoni lokalizzata.
Dan l-artikolu se jirrevedi kif tidentifika l-korrużjoni bil-ħofor u x-xquq u kif tottimizza l-għażla tal-materjal tat-tubi għal applikazzjonijiet taż-żejt u l-gass offshore abbażi tal-valur PREN tal-materjal.
Il-korrużjoni lokalizzata sseħħ f'żoni żgħar meta mqabbla mal-korrużjoni ġenerali, li hija aktar uniformi fuq il-wiċċ tal-metall. Il-korrużjoni bil-ħofor u x-xquq tibda tifforma fuq pajpijiet tal-istainless steel 316 meta l-film passiv tal-ossidu rikk fil-kromju ta' barra tal-metall jinqasam minħabba l-espożizzjoni għal fluwidi korrużivi, inkluż l-ilma mielaħ. Ambjenti marini 'l barra mix-xatt u fuq l-art rikki fil-klorur, kif ukoll temperaturi għoljin u anke kontaminazzjoni tal-wiċċ tat-tubi, iżidu l-potenzjal għad-degradazzjoni ta' dan il-film ta' passivazzjoni.
tħaffir. Il-korrużjoni bil-ħofor isseħħ meta l-film tal-passivazzjoni fuq tul ta' pajp jinqered, u jifforma kavitajiet żgħar jew ħofor fuq il-wiċċ tal-pajp. Ħofor bħal dawn x'aktarx jikbru hekk kif iseħħu reazzjonijiet elettrokimiċi, u jikkawżaw li l-ħadid fil-metall jinħall fis-soluzzjoni fil-qiegħ tal-ħofra. Il-ħadid maħlul imbagħad jinfirex lejn il-parti ta' fuq tal-ħofra u jossidizza biex jifforma ossidu tal-ħadid jew sadid. Hekk kif il-ħofra tikber, ir-reazzjonijiet elettrokimiċi jaċċelleraw, il-korrużjoni tintensifika, u jistgħu jwasslu għal perforazzjoni tal-ħajt tal-pajp u jwasslu għal tnixxijiet.
It-tubi huma aktar suxxettibbli għall-korrużjoni bil-ħofor meta l-wiċċ ta’ barra tagħhom ikun ikkontaminat (Figura 1). Pereżempju, il-kontaminazzjoni minn operazzjonijiet ta’ wweldjar u tħin tista’ tagħmel ħsara lis-saff tal-ossidu passivanti tal-pajp, u b’hekk tifforma u taċċellera l-korrużjoni bil-ħofor. L-istess jgħodd sempliċement biex tittratta l-kontaminazzjoni mill-pajpijiet. Barra minn hekk, hekk kif il-qtar tal-ilma mielaħ jevaporaw, il-kristalli tal-melħ imxarrbin li jiffurmaw fuq il-pajpijiet jagħmlu l-istess biex jipproteġu s-saff tal-ossidu u jistgħu jwasslu għal korrużjoni bil-ħofor. Biex tevita dawn it-tipi ta’ kontaminazzjoni, żomm il-pajpijiet tiegħek nodfa billi tlaħlaħhom regolarment b’ilma frisk.
Figura 1 – Pajp tal-azzar inossidabbli 316/316L ikkontaminat bl-aċidu, ilma mielaħ u depożiti oħra huwa suxxettibbli ħafna għall-korrużjoni bil-ħofor.
Korrużjoni fix-xquq. Fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, il-pitting jista' jiġi identifikat faċilment mill-operatur. Madankollu, il-korrużjoni fix-xquq mhijiex faċli biex tiġi skoperta u toħloq riskju akbar għall-operaturi u l-persunal. Normalment isseħħ fuq pajpijiet li għandhom spazji stretti bejn il-materjali tal-madwar, bħal pajpijiet miżmuma f'posthom bi klipps jew pajpijiet li huma installati sewwa ħdejn xulxin. Meta l-ilma mielaħ jidħol fix-xquq, soluzzjoni ta' klorur ferriku aċidifikat (FeCl3) kimikament aggressiva tifforma fiż-żona maż-żmien u tikkawża li l-korrużjoni fix-xquq taċċellera (Figura 2). Minħabba li x-xquq infushom iżidu r-riskju ta' korrużjoni, il-korrużjoni fix-xquq tista' sseħħ f'temperaturi ħafna aktar baxxi mill-korrużjoni bil-pitting.
Figura 2 – Korrożjoni fix-xquq tista’ tiżviluppa bejn il-pajp u s-support tal-pajp (fuq) u meta l-pajp ikun installat qrib uċuħ oħra (isfel) minħabba l-formazzjoni ta’ soluzzjoni ta’ klorur ferriku aċidifikat kimikament aggressiva fix-xquq.
Il-korrużjoni fix-xquq ġeneralment tissimula l-korrużjoni bil-ħofor l-ewwel fix-xquq iffurmat bejn tul ta' pajp u l-klipp ta' appoġġ tal-pajp. Madankollu, minħabba ż-żieda fil-konċentrazzjoni ta' Fe++ fil-fluwidu fil-frattura, il-krater inizjali jsir dejjem akbar sakemm ikopri l-frattura kollha. Fl-aħħar mill-aħħar, il-korrużjoni fix-xquq tista' ttaqqab il-pajp.
Xquq stretti huma l-akbar riskju ta' korrużjoni. Għalhekk, klampi tal-pajpijiet li jdawru l-biċċa l-kbira taċ-ċirkonferenza tal-pajp għandhom it-tendenza li jippreżentaw riskju akbar minn klampi miftuħa, li jimminimizzaw il-wiċċ ta' kuntatt bejn il-pajp u l-klamp. It-tekniċi tal-manutenzjoni jistgħu jgħinu biex inaqqsu l-probabbiltà ta' korrużjoni fix-xquq li tikkawża ħsara jew ħsara billi jiftħu l-klampi regolarment u jispezzjonaw il-wiċċ tal-pajp għall-korrużjoni.
Il-korrużjoni tat-toqob u x-xquq tista' tiġi evitata l-aħjar billi tintgħażel il-liga tal-metall it-tajba għall-applikazzjoni. L-ispeċifikazzjonijiet għandhom jeżerċitaw id-diliġenza dovuta biex jagħżlu l-materjal ottimali tal-pajpijiet biex jimminimizzaw ir-riskju ta' korrużjoni bbażat fuq l-ambjent operattiv, il-kundizzjonijiet tal-proċess u varjabbli oħra.
Biex jgħinu lill-ispeċifikaturi jottimizzaw l-għażla tal-materjal, jistgħu jqabblu l-valuri PREN tal-metalli biex jiddeterminaw ir-reżistenza tagħhom għall-korrużjoni lokalizzata. Il-PREN jista' jiġi kkalkulat mill-kompożizzjoni kimika tal-liga, inkluż il-kontenut tal-kromju (Cr), il-molibdenu (Mo), u n-nitroġenu (N) tagħha, kif ġej:
Il-PREN jiżdied bil-kontenut tal-elementi reżistenti għall-korrużjoni kromju, molibdenu u nitroġenu fil-liga. Ir-relazzjoni PREN hija bbażata fuq it-temperatura kritika tal-pitting (CPT) – l-inqas temperatura li fiha tiġi osservata l-korrużjoni bil-pitting – għal diversi azzar inossidabbli fir-rigward tal-kompożizzjoni kimika. Essenzjalment, il-PREN huwa proporzjonali għas-CPT. Għalhekk, valuri ogħla tal-PREN jindikaw reżistenza ogħla għall-pitting. Żieda żgħira fil-PREN hija ekwivalenti biss għal żieda żgħira fis-CPT meta mqabbla mal-liga, filwaqt li żieda kbira fil-PREN tindika titjib sinifikanti fil-prestazzjoni għal CPT sinifikament ogħla.
It-Tabella 1 tqabbel il-valuri PREN ta' diversi ligi komunement użati f'applikazzjonijiet taż-żejt u l-gass offshore. Turi kif l-ispeċifikazzjoni tista' ttejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-korrużjoni billi tagħżel liga tal-pajpijiet ta' grad ogħla. Il-PREN jiżdied biss ftit meta ssir tranżizzjoni minn azzar inossidabbli 316 għal 317. Għal żieda sinifikanti fil-prestazzjoni, idealment jintuża azzar inossidabbli super awstenitiku 6 Mo jew azzar inossidabbli super duplex 2507.
Konċentrazzjonijiet ogħla ta' nikil (Ni) fl-azzar inossidabbli jtejbu wkoll ir-reżistenza għall-korrużjoni. Madankollu, il-kontenut tan-nikil fl-azzar inossidabbli mhuwiex parti mill-ekwazzjoni PREN. Fi kwalunkwe każ, ħafna drabi jkun ta' benefiċċju li jiġu speċifikati azzar inossidabbli b'konċentrazzjonijiet ogħla ta' nikil, peress li dan l-element jgħin biex jerġa' jpassiva l-uċuħ li juru sinjali ta' korrużjoni lokalizzata. In-nikil jistabbilizza l-awstenita u jipprevjeni l-formazzjoni tal-martensita meta titgħawweġ jew tiġbed fil-kesħa pajp iebes ta' 1/8. Il-martensita hija fażi kristallina mhux mixtieqa fil-metalli li tnaqqas ir-reżistenza tal-azzar inossidabbli għall-korrużjoni lokalizzata kif ukoll għall-qsim tal-istress ikkaġunat mill-klorur. Kontenut ogħla ta' nikil ta' mill-inqas 12% f'316/316L huwa wkoll mixtieq għal applikazzjonijiet li jinvolvu idroġenu gassuż bi pressjoni għolja. Il-konċentrazzjoni minima tan-nikil meħtieġa għall-azzar inossidabbli 316/316L fl-ispeċifikazzjoni standard ASTM hija ta' 10%.
Korrużjoni lokalizzata tista' sseħħ kullimkien fuq il-pajpijiet użati f'ambjenti tal-baħar. Madankollu, il-korrużjoni bil-ħofor hija aktar probabbli li sseħħ f'żoni li diġà huma kkontaminati, filwaqt li l-korrużjoni fix-xquq hija aktar probabbli li sseħħ f'żoni bi lakuni dojoq bejn il-pajp u l-ħardwer tal-immuntar. Bl-użu tal-PREN bħala bażi, l-ispeċifikatur jista' jagħżel l-aħjar liga tal-pajpijiet biex jimminimizza r-riskju ta' kwalunkwe tip ta' korrużjoni lokalizzata.
Madankollu, żomm f'moħħok li hemm varjabbli oħra li jistgħu jaffettwaw ir-riskju tal-korrużjoni. Pereżempju, it-temperatura taffettwa r-reżistenza għall-pitting tal-istainless steel. Għal klimi marini sħan, pajp tal-istainless steel super awstenitiku 6 molibdenu jew pajp tal-istainless steel super duplex 2507 għandu jiġi kkunsidrat bis-serjetà għaliex dawn il-materjali għandhom reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni lokalizzata u l-qsim tal-istress tal-klorur. Għal klimi aktar kesħin, pajp 316/316L jista' jkun biżżejjed, speċjalment jekk tkun ġiet stabbilita storja ta' użu b'suċċess.
Is-sidien u l-operaturi tal-pjattaformi offshore jistgħu wkoll jieħdu passi biex jimminimizzaw ir-riskju ta’ korrużjoni wara li jiġu installati t-tubi. Għandhom iżommu l-pajpijiet nodfa u jitlaħalħu b’ilma frisk regolarment biex inaqqsu r-riskju ta’ korrużjoni bil-ħofor. Għandhom ukoll ikollhom lit-tekniċi tal-manutenzjoni biex jiftħu l-klampi tat-tubi waqt spezzjonijiet ta’ rutina biex ifittxu l-preżenza ta’ korrużjoni fix-xquq.
Wara l-passi deskritti hawn fuq, is-sidien u l-operaturi tal-pjattaformi jistgħu jnaqqsu r-riskju ta' korrużjoni tat-tubi u tnixxijiet relatati f'ambjenti marittimi, u b'hekk itejbu s-sikurezza u l-effiċjenza, filwaqt li jnaqqsu ċ-ċans ta' telf ta' prodott jew ir-rilaxx ta' emissjonijiet maħruba.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Il-Ġurnal tat-Teknoloġija tal-Petroleum hija r-rivista ewlenija tas-Soċjetà tal-Inġiniera tal-Petroleum, li tipprovdi sommarji u karatteristiċi awtorevoli dwar l-avvanzi fit-teknoloġija tal-esplorazzjoni u l-produzzjoni, kwistjonijiet tal-industrija taż-żejt u l-gass, u aħbarijiet dwar l-SPE u l-membri tagħha.