Minkejja r-reżistenza inerenti għall-korrużjoni tal-pajpijiet tal-istainless steel, il-pajpijiet tal-istainless steel installati f'ambjenti marittimi huma soġġetti għal diversi tipi ta' korrużjoni matul il-ħajja tas-servizz 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 mill-bidu nett għal reżistenza aħjar għall-korrużjoni. Wara dan, iridu jibqgħu viġilanti meta jispezzjonaw linji ta' injezzjoni kimika, linji idrawliċi u ta' impuls, u strumentazzjoni u strumentazzjoni tal-proċess biex jiżguraw li l-korrużjoni ma theddedx l-integrità tal-pajpijiet installati jew tikkomprometti s-sikurezza.
Korrużjoni lokalizzata tista' tinstab fuq ħafna pjattaformi, vapuri, vapuri u pajpijiet 'il barra mix-xtut. 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 li l-likwidu jiġi rilaxxat.
Ir-riskju ta' korrużjoni jiżdied hekk kif tiżdied it-temperatura operattiva tal-applikazzjoni. Is-sħana tista' taċċellera d-degradazzjoni tal-film protettiv ta' barra tal-ossidu passiv tat-tubu, u b'hekk tippromwovi l-pitting.
Sfortunatament, il-korrużjoni lokalizzata bil-ħofor u xquq hija diffiċli biex tiġi skoperta, u dan jagħmilha diffiċli biex jiġu identifikati, imbassra u ddisinjati dawn it-tipi ta' korrużjoni. Minħabba dawn ir-riskji, is-sidien, l-operaturi u d-deżinjati tal-pjattaformi għandhom joqogħdu attenti fl-għażla tal-aħjar materjal tal-pajpijiet għall-applikazzjoni tagħhom. L-għażla tal-materjal hija l-ewwel linja ta' difiża tagħhom kontra l-korrużjoni, għalhekk li ssirha sew huwa importanti ħafna. Fortunatament, jistgħu 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 jħares lejn 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 tubi tal-istainless steel 316 meta l-film passiv tal-ossidu rikk fil-kromju ta' barra tal-metall jinqasam bl-espożizzjoni għal likwidi korrużivi, inkluż l-ilma mielaħ. Ambjenti marini rikki fil-kloridi, kif ukoll temperaturi għoljin u anke kontaminazzjoni tal-wiċċ tat-tubi, iżidu l-probabbiltà ta' degradazzjoni ta' dan il-film ta' passivazzjoni.
Pitting Il-korrużjoni bil-pitting isseħħ meta l-film tal-passivazzjoni fuq sezzjoni ta' pajp jinkiser, u jifforma kavitajiet żgħar jew ħofor fuq il-wiċċ tal-pajp. Ħofor bħal dawn x'aktarx jikbru hekk kif jipproċedu r-reazzjonijiet elettrokimiċi, u b'riżultat ta' dan il-ħadid fil-metall jinħall f'soluzzjoni fil-qiegħ tal-ħofra. Il-ħadid maħlul imbagħad jinfirex fil-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 tiżdied, u dan jista' jwassal għal perforazzjoni tal-ħajt tal-pajp u jwassal għal tnixxijiet.
It-tubi huma aktar suxxettibbli għall-pitting jekk il-wiċċ ta’ barra tagħhom ikun ikkontaminat (Figura 1). Pereżempju, kontaminanti minn operazzjonijiet ta’ wweldjar u tħin jistgħu jagħmlu ħsara lis-saff tal-ossidu tal-passivazzjoni tal-pajp, u b’hekk jiffurmaw u jaċċelleraw il-pitting. L-istess jgħodd sempliċement biex tittratta t-tniġġis mill-pajpijiet. Barra minn hekk, hekk kif il-qtar tal-melħ jevaporaw, il-kristalli tal-melħ imxarrbin li jiffurmaw fuq il-pajpijiet jipproteġu s-saff tal-ossidu u jistgħu jwasslu għal pitting. Biex tevita dawn it-tipi ta’ kontaminazzjoni, żomm il-pajpijiet tiegħek nodfa billi tlaħlaħhom regolarment b’ilma frisk.
Figura 1. Pajp tal-istainless steel 316/316L ikkontaminat b'aċidu, salina, u depożiti oħra huwa suxxettibbli ħafna għall-pitting.
Korrużjoni fix-xquq. Fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, il-pitting jista' jiġi skopert faċilment mill-operatur. Madankollu, il-korrużjoni fix-xquq mhijiex faċli biex tiġi skoperta u toħloq riskju akbar għall-operaturi u l-persunal. Dan ġeneralment iseħħ fuq pajpijiet li għandhom lakuni dojoq bejn il-materjali tal-madwar, bħal pajpijiet miżmuma f'posthom bi klampi jew pajpijiet li huma ppakkjati sewwa ħdejn xulxin. Meta l-ilma mielaħ jidħol fid-distakk, maż-żmien, soluzzjoni ta' klorur ferriku aċidifikat kimikament aggressiva (FeCl3) tiġi ffurmata f'din iż-żona, li tikkawża korrużjoni aċċellerata tad-distakk (Fig. 2). Peress li l-korrużjoni fix-xquq min-natura tagħha żżid ir-riskju ta' korrużjoni, il-korrużjoni fix-xquq tista' sseħħ f'temperaturi ħafna aktar baxxi mill-pitting.
Figura 2 – Korrużjoni f'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 aċidifikata kimikament aggressiva ta' klorur ferriku fid-distakk.
Il-korrużjoni fix-xquq ġeneralment tissimula l-pitting l-ewwel fid-distakk iffurmat bejn is-sezzjoni tal-pajp u l-għonq ta' appoġġ tal-pajp. Madankollu, minħabba ż-żieda fil-konċentrazzjoni ta' Fe++ fil-fluwidu ġewwa l-frattura, il-lembut inizjali jsir dejjem akbar sakemm ikopri l-frattura kollha. Fl-aħħar mill-aħħar, il-korrużjoni fix-xquq tista' twassal għal perforazzjoni tal-pajp.
Xquq densi jirrappreżentaw l-akbar riskju ta’ korrużjoni. Għalhekk, klampi tal-pajpijiet li jdawru porzjon kbir taċ-ċirkonferenza tal-pajp għandhom it-tendenza li jkunu aktar riskjużi minn klampi miftuħa, li jimminimizzaw il-wiċċ ta’ kuntatt bejn il-pajp u l-klamp. It-tekniċi tas-servizz jistgħu jgħinu biex inaqqsu ċ-ċans ta’ ħsara jew ħsara mill-korrużjoni fix-xquq billi jiftħu l-attrezzaturi regolarment u jispezzjonaw l-uċuħ tal-pajpijiet għall-korrużjoni.
Il-korrużjoni f'biċċiet żgħar u f'xquq tista' tiġi evitata billi tintgħażel il-liga tal-metall it-tajba għall-applikazzjoni speċifika. L-ispeċifikaturi għandhom jeżerċitaw id-diliġenza dovuta fl-għażla tal-materjal ottimali tal-pajpijiet biex jimminimizzaw ir-riskju ta' korrużjoni, skont l-ambjent operattiv, il-kundizzjonijiet tal-proċess, u varjabbli oħra.
Biex jgħinu lill-ispeċifikaturi jottimizzaw l-għażla tagħhom ta' materjali, jistgħu jqabblu l-valuri PREN tal-metalli biex jiddeterminaw ir-reżistenza tagħhom għall-korrużjoni lokalizzata. Il-PREN jista' jiġi kkalkulat mill-kimika tal-liga, inkluż il-kontenut tal-kromju (Cr), il-molibdenu (Mo), u n-nitroġenu (N), kif ġej:
Il-PREN jiżdied bil-kontenut ta' elementi reżistenti għall-korrużjoni tal-kromju, il-molibdenu u n-nitroġenu fil-liga. Il-proporzjon tal-PREN huwa bbażat fuq it-temperatura kritika tal-pitting (CPT) – l-inqas temperatura li fiha jseħħ il-pitting – għal diversi azzar inossidabbli skont il-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 għal żieda żgħira biss fis-CPT meta mqabbla mal-liga, filwaqt li żieda kbira fil-PREN tindika titjib sinifikanti fil-prestazzjoni fuq CPT ħafna ogħla.
It-Tabella 1 tqabbel il-valuri PREN għal diversi ligi komunement użati fl-industrija taż-żejt u l-gass offshore. Turi kif l-ispeċifikazzjoni tista' ttejjeb ħafna r-reżistenza għall-korrużjoni billi tagħżel liga tal-pajpijiet ta' kwalità ogħla. Il-PREN jiżdied xi ftit minn 316 SS għal 317 SS. Super Austenitic 6 Mo SS jew Super Duplex 2507 SS huma ideali għal żidiet sinifikanti fil-prestazzjoni.
Konċentrazzjonijiet ogħla ta' nikil (Ni) fl-azzar inossidabbli jżidu wkoll ir-reżistenza għall-korrużjoni. Madankollu, il-kontenut ta' nikil fl-azzar inossidabbli mhuwiex parti mill-ekwazzjoni PREN. Fi kwalunkwe każ, ħafna drabi jkun vantaġġuż li jintgħażlu azzar inossidabbli b'kontenut 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 ta' martensita meta titgħawweġ jew tiġbed fil-kesħa pajp riġidu 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. Il-kontenut ogħla ta' nikil ta' mill-inqas 12% fl-azzar 316/316L huwa wkoll mixtieq għal applikazzjonijiet ta' gass tal-idroġenu bi pressjoni għolja. Il-konċentrazzjoni minima ta' nikil meħtieġa għall-azzar inossidabbli ASTM 316/316L hija ta' 10%.
Korrużjoni lokalizzata tista' sseħħ kullimkien f'pipeline użat f'ambjent tal-baħar. Madankollu, il-pitting huwa aktar probabbli li jseħħ f'żoni li diġà huma kkontaminati, filwaqt li l-korrużjoni f'xquq hija aktar probabbli li sseħħ f'żoni bi spazji dojoq bejn il-pajp u t-tagħmir tal-installazzjoni. Bl-użu ta' PREN bħala bażi, l-ispeċifikazzjonitur jista' jagħżel l-aħjar grad ta' pajp biex jimminimizza r-riskju ta' kwalunkwe tip ta' korrużjoni lokalizzata.
Madankollu, żomm f'moħħok li hemm varjabbli oħra li jistgħu jaffettwaw ir-riskju ta' korrużjoni. Pereżempju, it-temperatura taffettwa r-reżistenza tal-istainless steel għall-pitting. Għal klimi marittimi sħan, pajpijiet tal-azzar tal-molibdenu super awstenitiku 6 jew tal-istainless steel super duplex 2507 għandhom jiġu kkunsidrati bis-serjetà għaliex dawn il-materjali għandhom reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni lokalizzata u l-qsim tal-klorur. Għal klimi aktar kesħin, pajp 316/316L jista' jkun biżżejjed, speċjalment jekk ikun hemm 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 jkunu ġew installati t-tubi. Għandhom iżommu l-pajpijiet nodfa u jitlaħalħu regolarment b’ilma frisk biex inaqqsu r-riskju ta’ tħaffir. Għandhom ukoll ikollhom tekniċi tal-manutenzjoni li jiftħu l-klampi waqt spezzjonijiet ta’ rutina biex jiċċekkjaw jekk hemmx korrużjoni fix-xquq.
Billi jsegwu l-passi ta’ hawn fuq, is-sidien u l-operaturi tal-pjattaformi jistgħu jnaqqsu r-riskju ta’ korrużjoni tal-pajpijiet u tnixxijiet relatati fl-ambjent tal-baħar, itejbu s-sikurezza u l-effiċjenza, u jnaqqsu ċ-ċans ta’ telf ta’ prodott jew emissjonijiet maħruba.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Il-Ġurnal tat-Teknoloġija tal-Petroleum, il-ġurnal ewlieni tas-Soċjetà tal-Inġiniera tal-Petroleum, jipprovdi sommarji u artikli awtorevoli dwar avvanzi fit-teknoloġija upstream, kwistjonijiet tal-industrija taż-żejt u l-gass, u aħbarijiet dwar l-SPE u l-membri tagħha.