स्टेनलेस स्टील पाइपहरूको अन्तर्निहित जंग प्रतिरोधको बावजुद, समुद्री वातावरणमा स्थापित स्टेनलेस स्टील पाइपहरूले आफ्नो अपेक्षित जीवनकालमा विभिन्न प्रकारका जंग अनुभव गर्छन्। यो जंगले भग्न उत्सर्जन, उत्पादन हानि र सम्भावित जोखिमहरू निम्त्याउन सक्छ। अफशोर प्लेटफर्म मालिकहरू र अपरेटरहरूले राम्रो जंग प्रतिरोध प्रदान गर्ने बलियो पाइप सामग्रीहरू निर्दिष्ट गरेर जंगको जोखिम कम गर्न सक्छन्। त्यसपछि, रासायनिक इन्जेक्सन, हाइड्रोलिक र आवेग लाइनहरू, र प्रक्रिया उपकरण र सेन्सिङ उपकरणहरूको निरीक्षण गर्दा तिनीहरूले सतर्क रहनुपर्छ ताकि जंगले स्थापित पाइपिङको अखण्डतालाई खतरामा नपारोस् र सुरक्षामा सम्झौता नगरोस्।
स्थानीयकृत क्षरण धेरै प्लेटफर्महरू, जहाजहरू, जहाजहरू, र अपतटीय स्थापनाहरूमा पाइपिङहरूमा फेला पार्न सकिन्छ। यो क्षरण पिटिंग वा क्रेभिस क्षरणको रूपमा हुन सक्छ, जसमध्ये कुनै पनि पाइपको भित्तालाई क्षरण गर्न सक्छ र तरल पदार्थ निस्कन सक्छ।
अनुप्रयोगको सञ्चालन तापक्रम बढ्दा क्षरणको जोखिम बढी हुन्छ। तापले ट्यूबको सुरक्षात्मक बाहिरी निष्क्रिय अक्साइड फिल्मको विनाशलाई तीव्र बनाउन सक्छ, जसले गर्दा पिटिंग क्षरणको गठनलाई बढावा दिन्छ।
दुर्भाग्यवश, स्थानीयकृत पिटिंग र क्रेभिस क्षरण पत्ता लगाउन गाह्रो हुन सक्छ, जसले गर्दा यी प्रकारका क्षरणहरू पहिचान गर्न, भविष्यवाणी गर्न र डिजाइन गर्न गाह्रो हुन्छ। यी जोखिमहरूलाई ध्यानमा राख्दै, प्लेटफर्म मालिकहरू, अपरेटरहरू र डिजाइनकर्ताहरूले आफ्नो प्रयोगको लागि उत्तम पाइपिङ सामग्री छनौट गर्दा सावधानी अपनाउनुपर्छ। सामग्री छनोट क्षरण विरुद्धको उनीहरूको पहिलो रक्षा हो, त्यसैले यसलाई सही बनाउनु महत्त्वपूर्ण छ। भाग्यवश, तिनीहरूले स्थानीयकृत क्षरण प्रतिरोधको धेरै सरल तर धेरै प्रभावकारी मापन, पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN) प्रयोग गरेर छनौट गर्न सक्छन्। धातुको PREN मान जति उच्च हुन्छ, स्थानीयकृत क्षरणको प्रतिरोध त्यति नै उच्च हुन्छ।
यस लेखले पिटिंग र क्रेभिस क्षरण कसरी पहिचान गर्ने र सामग्रीको PREN मानको आधारमा अपतटीय तेल र ग्यास अनुप्रयोगहरूको लागि ट्युबिङ सामग्री चयनलाई कसरी अनुकूलन गर्ने भन्ने समीक्षा गर्नेछ।
सामान्य क्षरणको तुलनामा साना क्षेत्रहरूमा स्थानीयकृत क्षरण हुन्छ, जुन धातुको सतहमा बढी एकरूप हुन्छ। नुनिलो पानी सहित संक्षारक तरल पदार्थको सम्पर्कमा आउँदा धातुको बाहिरी क्रोमियम-युक्त निष्क्रिय अक्साइड फिल्म फुट्दा ३१६ स्टेनलेस स्टील पाइपहरूमा पिटिंग र क्रेभिस क्षरण बन्न थाल्छ। क्लोरोइड-युक्त अपतटीय र तटवर्ती समुद्री वातावरण, साथै उच्च तापक्रम र ट्युबिङ सतहको प्रदूषणले पनि यस निष्क्रिय फिल्मको क्षरणको सम्भावना बढाउँछ।
पिटिङ। पाइपको लम्बाइमा रहेको निष्क्रिय फिल्म नष्ट हुँदा पिटिङ क्षरण हुन्छ, जसले पाइपको सतहमा साना गुहा वा खाडलहरू बनाउँछ। विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाहरू हुँदा यस्ता खाडलहरू बढ्ने सम्भावना हुन्छ, जसले गर्दा धातुमा रहेको फलाम खाडलको तल रहेको घोलमा घुल्छ। घुलित फलाम त्यसपछि खाडलको माथितिर फैलिनेछ र फलामको अक्साइड वा खिया बन्न अक्सिडाइज हुनेछ। खाडल गहिरो हुँदै जाँदा, विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाहरू तीव्र हुन्छन्, क्षरण तीव्र हुन्छ, र पाइपको भित्तामा पर्फोरेशन हुन सक्छ र चुहावट हुन सक्छ।
बाहिरी सतह दूषित हुँदा ट्युबिङ पिटिंग क्षरणको लागि बढी संवेदनशील हुन्छ (चित्र १)। उदाहरणका लागि, वेल्डिङ र ग्राइन्डिङ अपरेसनबाट हुने प्रदूषणले पाइपको निष्क्रिय अक्साइड तहलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ, जसले गर्दा पिटिंग क्षरण बन्न र गति बढाउन सक्छ। पाइपबाट हुने प्रदूषणसँग व्यवहार गर्दा पनि यही कुरा लागू हुन्छ। थप रूपमा, ब्राइनका थोपाहरू वाष्पीकरण हुँदै जाँदा, पाइपहरूमा बन्ने भिजेको नुन क्रिस्टलहरूले अक्साइड तहलाई जोगाउन पनि त्यस्तै गर्छन् र पिटिंग क्षरण निम्त्याउन सक्छन्। यस प्रकारको प्रदूषणलाई रोक्नको लागि, नियमित रूपमा ताजा पानीले फ्लश गरेर आफ्नो पाइपहरू सफा राख्नुहोस्।
चित्र १ - एसिड, नुन र अन्य निक्षेपहरूले दूषित ३१६/३१६L स्टेनलेस स्टील पाइप खस्ने सम्भावना अत्यधिक हुन्छ।
दरारको क्षरण।धेरैजसो अवस्थामा, अपरेटरद्वारा पिटिंग सजिलै पहिचान गर्न सकिन्छ।यद्यपि, दरारको क्षरण पत्ता लगाउन सजिलो छैन र यसले अपरेटरहरू र कर्मचारीहरूलाई ठूलो जोखिम निम्त्याउँछ।यो सामान्यतया पाइपहरूमा हुन्छ जसमा वरपरका सामग्रीहरू बीच साँघुरो ठाउँ हुन्छ, जस्तै क्लिपहरू वा पाइपहरू जुन छेउछाउमा कडा रूपमा जडान गरिएको हुन्छ।जब ब्राइन दरारमा चुहिन्छ, समयसँगै रासायनिक रूपमा आक्रामक एसिडिफाइड फेरिक क्लोराइड (FeCl3) घोल बन्छ र द्रुत दरारको क्षरण निम्त्याउँछ (चित्र २)।किनकि दरारहरू आफैंले क्षरणको जोखिम बढाउँछन्, दरारको क्षरण पिटिंग क्षरण भन्दा धेरै कम तापक्रममा हुन सक्छ।
चित्र २ - पाइप र पाइप सपोर्ट (माथि) बीच र पाइप अन्य सतहहरू (तल) नजिक जडान गर्दा पाइपमा रासायनिक रूपमा आक्रामक एसिडिफाइड फेरिक क्लोराइड घोलको निर्माणको कारणले गर्दा पाइपको क्षरण हुन सक्छ।
क्रेभिस क्षरणले सामान्यतया पाइपको लम्बाइ र पाइप सपोर्ट क्लिपको बीचमा बनेको क्रेभिसमा पहिले पिटिंग क्षरणको अनुकरण गर्दछ। यद्यपि, फ्र्याक्चर भित्रको तरल पदार्थमा बढ्दो Fe++ सांद्रताको कारणले गर्दा, प्रारम्भिक क्रेभर ठूलो र ठूलो हुँदै जान्छ जबसम्म यसले सम्पूर्ण फ्र्याक्चरलाई ढाक्दैन। अन्ततः, क्रेभिस क्षरणले पाइपलाई छिद्र पार्न सक्छ।
कडा दरारहरू क्षरणको सबैभन्दा ठूलो जोखिम हुन्। त्यसकारण, पाइपको अधिकांश परिधि वरिपरि बेर्ने पाइप क्ल्याम्पहरूले खुला क्ल्याम्पहरू भन्दा बढी जोखिम प्रस्तुत गर्छन्, जसले पाइप र क्ल्याम्प बीचको सम्पर्क सतहलाई कम गर्छ। मर्मतसम्भार प्राविधिकहरूले नियमित रूपमा क्ल्याम्पहरू खोलेर र पाइपको सतहमा क्षरणको निरीक्षण गरेर दरार क्षरणले क्षति वा विफलता निम्त्याउने सम्भावना कम गर्न मद्दत गर्न सक्छन्।
अनुप्रयोगको लागि सही धातु मिश्र धातु छनौट गरेर पिटिङ र क्रेभिस क्षरणलाई उत्तम रूपमा रोक्न सकिन्छ। निर्दिष्टकर्ताहरूले सञ्चालन वातावरण, प्रक्रिया अवस्था र अन्य चरहरूको आधारमा क्षरणको जोखिम कम गर्न इष्टतम पाइपिङ सामग्री चयन गर्न उचित परिश्रम गर्नुपर्छ।
निर्दिष्टकर्ताहरूलाई सामग्री चयनलाई अनुकूलन गर्न मद्दत गर्न, तिनीहरूले स्थानीयकृत क्षरणको प्रतिरोध निर्धारण गर्न धातुहरूको PREN मानहरू तुलना गर्न सक्छन्।PREN लाई मिश्र धातुको रासायनिक संरचनाबाट गणना गर्न सकिन्छ, जसमा यसको क्रोमियम (Cr), मोलिब्डेनम (Mo), र नाइट्रोजन (N) सामग्री समावेश छ, निम्नानुसार:
मिश्र धातुमा जंग प्रतिरोधी तत्वहरू क्रोमियम, मोलिब्डेनम र नाइट्रोजनको सामग्रीसँगै PREN बढ्छ। रासायनिक संरचनाको सम्बन्धमा विभिन्न स्टेनलेस स्टीलहरूको लागि PREN सम्बन्ध क्रिटिकल पिटिंग टेम्परेचर (CPT) - पिटिंग जंग अवलोकन गरिएको सबैभन्दा कम तापक्रम - मा आधारित छ। मूल रूपमा, PREN CPT को समानुपातिक छ। त्यसकारण, उच्च PREN मानहरूले उच्च पिटिंग प्रतिरोधलाई संकेत गर्दछ। PREN मा सानो वृद्धि मिश्र धातुको तुलनामा CPT मा सानो वृद्धिको बराबर मात्र हो, जबकि PREN मा ठूलो वृद्धिले उल्लेखनीय रूपमा उच्च CPT मा प्रदर्शनमा उल्लेखनीय सुधारलाई संकेत गर्दछ।
तालिका १ ले अपतटीय तेल र ग्यास अनुप्रयोगहरूमा सामान्यतया प्रयोग हुने विभिन्न मिश्र धातुहरूको PREN मानहरूको तुलना गर्दछ। यसले उच्च ग्रेड पाइप मिश्र धातु चयन गरेर विशिष्टताले कसरी जंग प्रतिरोधलाई उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्न सक्छ भनेर देखाउँछ। ३१६ बाट ३१७ स्टेनलेस स्टीलमा संक्रमण गर्दा PREN थोरै मात्र बढ्छ। उल्लेखनीय कार्यसम्पादन वृद्धिको लागि, ६ Mo सुपर अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील वा २५०७ सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील आदर्श रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
स्टेनलेस स्टीलमा निकल (Ni) को उच्च सांद्रताले पनि जंग प्रतिरोध बढाउँछ। यद्यपि, स्टेनलेस स्टीलको निकल सामग्री PREN समीकरणको भाग होइन। जे भए पनि, उच्च निकल सांद्रता भएका स्टेनलेस स्टीलहरू निर्दिष्ट गर्नु प्रायः फाइदाजनक हुन्छ, किनकि यो तत्वले स्थानीयकृत जंगको संकेत देखाउने सतहहरूलाई पुन: निष्क्रिय पार्न मद्दत गर्दछ।निकेलले अस्टिनाइटलाई स्थिर बनाउँछ र झुकाउँदा वा चिसो ड्रइङ १/८ कडा पाइप गर्दा मार्टेन्साइट गठनलाई रोक्छ।मार्टेनसाइट धातुहरूमा एक अवांछित क्रिस्टलीय चरण हो जसले स्थानीयकृत जंग र क्लोराइड-प्रेरित तनाव क्र्याकिंगको लागि स्टेनलेस स्टीलको प्रतिरोधलाई कम गर्छ।३१६/३१६L मा कम्तिमा १२% को उच्च निकल सामग्री उच्च दबाव ग्यासयुक्त हाइड्रोजन समावेश गर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि पनि वांछनीय छ।ASTM मानक विशिष्टतामा ३१६/३१६L स्टेनलेस स्टीलको लागि आवश्यक न्यूनतम निकल सांद्रता १०% हो।
समुद्री वातावरणमा प्रयोग हुने पाइपहरूमा स्थानीयकृत क्षरण जहाँ पनि हुन सक्छ। यद्यपि, पहिले नै दूषित भएका क्षेत्रहरूमा पिटिंग क्षरण हुने सम्भावना बढी हुन्छ, जबकि पाइप र माउन्टिङ हार्डवेयर बीचको साँघुरो खाडल भएका क्षेत्रहरूमा क्रेभिस क्षरण हुने सम्भावना बढी हुन्छ। आधारको रूपमा PREN प्रयोग गरेर, निर्दिष्टकर्ताले कुनै पनि प्रकारको स्थानीयकृत क्षरणको जोखिम कम गर्न उत्तम पाइप मिश्र धातु चयन गर्न सक्छ।
यद्यपि, ध्यान राख्नुहोस् कि त्यहाँ अन्य चरहरू छन् जसले क्षरण जोखिमलाई असर गर्न सक्छ। उदाहरणका लागि, तापक्रमले स्टेनलेस स्टीलको पिटिंग प्रतिरोधलाई असर गर्छ। तातो समुद्री हावापानीको लागि, ६ मोलिब्डेनम सुपर अस्टेनिटिक वा २५०७ सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील पाइपलाई गम्भीरतापूर्वक विचार गर्नुपर्छ किनभने यी सामग्रीहरूमा स्थानीयकृत क्षरण र क्लोराइड तनाव क्र्याकिंगको लागि उत्कृष्ट प्रतिरोध हुन्छ। चिसो हावापानीको लागि, ३१६/३१६L पाइप पर्याप्त हुन सक्छ, विशेष गरी यदि सफल प्रयोगको इतिहास स्थापित भएको छ भने।
ट्युबिङ जडान गरिसकेपछि अफशोर प्लेटफर्म मालिकहरू र सञ्चालकहरूले पनि क्षरणको जोखिम कम गर्न कदम चाल्न सक्छन्। खाल्डोमा क्षरणको जोखिम कम गर्न उनीहरूले पाइपहरू सफा राख्नुपर्छ र नियमित रूपमा ताजा पानीले फ्लश गर्नुपर्छ। नियमित निरीक्षणको क्रममा दरारको क्षरणको उपस्थिति हेर्न मर्मतसम्भार प्राविधिकहरूले ट्यूबिङ क्ल्याम्पहरू पनि खोल्नुपर्छ।
माथि उल्लिखित चरणहरू पछ्याउँदै, प्लेटफर्म मालिकहरू र सञ्चालकहरूले समुद्री वातावरणमा ट्युबिङको क्षरण र सम्बन्धित चुहावटको जोखिम कम गर्न सक्छन्, सुरक्षा र दक्षतामा सुधार ल्याउन सक्छन्, जबकि उत्पादन नोक्सान वा भग्नावशेष उत्सर्जनको रिलीजको सम्भावना कम गर्न सक्छन्।
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
जर्नल अफ पेट्रोलियम टेक्नोलोजी सोसाइटी अफ पेट्रोलियम इन्जिनियर्सको प्रमुख पत्रिका हो, जसले अन्वेषण र उत्पादन प्रविधिमा भएको प्रगति, तेल तथा ग्यास उद्योगका मुद्दाहरू, र SPE र यसका सदस्यहरूको बारेमा समाचारहरूमा आधिकारिक संक्षिप्त विवरण र सुविधाहरू प्रदान गर्दछ।