स्टेनलेस स्टील पाइपहरूको अन्तर्निहित जंग प्रतिरोधको बावजुद, समुद्री वातावरणमा स्थापित स्टेनलेस स्टील पाइपहरू तिनीहरूको अपेक्षित सेवा जीवनको समयमा विभिन्न प्रकारका क्षरणहरूको अधीनमा छन्।यो क्षरणले भगोड़ा उत्सर्जन, उत्पादन हानि र सम्भावित जोखिमहरू निम्त्याउन सक्छ।अपतटीय प्लेटफर्म मालिकहरू र अपरेटरहरूले राम्रो जंग प्रतिरोध प्रदान गर्ने बलियो पाइप सामग्रीहरू निर्दिष्ट गरेर क्षरणको जोखिम कम गर्न सक्छन्।त्यस पछि, तिनीहरूले रासायनिक इन्जेक्शन लाइनहरू, हाइड्रोलिक र आवेग लाइनहरू, र क्षयले स्थापित पाइपिंगको अखण्डतालाई खतरामा पार्दैन वा सुरक्षामा सम्झौता गर्दैन भनेर सुनिश्चित गर्न इन्स्ट्रुमेन्टेसन र इन्स्ट्रुमेन्टेसनको निरीक्षण गर्दा सतर्क रहनुपर्छ।
स्थानीयकृत जंग धेरै प्लेटफर्महरू, जहाजहरू, जहाजहरू र अपतटीय पाइपलाइनहरूमा फेला पार्न सकिन्छ।यो क्षय पिटिङ् वा क्राइभस क्षरणको रूपमा हुन सक्छ, जसमध्ये कुनै पनि पाइपको पर्खाललाई क्षय गर्न सक्छ र तरल पदार्थ छोड्न सक्छ।
एप्लिकेसनको सञ्चालन तापक्रम बढ्दै जाँदा क्षरणको जोखिम बढ्छ।तातोले ट्यूबको सुरक्षात्मक बाहिरी निष्क्रिय अक्साइड फिल्मको क्षयलाई गति दिन सक्छ, जसले गर्दा पिटिङ्लाई बढावा दिन्छ।
दुर्भाग्यवश, स्थानीयकृत पिटिङ् र दरारको क्षरण पत्ता लगाउन गाह्रो हुन्छ, जसले गर्दा यी प्रकारका क्षरणहरू पहिचान गर्न, भविष्यवाणी गर्न र डिजाइन गर्न गाह्रो हुन्छ।यी जोखिमहरूलाई ध्यानमा राख्दै, प्लेटफर्म मालिकहरू, अपरेटरहरू र डिजाइनरहरूले उनीहरूको आवेदनको लागि उत्तम पाइपलाइन सामग्री छनोट गर्न सावधानी अपनाउनुपर्छ।सामाग्री चयन जंग विरुद्ध रक्षा को पहिलो रेखा हो, त्यसैले यसलाई सही प्राप्त धेरै महत्त्वपूर्ण छ।सौभाग्य देखि, तिनीहरूले स्थानीयकृत जंग प्रतिरोध को एक धेरै सरल तर धेरै प्रभावकारी उपाय छनोट गर्न सक्छन्, पिटिंग प्रतिरोध बराबर संख्या (PREN)।धातुको PREN मूल्य जति उच्च हुन्छ, स्थानीयकृत क्षरणको लागि यसको प्रतिरोध उच्च हुन्छ।
यस लेखले कसरी पिटिङ् र दरारको क्षरण पहिचान गर्ने, साथै सामग्रीको PREN मूल्यको आधारमा अपतटीय तेल र ग्यास अनुप्रयोगहरूको लागि ट्युबिङ सामग्री छनोटलाई कसरी अनुकूलन गर्ने भनेर हेर्नेछ।
स्थानीयकृत जंग सामान्य क्षरणको तुलनामा साना क्षेत्रहरूमा हुन्छ, जुन धातुको सतहमा अधिक समान हुन्छ।316 स्टेनलेस स्टील ट्युबिङमा पिटिङ्ग र क्राइभस क्षरण हुन थाल्छ जब धातुको बाहिरी क्रोमियम युक्त निष्क्रिय अक्साइड फिल्म नुन पानी सहित संक्षारक तरल पदार्थको सम्पर्कको कारण टुट्छ।क्लोराइडले भरिपूर्ण समुद्री वातावरण, साथै उच्च तापक्रम र ट्युबिङ सतहको प्रदूषणले पनि यो प्यासिभेसन फिल्मको क्षय हुने सम्भावना बढाउँछ।
पिटिङ्ग पिटिङ्ग क्षरण तब हुन्छ जब पाइपको खण्डमा रहेको प्यासिभेशन फिल्म फुट्छ, पाइपको सतहमा साना गुफाहरू वा खाडलहरू बनाउँछ।इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरू अगाडि बढ्दै जाँदा यस्ता खाल्डाहरू बढ्न सक्ने सम्भावना हुन्छ, जसको फलस्वरूप धातुमा रहेको फलाम खाडलको फेदमा रहेको घोलमा पग्लिन्छ।घुलनशील फलाम त्यसपछि खाडलको शीर्षमा फैलिनेछ र फलामको अक्साइड वा खिया बनाउन अक्सिडाइज हुनेछ।खाडल गहिरो हुँदै जाँदा, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरू तीव्र हुन्छन्, क्षरण बढ्छ, जसले पाइपको पर्खालको छिद्र हुन सक्छ र चुहावट निम्त्याउन सक्छ।
बाहिरी सतह दूषित भएमा ट्युबहरू पिटिङ्को लागि बढी संवेदनशील हुन्छन् (चित्र १)।उदाहरणका लागि, वेल्डिङ र ग्राइन्डिङ कार्यहरूबाट हुने प्रदूषकहरूले पाइपको प्यासिभेसन अक्साइड तहलाई हानि पुऱ्याउन सक्छ, जसले गर्दा पिटिङ्ग बन्न र गति बढाउन सक्छ।पाइपबाट हुने प्रदूषणसँग जुध्न पनि यही हो।थप रूपमा, नुनका थोपाहरू वाष्पीकरण हुँदै जाँदा, पाइपहरूमा बन्ने भिजेको नुन क्रिस्टलहरूले अक्साइड तहलाई सुरक्षित राख्छ र पिटिङ् निम्त्याउन सक्छ।यस प्रकारको प्रदुषण रोक्नको लागि, आफ्नो पाइपहरूलाई नियमित रूपमा ताजा पानीले फ्लश गरेर सफा राख्नुहोस्।
चित्र 1. 316/316L स्टेनलेस स्टील पाइप एसिड, सलाइन र अन्य निक्षेपहरूले दूषित पिटिङ्को लागि अत्यधिक संवेदनशील हुन्छ।
दरार जंग।धेरै जसो अवस्थामा, अपरेटर द्वारा पिटिंग सजिलै पत्ता लगाउन सकिन्छ।यद्यपि, दरारको क्षरण पत्ता लगाउन सजिलो छैन र अपरेटर र कर्मचारीहरूको लागि ठूलो जोखिम हुन्छ।यो सामान्यतया पाइपहरूमा हुन्छ जुन वरपरका सामग्रीहरू बीचको साँघुरो अन्तर हुन्छ, जस्तै क्ल्याम्पहरू वा पाइपहरू एकअर्काको छेउमा कडा रूपमा प्याक गरिएका पाइपहरू।जब नमकीन दरारमा छिर्छ, समयको साथमा, यस क्षेत्रमा रासायनिक रूपमा आक्रामक एसिडिफाइड फेरिक क्लोराइड समाधान (FeCl3) बनाइन्छ, जसले दरारको क्षरणलाई गति दिन्छ (चित्र 2)।चूंकि दरारले नै क्षरणको जोखिम बढाउँछ, खाडल भन्दा धेरै कम तापक्रममा दरारको क्षरण हुन सक्छ।
चित्र २ - पाइप र पाइप सपोर्ट (माथि) र पाइप अन्य सतहहरू (तल) नजिक जडान गर्दा ग्यापमा फेरिक क्लोराइडको रासायनिक रूपमा आक्रामक एसिडिफाइड समाधानको गठनको कारणले गर्दा क्राइभस क्षरण विकास हुन सक्छ।
क्रिभस क्षरणले सामान्यतया पाइप खण्ड र पाइप समर्थन कलर बीचको खाडलमा पहिले पिटिङ्लाई सिमुलेट गर्छ।यद्यपि, फ्र्याक्चर भित्रको तरल पदार्थमा Fe++ को एकाग्रतामा भएको वृद्धिको कारणले, प्रारम्भिक फनेल ठूलो र ठूलो हुन्छ जबसम्म यसले सम्पूर्ण फ्र्याक्चरलाई ढाक्दैन।अन्ततः, दरारको क्षरणले पाइपको छिद्र हुन सक्छ।
बाक्लो दरारहरूले क्षरणको सबैभन्दा ठूलो जोखिम प्रतिनिधित्व गर्दछ।त्यसकारण, पाइपको परिधिको ठूलो भागलाई घेर्ने पाइप क्ल्याम्पहरू खुला क्ल्याम्पहरू भन्दा बढी जोखिमपूर्ण हुन्छन्, जसले पाइप र क्ल्याम्पको बीचको सम्पर्क सतहलाई कम गर्छ।सेवा प्राविधिकहरूले नियमित रूपमा क्ल्याम्पहरू खोलेर र क्षयको लागि पाइपको सतह जाँच गरेर दरारको क्षरण क्षति वा विफलताको सम्भावना कम गर्न मद्दत गर्न सक्छन्।
अनुप्रयोगको लागि सही धातु मिश्र धातु चयन गरेर पिटिंग र दरार जंग रोक्न सकिन्छ।प्रक्रिया वातावरण, प्रक्रिया सर्तहरू, र अन्य चरहरूको आधारमा क्षरणको जोखिमलाई कम गर्न इष्टतम पाइपिंग सामग्री चयन गर्न निर्दिष्टकर्ताहरूले लगनशीलताको अभ्यास गर्नुपर्छ।
निर्दिष्टकर्ताहरूलाई सामग्री चयनलाई अनुकूलन गर्न मद्दत गर्न, तिनीहरूले स्थानीयकृत क्षरणको प्रतिरोध निर्धारण गर्न धातुहरूको PREN मानहरू तुलना गर्न सक्छन्।PREN को क्रोमियम (Cr), मोलिब्डेनम (Mo), र नाइट्रोजन (N) सामग्री सहित मिश्र धातुको रसायनबाट गणना गर्न सकिन्छ, निम्नानुसार:
मिश्र धातुमा क्रोमियम, मोलिब्डेनम र नाइट्रोजनको जंग प्रतिरोधी तत्वहरूको सामग्रीको साथ PREN बढ्छ।PREN अनुपात क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) मा आधारित हुन्छ - सबैभन्दा कम तापक्रम जसमा पिटिङ् हुन्छ - विभिन्न स्टेनलेस स्टील्सका लागि रासायनिक संरचनामा निर्भर गर्दछ।अनिवार्य रूपमा, PREN CPT को समानुपातिक हो।त्यसकारण, उच्च PREN मानहरूले उच्च पिटिंग प्रतिरोधलाई संकेत गर्दछ।PREN मा एक सानो वृद्धि मात्र मिश्र धातु को तुलना मा CPT मा एक सानो वृद्धि को बराबर छ, जबकि PREN मा एक ठूलो वृद्धि एक उल्लेखनीय उच्च CPT मा प्रदर्शन मा उल्लेखनीय सुधार को संकेत गर्दछ।
तालिका १ ले सामान्यतया अपतटीय तेल र ग्याँस उद्योगमा प्रयोग हुने विभिन्न मिश्र धातुहरूको लागि PREN मानहरू तुलना गर्दछ।यसले उच्च गुणस्तरको पाइप मिश्र धातु चयन गरेर विनिर्देशले जंग प्रतिरोधलाई कसरी सुधार गर्न सक्छ भनेर देखाउँछ।PREN 316 SS बाट 317 SS मा थोरै बढ्छ।Super Austenitic 6 Mo SS वा Super Duplex 2507 SS कार्यसम्पादनमा उल्लेखनीय वृद्धिका लागि उपयुक्त छन्।
स्टेनलेस स्टीलमा उच्च निकल (Ni) सांद्रताले पनि क्षरण प्रतिरोध बढाउँछ।यद्यपि, स्टेनलेस स्टीलको निकल सामग्री PREN समीकरणको भाग होइन।कुनै पनि अवस्थामा, उच्च निकल सामग्रीको साथ स्टेनलेस स्टीलहरू छनौट गर्न प्रायः लाभदायक हुन्छ, किनकि यो तत्वले स्थानीयकृत क्षरणको संकेत देखाउने सतहहरूलाई पुन: निष्क्रिय गर्न मद्दत गर्दछ।निकेलले अस्टिनाइटलाई स्थिर बनाउँछ र 1/8 कठोर पाइप झुकाउँदा वा चिसो रेखाचित्र गर्दा मार्टेन्साइट गठनलाई रोक्छ।मार्टेन्साइट धातुहरूमा एक अवांछनीय क्रिस्टलीय चरण हो जसले स्टेनलेस स्टीलको स्थानीयकृत क्षरणका साथै क्लोराइड-प्रेरित तनाव क्र्याकिंगको प्रतिरोधलाई कम गर्दछ।316/316L स्टिलमा कम्तिमा 12% को उच्च निकल सामग्री पनि उच्च दबाव हाइड्रोजन ग्यास अनुप्रयोगहरूको लागि वांछनीय छ।ASTM 316/316L स्टेनलेस स्टीलको लागि आवश्यक न्यूनतम निकल एकाग्रता 10% हो।
स्थानीयकृत क्षरण समुद्री वातावरणमा प्रयोग हुने पाइपहरूमा जहाँ पनि हुन सक्छ।यद्यपि, पहिले नै दूषित भएका क्षेत्रहरूमा पिटिङ् हुने सम्भावना बढी हुन्छ, जबकि पाइप र स्थापना उपकरणहरू बीचको साँघुरो खाडल भएका ठाउँहरूमा दरार क्षरण हुने सम्भावना बढी हुन्छ।आधारको रूपमा PREN प्रयोग गरेर, निर्दिष्टकर्ताले कुनै पनि प्रकारको स्थानीयकृत क्षरणको जोखिम कम गर्नको लागि उत्तम पाइप मिश्र धातु चयन गर्न सक्छ।
यद्यपि, ध्यान राख्नुहोस् कि त्यहाँ अन्य चरहरू छन् जसले जंगको जोखिमलाई असर गर्न सक्छ।उदाहरणका लागि, तापक्रमले स्टेनलेस स्टीलको पिटिङ्को प्रतिरोधलाई असर गर्छ।तातो समुद्री मौसमका लागि, सुपर अस्टेनिटिक 6 मोलिब्डेनम स्टील वा सुपर डुप्लेक्स 2507 स्टेनलेस स्टील पाइपहरू गम्भीर रूपमा विचार गर्नुपर्छ किनभने यी सामग्रीहरूमा स्थानीयकृत क्षरण र क्लोराइड क्र्याकिंगको लागि उत्कृष्ट प्रतिरोध छ।चिसो मौसमको लागि, 316/316L पाइप पर्याप्त हुन सक्छ, विशेष गरी यदि सफल प्रयोगको इतिहास छ भने।
अपतटीय प्लेटफर्म मालिकहरू र अपरेटरहरूले पनि ट्युबिङ स्थापना गरिसकेपछि क्षरणको जोखिमलाई कम गर्न कदमहरू चाल्न सक्छन्।पिटिङ्गको जोखिम कम गर्न तिनीहरूले पाइपहरू सफा राख्नुपर्छ र नियमित रूपमा ताजा पानीले धुनुपर्छ।तिनीहरूसँग मर्मत प्राविधिकहरूले नियमित निरीक्षणको क्रममा पाइप क्ल्याम्पहरू खोल्ने दरारको क्षरण जाँच गर्न पनि हुनुपर्छ।
माथिका चरणहरू पछ्याएर, प्लेटफर्म मालिकहरू र अपरेटरहरूले समुद्री वातावरणमा पाइप क्षरण र सम्बन्धित चुहावटको जोखिम कम गर्न, सुरक्षा र दक्षता सुधार गर्न, र उत्पादन हानि वा भगौडा उत्सर्जनको सम्भावना कम गर्न सक्छन्।
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
पेट्रोलियम टेक्नोलोजीको जर्नल सोसाइटी अफ पेट्रोलियम इन्जिनियर्सको अग्रणी जर्नल हो, जसमा अपस्ट्रीम टेक्नोलोजी, तेल र ग्यास उद्योगका मुद्दाहरूमा भएको प्रगति, र SPE र यसका सदस्यहरूको बारेमा समाचारहरूमा आधिकारिक सारांश र लेखहरू समावेश छन्।