Ngakhale kuti mapaipi achitsulo chosapanga dzimbiri amalimbana ndi dzimbiri, mapaipi achitsulo chosapanga dzimbiri omwe amaikidwa m'madzi amakumana ndi dzimbiri zosiyanasiyana pa nthawi yomwe amayembekezera. Dzimbirili lingayambitse mpweya woipa, kutayika kwa zinthu komanso zoopsa zomwe zingachitike. Eni ake a nsanja zakunja ndi ogwiritsa ntchito amatha kuchepetsa chiopsezo cha dzimbiri mwa kusankha zida zolimba za mapaipi zomwe zimapereka kukana kwa dzimbiri bwino. Pambuyo pake, ayenera kukhala maso akamayang'ana jekeseni wa mankhwala, mizere ya hydraulic ndi impulse, komanso zida zogwirira ntchito ndi zowunikira kuti atsimikizire kuti dzimbiri silikuwopseza umphumphu wa mapaipi omwe adayikidwa ndikuyika chitetezo pachiwopsezo.
Kuzingidwa kwa malo kungapezeke pa nsanja zambiri, zombo, zombo, ndi mapaipi m'malo osungiramo zinthu za m'nyanja. Kuzingidwa kumeneku kungakhale ngati dzimbiri la dzenje kapena ming'alu, zomwe zingawononge khoma la chitoliro ndikuyambitsa kutuluka kwa madzi.
Chiwopsezo cha dzimbiri chimakhala chachikulu pamene kutentha kwa ntchito kukuwonjezeka. Kutentha kumatha kufulumizitsa kuwonongeka kwa filimu yoteteza yakunja yopanda oxide ya chubu, motero kumalimbikitsa kupangika kwa dzimbiri.
Mwatsoka, dzimbiri la m'malo omwe ali ndi dzenje ndi ming'alu zimakhala zovuta kuzizindikira, zomwe zimapangitsa kuti mitundu iyi ya dzimbiri ikhale yovuta kuzizindikira, kuzineneratu, ndi kuzipangira. Popeza pali zoopsa izi, eni ake a nsanja, ogwiritsa ntchito, ndi omwe adasankhidwa ayenera kusamala posankha zida zabwino kwambiri zogwiritsira ntchito. Kusankha zinthu ndiye njira yawo yoyamba yodzitetezera ku dzimbiri, kotero kuzikonza bwino ndikofunikira. Mwamwayi, amatha kusankha pogwiritsa ntchito muyeso wosavuta koma wogwira mtima kwambiri wotsutsa dzimbiri, Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). Mtengo wa PREN wa chitsulo ukakhala wapamwamba, kukana kwake ku dzimbiri la m'malo omwe ali ndi dzenje kumakhala kwakukulu.
Nkhaniyi ifotokoza momwe mungadziwire dzimbiri la dzenje ndi ming'alu komanso momwe mungasankhire bwino zinthu zamachubu kuti zigwiritsidwe ntchito ndi mafuta ndi gasi m'mphepete mwa nyanja kutengera mtengo wa PREN wa chinthucho.
Kuzimiririka kwa malo amodzi kumachitika m'malo ang'onoang'ono poyerekeza ndi dzimbiri lonse, lomwe limakhala lofanana kwambiri pamwamba pa chitsulo. Kuzimiririka kwa dzenje ndi ming'alu kumayamba kupangika pa mapaipi 316 achitsulo chosapanga dzimbiri pamene filimu yakunja ya chitsulo cholemera chromium oxide imaphulika chifukwa cha kukhudzana ndi madzi owononga, kuphatikizapo madzi amchere. Malo okhala ndi chloride wolemera m'mphepete mwa nyanja ndi m'mphepete mwa nyanja, komanso kutentha kwambiri komanso kuipitsidwa kwa pamwamba pa machubu, kumawonjezera kuthekera kwa kuwonongeka kwa filimuyi yoletsa kuzizira.
Kuboola kwa dzenje. Kuboola kwa dzenje kumachitika pamene filimu yopatsira mpweya pa chitoliro chautali yawonongeka, ndikupanga mabowo ang'onoang'ono kapena mabowo pamwamba pa chitoliro. Mabowo oterewa amatha kukula pamene zochitika zamagetsi zimachitika, zomwe zimapangitsa kuti chitsulo chomwe chili mu chitsulocho chisungunuke mu yankho pansi pa dzenje. Chitsulo chosungunukacho chidzafalikira pamwamba pa dzenjelo ndikupanga oxidize kuti apange chitsulo chosakanizika kapena dzimbiri. Pamene dzenjelo likuzama, zochitika zamagetsi zimathamanga, dzimbiri limakula, ndipo lingayambitse kuboola kwa khoma la chitoliro ndikupangitsa kuti madzi atuluke.
Kuyika machubu kumakhala kosavuta kuwononga machubu ngati pamwamba pake paipipa paipipa (Chithunzi 1). Mwachitsanzo, kuipitsidwa ndi ntchito zowotcherera ndi kupukusa kumatha kuwononga gawo la okosijeni losagwira ntchito la chitoliro, motero kupanga ndikufulumizitsa dzimbiri loipa. Izi zimafanananso ndi kungothana ndi kuipitsidwa ndi machubu. Kuphatikiza apo, pamene madontho amadzimadzi akuphwanyika, makhiristo amchere onyowa omwe amapangidwa pamachubu amachitanso chimodzimodzi kuteteza gawo la okosijeni ndipo angayambitse dzimbiri loipa. Kuti mupewe kuipitsidwa kwamtunduwu, sungani machubu anu oyera powatsuka nthawi zonse ndi madzi abwino.
Chithunzi 1 - Chitoliro cha chitsulo chosapanga dzimbiri cha 316/316L chodetsedwa ndi asidi, madzi amchere ndi zina zomwe zili mkati mwake chimakhala chosavuta kuwononga dzenje.
Kutupa kwa ming'alu. Nthawi zambiri, dzenje lotseguka limatha kuzindikirika mosavuta ndi wogwiritsa ntchito. Komabe, dzimbiri la ming'alu silili losavuta kuzindikira ndipo limabweretsa chiopsezo chachikulu kwa ogwiritsa ntchito ndi ogwira ntchito. Nthawi zambiri limapezeka pa mapaipi omwe ali ndi malo opapatiza pakati pa zipangizo zozungulira, monga mapaipi omwe amagwiridwa ndi zingwe kapena mapaipi omwe amaikidwa mwamphamvu mbali imodzi. Madzi amchere akalowa m'ming'alu, yankho la ferric chloride (FeCl3) lomwe limapangidwa ndi mankhwala limapangidwa m'deralo pakapita nthawi ndipo limayambitsa dzimbiri la ming'alu (Chithunzi 2). Chifukwa chakuti ming'alu yokha imawonjezera chiopsezo cha dzimbiri, dzimbiri la ming'alu limatha kuchitika kutentha kotsika kwambiri kuposa dzimbiri la ming'alu.
Chithunzi 2 - Kuzimiririka kwa ming'alu kungachitike pakati pa chitoliro ndi chothandizira chitoliro (pamwamba) komanso pamene chitolirocho chayikidwa pafupi ndi malo ena (pansi) chifukwa cha kupangika kwa yankho la ferric chloride lomwe lili ndi asidi wambiri m'ming'alu.
Kutupa kwa ming'alu nthawi zambiri kumatsanzira kutupira kwa dzenje poyamba mu mng'alu wopangidwa pakati pa kutalika kwa chitoliro ndi chothandizira chitoliro. Komabe, chifukwa cha kuchuluka kwa Fe++ m'madzimadzi mkati mwa mng'alu, ming'alu yoyambirira imakhala yayikulu mpaka itaphimba mng'alu wonse. Pamapeto pake, kutupira kwa ming'alu kumatha kuboola chitolirocho.
Ming'alu yolimba ndiye chiopsezo chachikulu cha dzimbiri. Chifukwa chake, ma clamp a mapaipi omwe amazungulira mbali yaikulu ya chitoliro amakhala ndi chiopsezo chachikulu kuposa ma clamp otseguka, omwe amachepetsa kukhudzana kwa pamwamba pa chitoliro ndi cholumikizira. Akatswiri okonza angathandize kuchepetsa kuthekera kwa dzimbiri la ming'alu kubweretsa kuwonongeka kapena kulephera mwa kutsegula ma clamp nthawi zonse ndikuyang'ana pamwamba pa chitoliro kuti aone ngati pali dzimbiri.
Kutupa kwa ming'alu ndi ming'alu kungapewedwe bwino posankha aloyi yoyenera yachitsulo yogwiritsira ntchito. Ofotokozera ayenera kuchita khama kuti asankhe zipangizo zoyenera zopopera mapaipi kuti achepetse chiopsezo cha dzimbiri kutengera malo ogwirira ntchito, momwe ntchito ikuyendera komanso zinthu zina.
Pofuna kuthandiza akatswiri odziwa bwino ntchito yawo kuti azitha kusankha bwino zinthu, amatha kufananiza PREN ya zitsulo kuti adziwe momwe zimakhalira ndi dzimbiri. PREN ikhoza kuwerengedwa kuchokera ku kapangidwe ka mankhwala ka alloy, kuphatikizapo chromium (Cr), molybdenum (Mo), ndi nayitrogeni (N), motere:
PREN imawonjezeka ndi kuchuluka kwa zinthu zosagwira dzimbiri za chromium, molybdenum ndi nayitrogeni mu alloy. Ubale wa PREN umachokera pa kutentha kofunikira kwa ma pitting (CPT) - kutentha kotsika kwambiri komwe ma pitting corrosion amawonedwa - pazitsulo zosiyanasiyana zosapanga dzimbiri poyerekeza ndi kapangidwe ka mankhwala. Kwenikweni, PREN imagwirizana ndi CPT. Chifukwa chake, ma PREN apamwamba akuwonetsa kukana kwakukulu kwa ma pitting. Kuwonjezeka pang'ono kwa PREN ndikofanana ndi kuwonjezeka pang'ono kwa CPT poyerekeza ndi alloy, pomwe kuwonjezeka kwakukulu kwa PREN kukuwonetsa kusintha kwakukulu pakugwira ntchito mpaka CPT yokwera kwambiri.
Gome 1 likuyerekeza ma PREN a mitundu yosiyanasiyana ya alloys yomwe imagwiritsidwa ntchito kwambiri mu mafuta ndi gasi m'nyanja. Likuwonetsa momwe mfundoyi ingathandizire kwambiri kukana dzimbiri posankha alloy yapaipi yapamwamba kwambiri. PREN imawonjezeka pang'ono pokhapokha ikasintha kuchoka pa 316 kupita ku 317 chitsulo chosapanga dzimbiri. Kuti pakhale kuwonjezeka kwakukulu kwa magwiridwe antchito, 6 Mo super austenitic stainless steel kapena 2507 super duplex stainless steel ndi bwino kugwiritsa ntchito.
Kuchuluka kwa nickel (Ni) mu chitsulo chosapanga dzimbiri kumawonjezeranso kukana dzimbiri. Komabe, kuchuluka kwa nickel mu chitsulo chosapanga dzimbiri si gawo la PREN equation. Mulimonsemo, nthawi zambiri zimakhala bwino kutchula zitsulo zosapanga dzimbiri zokhala ndi kuchuluka kwa nickel, chifukwa chinthuchi chimathandiza kubwezeretsa malo omwe amasonyeza zizindikiro za dzimbiri lokhazikika. Nickel imakhazikika austenite ndikuletsa kupangika kwa martensite ikapindika kapena kuzizira kukoka chitoliro cholimba cha 1/8. Martensite ndi gawo losafunikira la kristalo mu zitsulo zomwe zimachepetsa kukana kwa chitsulo chosapanga dzimbiri ku dzimbiri lokhazikika komanso kusweka kwa kupsinjika komwe kumachitika chifukwa cha chloride. Kuchuluka kwa nickel kopitilira 12% mu 316/316L ndikofunikiranso pakugwiritsa ntchito hydrogen ya mpweya woipa kwambiri. Kuchuluka kochepa kwa nickel komwe kumafunika pa chitsulo chosapanga dzimbiri cha 316/316L mu ASTM standard specification ndi 10%.
Kuzingidwa kwa malo kumatha kuchitika kulikonse pamapaipi omwe amagwiritsidwa ntchito m'malo a m'nyanja. Komabe, dzimbiri la mabowo limapezeka kwambiri m'malo omwe ali ndi kachilombo kale, pomwe dzimbiri la ming'alu limapezeka kwambiri m'malo omwe ali ndi mipata yopapatiza pakati pa chitoliro ndi zida zoyikira. Pogwiritsa ntchito PREN ngati maziko, chofotokozeracho chingasankhe aloyi yabwino kwambiri ya chitoliro kuti chichepetse chiopsezo cha dzimbiri la malo aliwonse.
Komabe, kumbukirani kuti pali zinthu zina zomwe zingakhudze chiopsezo cha dzimbiri. Mwachitsanzo, kutentha kumakhudza kukana kwa chitsulo chosapanga dzimbiri. Pa nyengo yotentha ya m'nyanja, chitoliro chachitsulo chosapanga dzimbiri cha 6 molybdenum super austenitic kapena 2507 super duplex chiyenera kuganiziridwa mozama chifukwa zipangizozi zimalimbana bwino ndi dzimbiri komanso kusweka kwa chloride. Pa nyengo yozizira, chitoliro cha 316/316L chingakhale chokwanira, makamaka ngati mbiri yogwiritsidwa ntchito bwino yakhazikitsidwa.
Eni ake a nsanja za m'mphepete mwa nyanja ndi ogwiritsa ntchito amathanso kuchitapo kanthu kuti achepetse chiopsezo cha dzimbiri pambuyo poti mapaipi ayikidwa. Ayenera kusunga mapaipi oyera ndikutsuka ndi madzi abwino nthawi zonse kuti achepetse chiopsezo cha dzimbiri. Ayeneranso kukhala ndi akatswiri okonza kuti atsegule ma clamp a mapaipi panthawi yowunikira nthawi zonse kuti aone ngati pali dzimbiri m'ming'alu.
Potsatira njira zomwe zafotokozedwa pamwambapa, eni ake a nsanja ndi ogwiritsa ntchito amatha kuchepetsa chiopsezo cha dzimbiri la mapaipi ndi kutayikira kofanana ndi komwe kumachitika m'nyanja, kukonza chitetezo ndi magwiridwe antchito, pomwe akuchepetsa mwayi woti zinthu zitayike kapena kutulutsa mpweya woipa.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Magazini ya The Journal of Petroleum Technology ndi magazini yodziwika bwino ya Society of Petroleum Engineers, yomwe imapereka malangizo ndi zinthu zodalirika zokhudza kupita patsogolo kwa ukadaulo wofufuza ndi kupanga, nkhani za mafakitale amafuta ndi gasi, komanso nkhani zokhudza SPE ndi mamembala ake.