Pavarësisht rezistencës së natyrshme ndaj korrozionit të tubave prej çeliku inox, tubat prej çeliku inox të instaluar në mjedise detare i nënshtrohen llojeve të ndryshme të korrozionit gjatë jetëgjatësisë së tyre të pritur të shërbimit. Ky korrozion mund të çojë në emetime të shpejta, humbje produktesh dhe rreziqe të mundshme. Pronarët dhe operatorët e platformave në det të hapur mund të zvogëlojnë rrezikun e korrozionit duke specifikuar materiale më të forta tubash që në fillim për rezistencë më të mirë ndaj korrozionit. Më pas, ata duhet të mbeten vigjilentë kur inspektojnë linjat e injektimit kimik, linjat hidraulike dhe impulsive, si dhe instrumentet e procesit për të siguruar që korrozioni të mos kërcënojë integritetin e tubave të instaluar ose të kompromentojë sigurinë.
Korozioni i lokalizuar mund të gjendet në shumë platforma, anije, anije dhe tubacione në det të hapur. Ky korrozion mund të jetë në formën e korrozionit në gropa ose në çarje, ku secila prej tyre mund të gërryejë murin e tubit dhe të shkaktojë çlirimin e lëngut.
Rreziku i korrozionit rritet me rritjen e temperaturës së funksionimit të aplikimit. Nxehtësia mund të përshpejtojë degradimin e filmit të jashtëm mbrojtës të oksidit pasiv të tubit, duke nxitur kështu formimin e gropëzave.
Fatkeqësisht, korrozioni i lokalizuar i gropëzave dhe çarjeve është i vështirë për t'u zbuluar, duke e bërë të vështirë identifikimin, parashikimin dhe projektimin e këtyre llojeve të korrozionit. Duke pasur parasysh këto rreziqe, pronarët e platformave, operatorët dhe të emëruarit duhet të tregojnë kujdes në zgjedhjen e materialit më të mirë të tubacionit për aplikimin e tyre. Përzgjedhja e materialit është linja e tyre e parë e mbrojtjes kundër korrozionit, kështu që është shumë e rëndësishme ta bëjnë siç duhet. Për fat të mirë, ata mund të përdorin një masë shumë të thjeshtë por shumë efektive të rezistencës së lokalizuar ndaj korrozionit, Numrin Ekuivalent të Rezistencës ndaj Gropëzimit (PREN). Sa më e lartë të jetë vlera PREN e një metali, aq më e lartë është rezistenca e tij ndaj korrozionit të lokalizuar.
Ky artikull do të shqyrtojë se si të identifikohet korrozioni në gropëza dhe çarje dhe si të optimizohet zgjedhja e materialit të tubave për aplikimet e naftës dhe gazit në det të hapur bazuar në vlerën PREN të materialit.
Korozioni i lokalizuar ndodh në zona të vogla krahasuar me korrozionin e përgjithshëm, i cili është më uniform mbi sipërfaqen metalike. Korozioni i gropëzave dhe çarjeve fillon të formohet në tubat prej çeliku inox 316 kur filmi i jashtëm i oksidit pasiv të pasur me krom i metalit shpërthen nga ekspozimi ndaj lëngjeve korrozive, përfshirë ujin e kripur. Mjediset detare të pasura me klorure, si dhe temperaturat e larta dhe madje edhe ndotja e sipërfaqes së tubit, rrisin mundësinë e degradimit të këtij filmi pasivizues.
Gropëzimi Korrozioni i gropës ndodh kur filmi i pasivizimit në një seksion të tubit prishet, duke formuar zgavra ose gropa të vogla në sipërfaqen e tubit. Gropa të tilla ka të ngjarë të rriten ndërsa vazhdojnë reaksionet elektrokimike, si rezultat i të cilave hekuri në metal tretet në tretësirë ​​në fund të gropës. Hekuri i tretur më pas do të shpërndahet në majë të gropës dhe do të oksidohet për të formuar oksid hekuri ose ndryshk. Ndërsa gropa thellohet, reaksionet elektrokimike përshpejtohen, korrozioni rritet, gjë që mund të çojë në shpim të murit të tubit dhe të çojë në rrjedhje.
Tubat janë më të ndjeshëm ndaj gropëzave nëse sipërfaqja e tyre e jashtme është e kontaminuar (Figura 1). Për shembull, ndotësit nga operacionet e saldimit dhe bluarjes mund të dëmtojnë shtresën e oksidit të pasivizimit të tubit, duke formuar dhe përshpejtuar kështu gropëzat. E njëjta gjë vlen edhe për trajtimin e ndotjes nga tubat. Përveç kësaj, ndërsa pikat e kripës avullohen, kristalet e lagështa të kripës që formohen në tuba mbrojnë shtresën e oksidit dhe mund të çojnë në gropëza. Për të parandaluar këto lloje ndotjeje, mbajini tubat tuaj të pastër duke i shpëlarë rregullisht me ujë të freskët.
Figura 1. Tubi prej çeliku inox 316/316L i kontaminuar me acid, kripë dhe depozita të tjera është shumë i ndjeshëm ndaj gropëzave.
Korrozioni i çarjeve. Në shumicën e rasteve, gropëzat mund të zbulohen lehtësisht nga operatori. Megjithatë, korrozioni i çarjeve nuk është i lehtë për t'u zbuluar dhe përbën një rrezik më të madh për operatorët dhe personelin. Kjo zakonisht ndodh në tuba që kanë hapësira të ngushta midis materialeve përreth, siç janë tubat e mbajtur në vend me kapëse ose tubat që janë të paketuar fort pranë njëri-tjetrit. Kur shëllira depërton në hapësirë, me kalimin e kohës, në këtë zonë formohet një tretësirë ​​kimikisht agresive e klorurit të hekurit të acidifikuar (FeCl3), e cila shkakton korrozion të përshpejtuar të hapësirës (Fig. 2). Meqenëse korrozioni i çarjeve nga natyra e tij rrit rrezikun e korrozionit, korrozioni i çarjeve mund të ndodhë në temperatura shumë më të ulëta se gropëzat.
Figura 2 - Korrozioni në të çara mund të zhvillohet midis tubit dhe mbështetëses së tubit (sipër) dhe kur tubi instalohet afër sipërfaqeve të tjera (poshtë) për shkak të formimit të një tretësire të acidifikuar kimikisht agresive të klorurit të hekurit në boshllëk.
Korozioni i çarjeve zakonisht simulon fillimisht gropëzimin në boshllëkun e formuar midis seksionit të tubit dhe jakës mbështetëse të tubit. Megjithatë, për shkak të rritjes së përqendrimit të Fe++ në lëngun brenda çarjes, hinka fillestare bëhet gjithnjë e më e madhe derisa të mbulojë të gjithë çarjen. Në fund të fundit, korrozioni i çarjeve mund të çojë në shpim të tubit.
Çarjet e dendura përfaqësojnë rrezikun më të madh të korrozionit. Prandaj, kapëset e tubave që rrethojnë një pjesë të madhe të perimetrit të tubit kanë tendencë të jenë më të rrezikshme sesa kapëset e hapura, të cilat minimizojnë sipërfaqen e kontaktit midis tubit dhe kapëses. Teknikët e shërbimit mund të ndihmojnë në uljen e mundësisë së dëmtimit ose dështimit nga korrozioni i çarjeve duke hapur rregullisht pajisjet dhe duke inspektuar sipërfaqet e tubave për korrozion.
Korozioni në gropëza dhe çarje mund të parandalohet duke zgjedhur lidhjen e duhur metalike për aplikimin specifik. Specifikuesit duhet të tregojnë kujdesin e duhur në zgjedhjen e materialit optimal të tubave për të minimizuar rrezikun e korrozionit, varësisht nga mjedisi i funksionimit, kushtet e procesit dhe variabla të tjerë.
Për të ndihmuar specifikuesit të optimizojnë zgjedhjen e materialeve, ata mund të krahasojnë vlerat PREN të metaleve për të përcaktuar rezistencën e tyre ndaj korrozionit të lokalizuar. PREN mund të llogaritet nga kimia e lidhjes, duke përfshirë përmbajtjen e kromit (Cr), molibdenit (Mo) dhe azotit (N), si më poshtë:
PREN rritet me përmbajtjen e elementëve rezistentë ndaj korrozionit të kromit, molibdenit dhe azotit në aliazh. Raporti PREN bazohet në temperaturën kritike të gropëzimit (CPT) - temperatura më e ulët në të cilën ndodh gropëzimi - për çelikë të ndryshëm inox në varësi të përbërjes kimike. Në thelb, PREN është proporcional me CPT. Prandaj, vlerat më të larta të PREN tregojnë rezistencë më të lartë ndaj gropëzimit. Një rritje e vogël në PREN është ekuivalente vetëm me një rritje të vogël në CPT krahasuar me aliazhin, ndërsa një rritje e madhe në PREN tregon një përmirësim të ndjeshëm në performancë krahasuar me një CPT shumë më të lartë.
Tabela 1 krahason vlerat PREN për lidhje të ndryshme që përdoren zakonisht në industrinë e naftës dhe gazit në det të hapur. Ajo tregon se si specifikimi mund ta përmirësojë shumë rezistencën ndaj korrozionit duke zgjedhur një lidhje tubash me cilësi më të lartë. PREN rritet pak nga 316 SS në 317 SS. Lidhjet Super Austenitike 6 Mo SS ose Super Duplex 2507 SS janë ideale për përmirësime të konsiderueshme të performancës.
Përqendrimet më të larta të nikelit (Ni) në çelik inox rrisin gjithashtu rezistencën ndaj korrozionit. Megjithatë, përmbajtja e nikelit në çelik inox nuk është pjesë e ekuacionit PREN. Sidoqoftë, shpesh është e dobishme të zgjidhni çelik inox me një përmbajtje më të lartë nikeli, pasi ky element ndihmon në ripasivizimin e sipërfaqeve që tregojnë shenja të korrozionit të lokalizuar. Nikeli stabilizon austenitin dhe parandalon formimin e martensitit gjatë përkuljes ose tërheqjes së ftohtë të tubit të ngurtë 1/8. Martensiti është një fazë kristalore e padëshirueshme në metale që zvogëlon rezistencën e çelikut inox ndaj korrozionit të lokalizuar, si dhe çarjeve të stresit të shkaktuara nga kloruri. Përmbajtja më e lartë e nikelit prej të paktën 12% në çelikun 316/316L është gjithashtu e dëshirueshme për aplikimet me gaz hidrogjeni me presion të lartë. Përqendrimi minimal i nikelit i kërkuar për çelikun inox ASTM 316/316L është 10%.
Korozioni i lokalizuar mund të ndodhë kudo në një tubacion të përdorur në një mjedis detar. Megjithatë, gropëzat kanë më shumë gjasa të ndodhin në zonat që janë tashmë të kontaminuara, ndërsa korrozioni në çarje ka më shumë gjasa të ndodhë në zonat me hapësira të ngushta midis tubit dhe pajisjeve të instalimit. Duke përdorur PREN si bazë, specifikuesi mund të zgjedhë gradën më të mirë të tubit për të minimizuar rrezikun e çdo lloj korrozioni të lokalizuar.
Megjithatë, mbani mend se ka edhe variabla të tjerë që mund të ndikojnë në rrezikun e korrozionit. Për shembull, temperatura ndikon në rezistencën e çelikut inox ndaj gropëzimit. Për klimat e nxehta detare, tubat e çelikut super austenitik 6 molibden ose çelikut inox super duplex 2507 duhet të merren seriozisht në konsideratë, sepse këto materiale kanë rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit lokal dhe çarjes së klorurit. Për klimat më të ftohta, një tub 316/316L mund të jetë i mjaftueshëm, veçanërisht nëse ka një histori përdorimi të suksesshëm.
Pronarët dhe operatorët e platformave në det të hapur mund të ndërmarrin gjithashtu hapa për të minimizuar rrezikun e korrozionit pasi të jenë instaluar tubat. Ata duhet t'i mbajnë tubat të pastër dhe të shpëlarë rregullisht me ujë të freskët për të zvogëluar rrezikun e gropëzave. Ata gjithashtu duhet të kenë teknikë mirëmbajtjeje që të hapin kapëset gjatë inspektimeve rutinë për të kontrolluar për korrozion në çarje.
Duke ndjekur hapat e mësipërm, pronarët dhe operatorët e platformave mund të zvogëlojnë rrezikun e korrozionit të tubave dhe rrjedhjeve të lidhura me to në mjedisin detar, të përmirësojnë sigurinë dhe efikasitetin dhe të zvogëlojnë mundësinë e humbjes së produktit ose emetimeve të arratisura.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Revista e Teknologjisë së Naftës, revista kryesore e Shoqatës së Inxhinierëve të Naftës, ofron përmbledhje dhe artikuj autoritativë mbi përparimet në teknologjinë e rrjedhës së sipërme, çështjet e industrisë së naftës dhe gazit, si dhe lajme rreth SPE-së dhe anëtarëve të saj.