Pavarësisht rezistencës së natyrshme ndaj korrozionit të tubave inox, tubat prej çeliku inox të instaluar në mjedise detare janë subjekt i llojeve të ndryshme të korrozionit gjatë jetës së tyre të pritshme të shërbimit.Ky korrozion mund të çojë në emetime të padukshme, humbje të produktit 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 ofrojnë rezistencë më të mirë ndaj korrozionit.Më pas, ata duhet të qëndrojnë vigjilentë kur inspektojnë linjat e injektimit kimik, linjat hidraulike dhe impulse, dhe të përpunojnë instrumentet dhe instrumentet për të siguruar që korrozioni të mos kërcënojë integritetin e tubacioneve të instaluara ose të rrezikojë sigurinë.
Korrozioni 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 me gropa ose të çara, të cilat mund të gërryejnë murin e tubit dhe të shkaktojnë lirimin e lëngut.
Rreziku i korrozionit rritet me rritjen e temperaturës së funksionimit të aplikacionit.Nxehtësia mund të përshpejtojë degradimin e shtresës mbrojtëse të jashtme të oksidit pasiv të tubit, duke nxitur kështu gropa.
Fatkeqësisht, korrozioni i lokalizuar i gropave dhe i çarjeve janë të vështira 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 caktuarit 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 që ta rregulloni atë siç duhet.Për fat të mirë, ata mund të zgjedhin një masë shumë të thjeshtë, por shumë efektive të rezistencës së lokalizuar ndaj korrozionit, Numri i Ekuivalent i Rezistencës së Gropave (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 mënyrën e identifikimit të korrozionit të gropave dhe të çarave, si dhe se si të optimizoni përzgjedhjen e materialit të tubit për aplikimet e naftës dhe gazit në det të hapur bazuar në vlerën PREN të materialit.
Korrozioni i lokalizuar ndodh në zona të vogla në krahasim me korrozionin e përgjithshëm, i cili është më uniform mbi sipërfaqen e metalit.Korrozioni i gropave dhe i çarjeve fillojnë të formohen në tubin prej çeliku inox 316 kur filmi i jashtëm i oksidit pasiv i pasur me krom të metalit prishet për shkak të ekspozimit ndaj lëngjeve gërryese, duke përfshirë ujin e kripur.Mjediset detare të pasura me kloride, si dhe temperaturat e larta dhe madje edhe ndotja e sipërfaqes së tubit, rrisin gjasat e degradimit të këtij filmi pasivizues.
gropa Korrozioni me gropë ndodh kur filmi pasivizues në një pjesë të tubit prishet, duke formuar zgavra të vogla ose gropa në sipërfaqen e tubit.Gropa të tilla ka të ngjarë të rriten ndërsa reaksionet elektrokimike vazhdojnë, 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 gropave 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 pasivimit të tubit, duke formuar dhe përshpejtuar gropën.E njëjta gjë vlen edhe për trajtimin e thjeshtë të ndotjes nga tubat.Përveç kësaj, ndërsa pikat e kripës avullohen, kristalet e lagëta të kripës që formohen në tuba mbrojnë shtresën e oksidit dhe mund të çojnë në gropa.Për të parandaluar këto lloje të ndotjes, mbajini tubat tuaja të pastra duke i shpëlarë rregullisht me ujë të freskët.
Figura 1. Tubi çeliku inox 316/316L i kontaminuar me acid, kripë dhe depozita të tjera është shumë i ndjeshëm ndaj gropave.
korrozioni i çarjes.Në shumicën e rasteve, gropa mund të zbulohet lehtësisht nga operatori.Megjithatë, korrozioni i çarjeve nuk është i lehtë për t'u zbuluar dhe paraqet një rrezik më të madh për operatorët dhe personelin.Kjo zakonisht ndodh në gypat që kanë boshllëqe të ngushta midis materialeve përreth, si p.sh.Kur shëllira depërton në të çarë, me kalimin e kohës, në këtë zonë formohet një zgjidhje kimikisht agresive e acidifikuar e klorurit të ferrit (FeCl3), e cila shkakton përshpejtimin e korrozionit të çarjes (Fig. 2).Meqenëse çarja në vetvete rrit rrezikun e korrozionit, korrozioni i çarjes mund të ndodhë në temperatura shumë më të ulëta se gropa.
Figura 2 – Korrozioni i çarjes mund të zhvillohet ndërmjet tubit dhe mbështetëses së tubit (sipër) dhe kur tubi instalohet afër sipërfaqeve të tjera (poshtë) për shkak të formimit të një solucioni kimikisht agresiv të acidifikuar të klorurit të hekurit në hendek.
Korrozioni i çarjes zakonisht simulon gropën së pari në hendekun e formuar midis seksionit të tubit dhe jakës mbështetëse të tubit.Mirëpo, për shkak të rritjes së përqendrimit të Fe++ në lëngun brenda frakturës, hinka fillestare bëhet gjithnjë e më e madhe derisa të mbulojë të gjithë thyerjen.Në fund të fundit, korrozioni i çarjes mund të çojë në shpim të tubit.
Plasaritjet e dendura paraqesin rrezikun më të madh të korrozionit.Prandaj, kapëset e tubave që rrethojnë një pjesë më të madhe të perimetrit të tubit priren të jenë më të rrezikshme se kapëset e hapura, të cilat minimizojnë sipërfaqen e kontaktit midis tubit dhe kapëses.Teknikët e shërbimit mund të ndihmojnë në zvogëlimin e mundësisë së dëmtimit ose dështimit nga korrozioni i çarjes duke hapur rregullisht kapëset dhe duke kontrolluar sipërfaqen e tubit për korrozion.
Korrozioni i gropave dhe i çarjeve mund të parandalohet duke zgjedhur aliazhin e duhur metalik për aplikim.Specifikuesit duhet të ushtrojnë kujdesin e duhur në zgjedhjen e materialit optimal të tubacionit për të minimizuar rrezikun e korrozionit në varësi të mjedisit të procesit, kushteve të procesit dhe variablave të tjerë.
Për të ndihmuar specifikuesit të optimizojnë përzgjedhjen e materialit, 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 aliazhit, duke përfshirë përmbajtjen e tij të kromit (Cr), molibdenit (Mo) dhe azotit (N), si më poshtë:
PREN rritet me përmbajtjen e elementeve rezistente ndaj korrozionit të kromit, molibdenit dhe azotit në aliazh.Raporti PREN bazohet në temperaturën kritike të vrimës (CPT) - temperatura më e ulët në të cilën ndodh gropa - për çeliqe të ndryshëm inox në varësi të përbërjes kimike.Në thelb, PREN është proporcional me CPT.Prandaj, vlerat më të larta PREN tregojnë rezistencë më të lartë të gropave.Një rritje e vogël në PREN është vetëm ekuivalente me një rritje të vogël të CPT në krahasim me aliazhin, ndërsa një rritje e madhe në PREN tregon një përmirësim të rëndësishëm në performancë ndaj një CPT dukshëm më të lartë.
Tabela 1 krahason vlerat PREN për lidhjet e ndryshme që përdoren zakonisht në industrinë e naftës dhe gazit në det të hapur.Tregon sesi specifikimi mund të përmirësojë shumë rezistencën ndaj korrozionit duke zgjedhur një aliazh tubash me cilësi më të lartë.PREN rritet pak nga 316 SS në 317 SS.Super Austenitic 6 Mo SS ose Super Duplex 2507 SS janë ideale për një rritje të konsiderueshme të performancës.
Përqendrimet më të larta të nikelit (Ni) në çelik inox gjithashtu rrisin rezistencën ndaj korrozionit.Megjithatë, përmbajtja e nikelit në çelik inox nuk është pjesë e ekuacionit PREN.Në çdo rast, shpesh është e dobishme të zgjidhni çelik inox me një përmbajtje më të lartë nikel, pasi ky element ndihmon në ri-pasivizimin e sipërfaqeve që tregojnë shenja korrozioni 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 redukton rezistencën e çelikut inox ndaj korrozionit të lokalizuar, si dhe plasaritjes së stresit të shkaktuar nga kloruri.Përmbajtja më e lartë e nikelit prej të paktën 12% në çelikun 316/316L është gjithashtu e dëshirueshme për aplikimet e gazit të hidrogjenit me presion të lartë.Përqendrimi minimal i nikelit i kërkuar për çelik inox ASTM 316/316L është 10%.
Korrozioni i lokalizuar mund të ndodhë kudo në tubacionet e përdorura në mjediset detare.Megjithatë, gropa ka më shumë gjasa të ndodhë në zonat që janë tashmë të kontaminuara, ndërsa korrozioni i çarjeve ka më shumë gjasa të ndodhë në zonat me boshllëqe të ngushta midis tubit dhe pajisjeve të instalimit.Duke përdorur PREN si bazë, specifikuesi mund të zgjedhë aliazhin më të mirë të tubave për të minimizuar rrezikun e çdo lloj korrozioni të lokalizuar.
Megjithatë, mbani në mend se ka variabla të tjerë që mund të ndikojnë në rrezikun e korrozionit.Për shembull, temperatura ndikon në rezistencën e çelikut inox ndaj gropave.Për klimat e nxehta detare, tubat prej çeliku inox super austenitik 6 molibden ose super dupleks 2507 duhet të merren parasysh seriozisht pasi këto materiale kanë rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit të lokalizuar dhe plasaritjes së klorurit.Për klimat më të freskëta, një tub 316/316L mund të jetë i mjaftueshëm, veçanërisht nëse ka një histori të përdorimit të suksesshëm.
Pronarët dhe operatorët e platformave në det të hapur mund të marrin gjithashtu hapa për të minimizuar rrezikun e korrozionit pas instalimit të tubit.Ata duhet t'i mbajnë tubat të pastër dhe të shpëlarë rregullisht me ujë të freskët për të zvogëluar rrezikun e groposjes.Ata gjithashtu duhet të kenë teknikët e mirëmbajtjes të hapin kapëset e tubave gjatë inspektimeve rutinë për të kontrolluar korrozionin e çarjeve.
Duke ndjekur hapat e mësipërm, pronarët dhe operatorët e platformës 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 pasigurta.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Journal of Petroleum Technology është revista kryesore e Shoqatës së Inxhinierëve të Naftës, që përmban përmbledhje dhe artikuj autoritativë mbi përparimet në teknologjinë e sipërme, çështjet e industrisë së naftës dhe gazit, si dhe lajme rreth SPE dhe anëtarëve të saj.