స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ పైపులకు సహజంగానే తుప్పు నిరోధకత ఉన్నప్పటికీ, సముద్ర వాతావరణంలో అమర్చిన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ పైపులు వాటి ఆశించిన సేవా కాలంలో వివిధ రకాల తుప్పుకు గురవుతాయి. ఈ తుప్పు వలన లీకేజీ ఉద్గారాలు, ఉత్పత్తి నష్టాలు మరియు సంభావ్య ప్రమాదాలు సంభవించవచ్చు. ఆఫ్‌షోర్ ప్లాట్‌ఫారమ్ యజమానులు మరియు నిర్వాహకులు మెరుగైన తుప్పు నిరోధకత కోసం ప్రారంభం నుండే బలమైన పైపు పదార్థాలను నిర్దేశించడం ద్వారా తుప్పు ప్రమాదాన్ని తగ్గించవచ్చు. ఆ తర్వాత, రసాయన ఇంజెక్షన్ లైన్లు, హైడ్రాలిక్ మరియు ఇంపల్స్ లైన్లు, మరియు ప్రాసెస్ పరికరాలను తనిఖీ చేసేటప్పుడు, తుప్పు వలన అమర్చిన పైపింగ్ యొక్క సమగ్రతకు ముప్పు వాటిల్లడం లేదా భద్రతకు భంగం కలగకుండా ఉండేలా వారు తప్పనిసరిగా అప్రమత్తంగా ఉండాలి.
అనేక ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు, ఓడలు మరియు సముద్రపు పైప్‌లైన్‌లపై స్థానికీకరించిన తుప్పును చూడవచ్చు. ఈ తుప్పు పిట్టింగ్ లేదా క్రెవిస్ తుప్పు రూపంలో ఉండవచ్చు, వీటిలో ఏది అయినా పైపు గోడను కోతకు గురిచేసి ద్రవం విడుదల కావడానికి కారణమవుతుంది.
అప్లికేషన్ యొక్క ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పెరిగే కొద్దీ తుప్పు పట్టే ప్రమాదం పెరుగుతుంది. వేడి, ట్యూబ్ యొక్క రక్షిత బాహ్య పాసివ్ ఆక్సైడ్ పొర క్షీణతను వేగవంతం చేస్తుంది, తద్వారా పిట్టింగ్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది.
దురదృష్టవశాత్తు, స్థానికీకరించిన పిట్టింగ్ మరియు క్రీవిస్ తుప్పును గుర్తించడం కష్టం, దీనివల్ల ఈ రకమైన తుప్పును గుర్తించడం, అంచనా వేయడం మరియు రూపకల్పన చేయడం కష్టమవుతుంది. ఈ ప్రమాదాలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, ప్లాట్‌ఫారమ్ యజమానులు, ఆపరేటర్లు మరియు రూపకల్పన చేయబడిన వారు తమ అప్లికేషన్ కోసం ఉత్తమమైన పైప్‌లైన్ మెటీరియల్‌ను ఎంచుకోవడంలో జాగ్రత్త వహించాలి. తుప్పుకు వ్యతిరేకంగా మెటీరియల్ ఎంపికే వారి మొదటి రక్షణ మార్గం, కాబట్టి దానిని సరిగ్గా చేయడం చాలా ముఖ్యం. అదృష్టవశాత్తు, వారు స్థానికీకరించిన తుప్పు నిరోధకతను కొలవడానికి చాలా సరళమైన కానీ చాలా ప్రభావవంతమైన కొలమానాన్ని ఉపయోగించవచ్చు, అదే పిట్టింగ్ రెసిస్టెన్స్ ఈక్వివలెంట్ నంబర్ (PREN). ఒక లోహం యొక్క PREN విలువ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, స్థానికీకరించిన తుప్పుకు దాని నిరోధకత అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.
ఈ వ్యాసం, పిట్టింగ్ మరియు క్రీవిస్ తుప్పును ఎలా గుర్తించాలో మరియు పదార్థం యొక్క PREN విలువ ఆధారంగా ఆఫ్‌షోర్ చమురు మరియు గ్యాస్ అనువర్తనాల కోసం ట్యూబింగ్ పదార్థ ఎంపికను ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలో పరిశీలిస్తుంది.
లోహ ఉపరితలంపై మరింత ఏకరీతిగా ఉండే సాధారణ తుప్పుతో పోలిస్తే, స్థానికీకరించిన తుప్పు చిన్న ప్రదేశాలలో సంభవిస్తుంది. ఉప్పు నీటితో సహా, క్షయకారక ద్రవాలకు గురికావడం వల్ల లోహం యొక్క బయటి క్రోమియం-సమృద్ధిగల నిష్క్రియాత్మక ఆక్సైడ్ పొర విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు, 316 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ట్యూబింగ్‌పై పిట్టింగ్ మరియు క్రీవిస్ తుప్పు ఏర్పడటం ప్రారంభమవుతుంది. క్లోరైడ్‌లు అధికంగా ఉండే సముద్ర వాతావరణాలు, అలాగే అధిక ఉష్ణోగ్రతలు మరియు ట్యూబింగ్ ఉపరితలం కలుషితం కావడం కూడా ఈ నిష్క్రియాత్మక పొర క్షీణించే అవకాశాన్ని పెంచుతాయి.
పైపులోని ఒక భాగంపై ఉండే పాసివేషన్ పొర విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు పిట్టింగ్ తుప్పు ఏర్పడుతుంది, దీనివల్ల పైపు ఉపరితలంపై చిన్న కుహరాలు లేదా గుంటలు ఏర్పడతాయి. విద్యుత్ రసాయన చర్యలు కొనసాగే కొద్దీ ఇటువంటి గుంటలు పెరిగే అవకాశం ఉంది, దీని ఫలితంగా లోహంలోని ఇనుము గుంట అడుగుభాగంలో ద్రావణంలో కరిగిపోతుంది. కరిగిన ఇనుము అప్పుడు గుంట పైభాగానికి వ్యాపించి, ఆక్సీకరణ చెంది ఐరన్ ఆక్సైడ్ లేదా తుప్పుగా మారుతుంది. గుంట లోతుగా అయ్యే కొద్దీ, విద్యుత్ రసాయన చర్యలు వేగవంతమవుతాయి, తుప్పు పెరుగుతుంది, ఇది పైపు గోడకు రంధ్రాలు పడటానికి మరియు లీకేజీలకు దారితీస్తుంది.
ట్యూబ్‌ల బయటి ఉపరితలం కలుషితమైతే, వాటిపై గుంటలు ఏర్పడే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది (పటం 1). ఉదాహరణకు, వెల్డింగ్ మరియు గ్రైండింగ్ పనుల నుండి వెలువడే మలినాలు పైపు యొక్క పాసివేషన్ ఆక్సైడ్ పొరను దెబ్బతీసి, తద్వారా గుంటలు ఏర్పడటాన్ని మరియు ఆ ప్రక్రియను వేగవంతం చేయడాన్ని కలిగిస్తాయి. పైపుల నుండి వచ్చే కాలుష్యం విషయంలో కూడా ఇదే వర్తిస్తుంది. అంతేకాకుండా, ఉప్పు బిందువులు ఆవిరైనప్పుడు, పైపులపై ఏర్పడే తడి ఉప్పు స్ఫటికాలు ఆక్సైడ్ పొరను రక్షించి, గుంటలు ఏర్పడటానికి దారితీయవచ్చు. ఈ రకమైన కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి, మీ పైపులను క్రమం తప్పకుండా స్వచ్ఛమైన నీటితో ఫ్లష్ చేస్తూ శుభ్రంగా ఉంచుకోండి.
పటం 1. ఆమ్లం, లవణాలు మరియు ఇతర మలినాలతో కలుషితమైన 316/316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ పైపు గుంతలు పడటానికి ఎక్కువగా గురవుతుంది.
పగుళ్ల తుప్పు. చాలా సందర్భాలలో, పిట్టింగ్‌ను ఆపరేటర్ సులభంగా గుర్తించగలరు. అయితే, పగుళ్ల తుప్పును గుర్తించడం అంత సులభం కాదు మరియు ఇది ఆపరేటర్లకు, సిబ్బందికి ఎక్కువ ప్రమాదాన్ని కలిగిస్తుంది. ఇది సాధారణంగా చుట్టుపక్కల ఉన్న పదార్థాల మధ్య సన్నని ఖాళీలు ఉన్న పైపులపై సంభవిస్తుంది, ఉదాహరణకు క్లాంపులతో బిగించిన పైపులు లేదా ఒకదాని పక్కన ఒకటి గట్టిగా అమర్చిన పైపులు. ఉప్పునీరు ఆ ఖాళీలోకి ఇంకినప్పుడు, కాలక్రమేణా, ఈ ప్రాంతంలో రసాయనికంగా తీవ్రమైన ఆమ్లీకృత ఫెర్రిక్ క్లోరైడ్ ద్రావణం (FeCl3) ఏర్పడుతుంది, ఇది ఆ ఖాళీ యొక్క తుప్పును వేగవంతం చేస్తుంది (పటం 2). పగుళ్ల తుప్పు దాని స్వభావం రీత్యా తుప్పు ప్రమాదాన్ని పెంచుతుంది కాబట్టి, పిట్టింగ్ కంటే చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా ఇది సంభవించవచ్చు.
పటం 2 – పైపు మరియు పైపు సపోర్ట్ (పైన) మధ్య మరియు పైపును ఇతర ఉపరితలాలకు దగ్గరగా అమర్చినప్పుడు (క్రింద) ఆ ఖాళీలో రసాయనికంగా తీవ్రమైన ఫెర్రిక్ క్లోరైడ్ యొక్క ఆమ్లీకృత ద్రావణం ఏర్పడటం వలన చీలిక తుప్పు ఏర్పడవచ్చు.
పైపు సెక్షన్ మరియు పైపు సపోర్ట్ కాలర్ మధ్య ఏర్పడిన ఖాళీలో క్రీవిస్ తుప్పు సాధారణంగా మొదట పిట్టింగ్‌ను పోలి ఉంటుంది. అయితే, పగులు లోపల ఉన్న ద్రవంలో Fe++ గాఢత పెరగడం వల్ల, ప్రారంభంలో ఏర్పడిన గరాటు ఆకారం క్రమంగా పెద్దదవుతూ మొత్తం పగులును కప్పివేస్తుంది. అంతిమంగా, క్రీవిస్ తుప్పు పైపుకు రంధ్రం పడటానికి దారితీస్తుంది.
దట్టమైన పగుళ్లు తుప్పు పట్టడానికి అతిపెద్ద ప్రమాదాన్ని సూచిస్తాయి. అందువల్ల, పైపు చుట్టుకొలతలో ఎక్కువ భాగాన్ని చుట్టుముట్టే పైపు క్లాంపులు, పైపు మరియు క్లాంపు మధ్య స్పర్శ ఉపరితలాన్ని తగ్గించే ఓపెన్ క్లాంపుల కంటే ఎక్కువ ప్రమాదకరంగా ఉంటాయి. సర్వీస్ టెక్నీషియన్లు ఫిక్చర్‌లను క్రమం తప్పకుండా తెరిచి, పైపు ఉపరితలాలను తుప్పు కోసం తనిఖీ చేయడం ద్వారా, పగుళ్ల తుప్పు వల్ల కలిగే నష్టం లేదా వైఫల్యం యొక్క అవకాశాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడగలరు.
నిర్దిష్ట అనువర్తనానికి సరైన లోహ మిశ్రమాన్ని ఎంచుకోవడం ద్వారా పిట్టింగ్ మరియు క్రీవిస్ తుప్పును నివారించవచ్చు. నిర్వహణ వాతావరణం, ప్రక్రియ పరిస్థితులు మరియు ఇతర చరరాశులపై ఆధారపడి, తుప్పు ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి సరైన పైపింగ్ పదార్థాన్ని ఎంచుకోవడంలో నిర్దేశకులు తగిన శ్రద్ధ వహించాలి.
స్పెసిఫైయర్‌లు తమ మెటీరియల్స్ ఎంపికను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి సహాయపడటానికి, వారు స్థానికీకరించిన తుప్పుకు వాటి నిరోధకతను నిర్ధారించడానికి లోహాల PREN విలువలను పోల్చవచ్చు. మిశ్రమలోహం యొక్క రసాయన కూర్పు నుండి, దాని క్రోమియం (Cr), మాలిబ్డినం (Mo), మరియు నైట్రోజన్ (N) కంటెంట్‌తో సహా, PRENను ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించవచ్చు:
మిశ్రమలోహంలో క్రోమియం, మాలిబ్డినం మరియు నైట్రోజన్ వంటి తుప్పు నిరోధక మూలకాల పరిమాణం పెరిగే కొద్దీ PREN పెరుగుతుంది. రసాయన కూర్పును బట్టి వివిధ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్‌కు, PREN నిష్పత్తి అనేది క్రిటికల్ పిట్టింగ్ టెంపరేచర్ (CPT) – అంటే పిట్టింగ్ సంభవించే అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత – పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ముఖ్యంగా, PREN అనేది CPT కి అనుపాతంలో ఉంటుంది. అందువల్ల, అధిక PREN విలువలు అధిక పిట్టింగ్ నిరోధకతను సూచిస్తాయి. మిశ్రమలోహంతో పోలిస్తే, PRENలో స్వల్ప పెరుగుదల అనేది CPTలో కేవలం స్వల్ప పెరుగుదలకు సమానం, అయితే PRENలో పెద్ద పెరుగుదల అనేది చాలా అధిక CPTతో పోలిస్తే పనితీరులో గణనీయమైన మెరుగుదలను సూచిస్తుంది.
ఆఫ్‌షోర్ ఆయిల్ మరియు గ్యాస్ పరిశ్రమలో సాధారణంగా ఉపయోగించే వివిధ మిశ్రమలోహాల PREN విలువలను పట్టిక 1 పోలుస్తుంది. అధిక నాణ్యత గల పైపు మిశ్రమలోహాన్ని ఎంచుకోవడం ద్వారా స్పెసిఫికేషన్ తుప్పు నిరోధకతను ఎంతగా మెరుగుపరుస్తుందో ఇది చూపిస్తుంది. 316 SS నుండి 317 SS వరకు PREN కొద్దిగా పెరుగుతుంది. పనితీరులో గణనీయమైన మెరుగుదల కోసం సూపర్ ఆస్టెనిటిక్ 6 Mo SS లేదా సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ 2507 SS అనువైనవి.
స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లో అధిక నికెల్ (Ni) గాఢతలు తుప్పు నిరోధకతను కూడా పెంచుతాయి. అయితే, స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లోని నికెల్ పరిమాణం PREN సమీకరణంలో భాగం కాదు. ఏదేమైనా, అధిక నికెల్ పరిమాణం ఉన్న స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్‌ను ఎంచుకోవడం తరచుగా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఈ మూలకం స్థానికీకరించిన తుప్పు సంకేతాలను చూపే ఉపరితలాలను తిరిగి నిష్క్రియం చేయడానికి సహాయపడుతుంది. 1/8 దృఢమైన పైపును వంచేటప్పుడు లేదా కోల్డ్ డ్రాయింగ్ చేసేటప్పుడు నికెల్ ఆస్టెనైట్‌ను స్థిరీకరిస్తుంది మరియు మార్టెన్‌సైట్ ఏర్పడటాన్ని నిరోధిస్తుంది. మార్టెన్‌సైట్ అనేది లోహాలలో ఒక అవాంఛనీయ స్ఫటికాకార దశ, ఇది స్థానికీకరించిన తుప్పుకు మరియు క్లోరైడ్-ప్రేరిత ఒత్తిడి పగుళ్లకు స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది. అధిక పీడన హైడ్రోజన్ వాయు అనువర్తనాల కోసం 316/316L స్టీల్‌లో కనీసం 12% అధిక నికెల్ పరిమాణం కూడా కోరదగినది. ASTM 316/316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌కు అవసరమైన కనీస నికెల్ గాఢత 10%.
సముద్ర వాతావరణంలో ఉపయోగించే పైప్‌లైన్‌లో ఎక్కడైనా స్థానిక తుప్పు పట్టవచ్చు. అయితే, ఇప్పటికే కలుషితమైన ప్రాంతాలలో గుంతలు ఏర్పడే అవకాశం ఎక్కువగా ఉండగా, పైపు మరియు సంస్థాపన పరికరాల మధ్య ఇరుకైన ఖాళీలు ఉన్న ప్రాంతాలలో చీలిక తుప్పు పట్టే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. PRENను ఆధారంగా ఉపయోగించి, ఏ విధమైన స్థానిక తుప్పు ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి స్పెసిఫైయర్ ఉత్తమమైన పైపు గ్రేడ్‌ను ఎంచుకోవచ్చు.
అయితే, తుప్పు పట్టే ప్రమాదాన్ని ప్రభావితం చేసే ఇతర అంశాలు కూడా ఉన్నాయని గుర్తుంచుకోండి. ఉదాహరణకు, ఉష్ణోగ్రత స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క పిట్టింగ్ నిరోధకతను ప్రభావితం చేస్తుంది. వేడి సముద్రతీర వాతావరణాలకు, సూపర్ ఆస్టెనిటిక్ 6 మాలిబ్డినం స్టీల్ లేదా సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ 2507 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ పైపులను తీవ్రంగా పరిగణించాలి, ఎందుకంటే ఈ పదార్థాలు స్థానికీకరించిన తుప్పు మరియు క్లోరైడ్ పగుళ్లకు అద్భుతమైన నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. చల్లని వాతావరణాలకు, 316/316L పైపు సరిపోవచ్చు, ప్రత్యేకించి దానిని గతంలో విజయవంతంగా ఉపయోగించిన చరిత్ర ఉంటే.
ఆఫ్‌షోర్ ప్లాట్‌ఫారమ్ యజమానులు మరియు ఆపరేటర్లు కూడా ట్యూబింగ్ అమర్చిన తర్వాత తుప్పు పట్టే ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి చర్యలు తీసుకోవచ్చు. పైపులలో గుంతలు ఏర్పడే ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి వారు పైపులను శుభ్రంగా ఉంచి, క్రమం తప్పకుండా మంచినీటితో ఫ్లష్ చేయాలి. అలాగే, సాధారణ తనిఖీల సమయంలో క్రీవిస్ తుప్పును తనిఖీ చేయడానికి మెయింటెనెన్స్ టెక్నీషియన్లచే క్లాంపులను తెరిపించాలి.
పైన పేర్కొన్న దశలను అనుసరించడం ద్వారా, ప్లాట్‌ఫారమ్ యజమానులు మరియు నిర్వాహకులు సముద్ర వాతావరణంలో పైపు తుప్పు పట్టడం మరియు సంబంధిత లీక్‌ల ప్రమాదాన్ని తగ్గించవచ్చు, భద్రత మరియు సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు, అలాగే ఉత్పత్తి నష్టం లేదా అస్థిర ఉద్గారాల అవకాశాన్ని తగ్గించవచ్చు.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
సొసైటీ ఆఫ్ పెట్రోలియం ఇంజనీర్స్ యొక్క ప్రధాన పత్రిక అయిన 'జర్నల్ ఆఫ్ పెట్రోలియం టెక్నాలజీ', అప్‌స్ట్రీమ్ టెక్నాలజీలోని పురోగతులు, చమురు మరియు గ్యాస్ పరిశ్రమ సమస్యలు, ఇంకా SPE మరియు దాని సభ్యుల గురించిన వార్తలపై ప్రామాణికమైన సంక్షిప్త నివేదికలు మరియు వ్యాసాలను అందిస్తుంది.