Sa kabila ng likas na resistensya ng kaagnasan ng mga stainless steel pipe, ang mga stainless steel pipe na naka-install sa mga marine environment ay nakakaranas ng iba't ibang uri ng kaagnasan sa panahon ng kanilang inaasahang buhay. Ang kaagnasan na ito ay maaaring humantong sa mga fugitive emissions, pagkawala ng produkto at mga potensyal na panganib. Maaaring bawasan ng mga may-ari at operator ng offshore platform ang panganib ng kaagnasan sa pamamagitan ng pagtukoy ng mas malalakas na materyales sa tubo na nagbibigay ng mas mahusay na resistensya ng kaagnasan. at proseso ng instrumentation at sensing equipment upang matiyak na ang kaagnasan ay hindi nagbabanta sa integridad ng naka-install na piping at nakompromiso ang kaligtasan.
Matatagpuan ang localized corrosion sa maraming platform, sasakyang-dagat, barko, at piping sa mga instalasyong malayo sa pampang. Ang corrosion na ito ay maaaring nasa anyo ng pitting o crevice corrosion, alinman sa mga ito ay maaaring masira ang pipe wall at maging sanhi ng paglabas ng likido.
Ang panganib ng kaagnasan ay mas malaki kapag ang operating temperatura ng application ay tumaas. Ang init ay maaaring mapabilis ang pagkasira ng proteksiyon na panlabas na passive oxide film ng tubo, at sa gayon ay nagpo-promote ng pagbuo ng pitting corrosion.
Sa kasamaang-palad, maaaring mahirap matukoy ang localized na pitting at crevice corrosion, na ginagawang mas mahirap tukuyin, hulaan at idisenyo ang mga ganitong uri ng corrosion. Dahil sa mga panganib na ito, dapat mag-ingat ang mga may-ari ng platform, operator at itinalaga kapag pumipili ng pinakamahusay na piping material para sa kanilang aplikasyon. Ang pagpili ng materyal ay ang kanilang unang linya ng depensa laban sa kaagnasan, kaya ang pagkuha nito ng tama ay mahalaga. Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). Kung mas mataas ang halaga ng PREN ng isang metal, mas mataas ang resistensya nito sa localized corrosion.
Susuriin ng artikulong ito kung paano matukoy ang pitting at crevice corrosion at kung paano i-optimize ang pagpili ng materyal sa tubing para sa offshore na mga aplikasyon ng langis at gas batay sa halaga ng PREN ng materyal.
Nangyayari ang localized corrosion sa maliliit na lugar kumpara sa pangkalahatang corrosion, na mas pare-pareho sa ibabaw ng metal. Ang pitting at crevice corrosion ay nagsisimulang mabuo sa 316 stainless steel pipe kapag ang panlabas na chromium-rich passive oxide film ay pumutok dahil sa pagkakalantad sa mga corrosive fluid, kabilang ang tubig-alat. Chloride-rich offshore at onshore na pagtaas ng temperatura ng dagat, pati na rin ang mataas na temperatura ng tubig sa ibabaw ng dagat, pati na rin ang tubig sa dagat. ang potensyal para sa marawal na kalagayan ng pelikulang ito ng passive.
pitting.Ang pitting corrosion ay nangyayari kapag ang passivation film sa isang haba ng pipe ay nawasak, na bumubuo ng maliliit na cavity o mga hukay sa ibabaw ng pipe.Ang mga naturang hukay ay malamang na lumaki habang nagaganap ang mga electrochemical reactions, na nagiging sanhi ng bakal sa metal na matunaw sa solusyon sa ilalim ng hukay.Ang natunaw na bakal ay magdi-diffuse patungo sa tuktok ng pit. lumalalim ang hukay, bumibilis ang mga reaksiyong electrochemical, tumitindi ang kaagnasan, at maaaring humantong sa pagbutas ng dingding ng tubo at humantong sa pagtagas.
Ang tubing ay mas madaling kapitan ng pitting corrosion kapag ang panlabas na ibabaw nito ay kontaminado (Figure 1). Halimbawa, ang kontaminasyon mula sa welding at grinding operations ay maaaring makapinsala sa passivating oxide layer ng pipe, at sa gayon ay bumubuo at nagpapabilis ng pitting corrosion. Ganoon din sa simpleng pagharap sa kontaminasyon mula sa mga tubo. upang protektahan ang layer ng oxide at maaaring humantong sa pitting corrosion. Upang maiwasan ang mga ganitong uri ng kontaminasyon, panatilihing malinis ang iyong mga tubo sa pamamagitan ng regular na pag-flush sa kanila ng sariwang tubig.
Figure 1 – 316/316L stainless steel pipe na kontaminado ng acid, brine at iba pang deposito ay lubhang madaling kapitan sa pitting corrosion.
crevice corrosion.Sa karamihan ng mga kaso, ang pitting ay madaling matukoy ng operator.Gayunpaman, ang crevice corrosion ay hindi madaling matukoy at nagdudulot ng mas malaking panganib sa mga operator at tauhan.Karaniwan itong nangyayari sa mga tubo na may masikip na espasyo sa pagitan ng mga nakapalibot na materyales, tulad ng mga tubo na nakalagay sa lugar na may mga clip o pipe na mahigpit na nakakabit nang magkatabi.Kapag ang brine ay tumagos sa chemical crevice aferric, agressive chloride acid. (FeCl3) na solusyon ay nabubuo sa lugar sa paglipas ng panahon at nagiging sanhi ng pinabilis na crevice corrosion (Figure 2). Dahil ang mga siwang mismo ay nagpapataas ng panganib ng kaagnasan, ang crevice corrosion ay maaaring mangyari sa mga temperatura na mas mababa kaysa sa pitting corrosion.
Figure 2 – Maaaring magkaroon ng crevice corrosion sa pagitan ng pipe at ng pipe support (itaas) at kapag ang pipe ay naka-install malapit sa iba pang surface (ibaba) dahil sa pagbuo ng chemically aggressive acidified ferric chloride solution sa crevice.
Karaniwang ginagaya ng crevice corrosion ang pitting corrosion muna sa crevice na nabuo sa pagitan ng haba ng pipe at pipe support clip.Gayunpaman, dahil sa pagtaas ng Fe++ na konsentrasyon sa fluid sa loob ng fracture, ang paunang crater ay nagiging mas malaki at mas malaki hanggang sa masakop nito ang buong fracture.Sa huli, ang crevice corrosion ay maaaring magbutas sa pipe.
Ang mga masikip na bitak ay ang pinakamalaking panganib ng kaagnasan. Samakatuwid, ang mga pipe clamp na bumabalot sa halos lahat ng circumference ng pipe ay may posibilidad na magpakita ng mas malaking panganib kaysa sa mga bukas na clamp, na nagpapaliit sa contact surface sa pagitan ng pipe at ng clamp.Maaaring makatulong ang mga maintenance technician na bawasan ang posibilidad ng crevice corrosion na magdulot ng pinsala o pagkabigo sa pamamagitan ng regular na pagbukas ng corrosion ng pipe at sa regular na pagbukas ng mga clamp ng pipe.
Pinakamainam na mapipigilan ang kaagnasan ng pitting at crevice sa pamamagitan ng pagpili ng tamang metal alloy para sa aplikasyon. Ang mga tagatukoy ay dapat magsagawa ng angkop na pagsusumikap upang piliin ang pinakamainam na materyal sa piping upang mabawasan ang panganib ng kaagnasan batay sa operating environment, mga kondisyon ng proseso at iba pang mga variable.
Upang matulungan ang mga specifier na i-optimize ang pagpili ng materyal, maaari nilang ihambing ang mga halaga ng PREN ng mga metal upang matukoy ang kanilang paglaban sa localized corrosion. Maaaring kalkulahin ang PREN mula sa kemikal na komposisyon ng haluang metal, kabilang ang nilalaman ng chromium (Cr), molybdenum (Mo), at nitrogen (N), tulad ng sumusunod:
Tumataas ang PREN sa nilalaman ng mga elementong lumalaban sa kaagnasan na chromium, molybdenum at nitrogen sa haluang metal. Ang relasyon ng PREN ay batay sa kritikal na temperatura ng pitting (CPT) – ang pinakamababang temperatura kung saan sinusunod ang pitting corrosion – para sa iba't ibang stainless steel na may kaugnayan sa kemikal na komposisyon. Sa esensya, ang PREN ay proporsyonal sa CPT. Samakatuwid, ang pagtaas ng PREN ay mas mataas. katumbas ng isang maliit na pagtaas sa CPT kumpara sa haluang metal, samantalang ang isang malaking pagtaas sa PREN ay nagpapahiwatig ng isang makabuluhang pagpapabuti sa pagganap sa isang makabuluhang mas mataas na CPT.
Inihahambing ng Talahanayan 1 ang mga halaga ng PREN ng iba't ibang mga haluang metal na karaniwang ginagamit sa mga aplikasyon ng langis at gas sa malayo sa pampang. Ipinapakita nito kung paano makabuluhang mapahusay ng espesipikasyon ang resistensya ng kaagnasan sa pamamagitan ng pagpili ng mas mataas na grade pipe alloy. Bahagyang tumataas ang PREN kapag lumilipat mula sa 316 hanggang 317 na hindi kinakalawang na asero. Para sa isang makabuluhang pagtaas ng pagganap, ang 6 Mo super austenitic stainless steel o 2507 ay perpektong ginamit na stainless steel.
Ang mas mataas na konsentrasyon ng nickel (Ni) sa hindi kinakalawang na asero ay nagpapahusay din ng paglaban sa kaagnasan.Gayunpaman, ang nilalaman ng nickel ng hindi kinakalawang na asero ay hindi bahagi ng equation ng PREN. Sa anumang kaso, kadalasang kapaki-pakinabang na tukuyin ang mga hindi kinakalawang na asero na may mas mataas na mga konsentrasyon ng nickel, dahil ang elementong ito ay nakakatulong na muling i-passivate ang mga ibabaw na nagpapakita ng mga senyales ng localized na kaagnasan. Ang nickel ay pinipigilan ang pagkabuo ng lamig. 1/8 hard pipe.Ang Martensite ay isang hindi kanais-nais na crystalline phase sa mga metal na binabawasan ang resistensya ng stainless steel sa localized corrosion pati na rin ang chloride-induced stress cracking.Ang mas mataas na nickel content na hindi bababa sa 12% sa 316/316L ay kanais-nais din para sa mga application na kinasasangkutan ng mataas na presyon ng gaseous na konsentrasyon na kinakailangan para sa minimum na 316TM na konsentrasyon ng hydrogen. 10%.
Maaaring mangyari ang localized corrosion saanman sa mga pipe na ginagamit sa marine environment.Gayunpaman, ang pitting corrosion ay mas malamang na mangyari sa mga lugar na kontaminado na, habang ang crevice corrosion ay mas malamang na mangyari sa mga lugar na may makitid na puwang sa pagitan ng pipe at ng mounting hardware. Gamit ang PREN bilang batayan, maaaring piliin ng specifier ang pinakamahusay na pipe alloy upang mabawasan ang panganib ng anumang uri ng localized na corrosion.
Gayunpaman, tandaan na may iba pang mga variable na maaaring makaapekto sa panganib ng kaagnasan. Halimbawa, ang temperatura ay nakakaapekto sa pitting resistance ng hindi kinakalawang na asero. Para sa mainit na marine climates, 6 molybdenum super austenitic o 2507 super duplex stainless steel pipe ay dapat na seryosong isaalang-alang dahil ang mga materyales na ito ay may mahusay na pagtutol sa localized corrosion at chloride stress cracking. ay itinatag.
Ang mga may-ari at operator ng offshore na platform ay maaari ding gumawa ng mga hakbang upang mabawasan ang panganib ng kaagnasan pagkatapos mai-install ang tubing. Dapat nilang panatilihing malinis at regular na i-flush ng sariwang tubig ang mga tubo upang mabawasan ang panganib ng pitting corrosion. Dapat din silang magkaroon ng mga maintenance technician na bukas na mga clamp ng tubing sa mga regular na inspeksyon upang hanapin ang pagkakaroon ng crevice corrosion.
Kasunod ng mga hakbang na nakabalangkas sa itaas, ang mga may-ari ng platform at operator ay maaaring mabawasan ang panganib ng tubing corrosion at mga kaugnay na pagtagas sa mga marine environment, pagpapabuti ng kaligtasan at kahusayan, habang binabawasan ang pagkakataon ng pagkawala ng produkto o ang pagpapalabas ng mga fugitive emissions.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Ang Journal of Petroleum Technology ay ang flagship magazine ng Society of Petroleum Engineers, na nagbibigay ng mga makapangyarihang brief at feature sa mga pagsulong sa exploration at production technology, mga isyu sa industriya ng langis at gas, at mga balita tungkol sa SPE at mga miyembro nito.