Ten spyte van die inherente korrosiebestandheid van vlekvrye staalpype, is vlekvrye staalpype wat in mariene omgewings geïnstalleer is, onderhewig aan verskeie tipes korrosie gedurende hul verwagte lewensduur.Hierdie korrosie kan lei tot voortvlugtige emissies, produkverliese en potensiële risiko's.Buitelandse platformeienaars en -operateurs kan die risiko van korrosie verminder deur van die begin af sterker pypmateriaal te spesifiseer vir beter korrosiebestandheid.Daarna moet hulle waaksaam bly wanneer hulle chemiese inspuitlyne, hidrouliese en impulslyne, en prosesinstrumentasie en instrumentasie inspekteer om te verseker dat korrosie nie die integriteit van die geïnstalleerde pype bedreig of veiligheid in gevaar stel nie.
Gelokaliseerde korrosie kan op baie platforms, skepe, skepe en aflandige pypleidings gevind word.Hierdie korrosie kan in die vorm van put- of spleetkorrosie wees, wat een van die twee die pypwand kan erodeer en veroorsaak dat vloeistof vrygestel word.
Die risiko van korrosie neem toe namate die werkstemperatuur van die toediening toeneem.Hitte kan die agteruitgang van die buis se beskermende buitenste passiewe oksiedfilm versnel en sodoende putvorming bevorder.
Ongelukkig is gelokaliseerde put- en skeurkorrosie moeilik om op te spoor, wat dit moeilik maak om hierdie tipe korrosie te identifiseer, te voorspel en te ontwerp.Gegewe hierdie risiko's, moet platformeienaars, operateurs en ontwerpers versigtig wees om die beste pyplynmateriaal vir hul toepassing te kies.Materiaalkeuse is hul eerste verdedigingslinie teen korrosie, so dit is baie belangrik om dit reg te kry.Gelukkig kan hulle 'n baie eenvoudige maar baie effektiewe maatstaf van gelokaliseerde korrosieweerstand, die Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) gebruik.Hoe hoër die PREN-waarde van 'n metaal, hoe hoër is sy weerstand teen gelokaliseerde korrosie.
Hierdie artikel sal kyk na hoe om put- en skeurkorrosie te identifiseer en hoe om die keuse van buismateriaal vir buitelandse olie- en gastoepassings te optimaliseer gebaseer op die materiaal se PREN-waarde.
Gelokaliseerde korrosie kom in klein areas voor in vergelyking met algemene korrosie, wat meer eenvormig oor die metaaloppervlak is.Pitting en spleetkorrosie begin op 316 vlekvrye staal buise vorm wanneer die buitenste chroomryke passiewe oksiedfilm van die metaal gebars word deur blootstelling aan korrosiewe vloeistowwe, insluitend soutwater.Mariene omgewings ryk aan chloriede, sowel as hoë temperature en selfs kontaminasie van die buisoppervlak, verhoog die waarskynlikheid van agteruitgang van hierdie passiveringsfilm.
Pitting Pitkorrosie vind plaas wanneer die passiveringsfilm op 'n gedeelte van die pyp afbreek en klein holtes of putte op die oppervlak van die pyp vorm.Sulke putte sal waarskynlik groei namate elektrochemiese reaksies voortgaan, waardeur die yster in die metaal in oplossing onder in die put opgelos word.Die opgeloste yster sal dan na die bokant van die put diffundeer en oksideer om ysteroksied of roes te vorm.Soos die put verdiep, versnel elektrochemiese reaksies, korrosie neem toe, wat kan lei tot perforasie van die pypwand en lei tot lekkasies.
Buise is meer vatbaar vir putte as hul buitenste oppervlak besmet is (Figuur 1).Besoedeling van sweis- en slypbewerkings kan byvoorbeeld die passiveringsoksiedlaag van die pyp beskadig en sodoende putvorming vorm en versnel.Dieselfde geld vir bloot die hantering van besoedeling deur pype.Daarbenewens, soos die soutdruppels verdamp, beskerm die nat soutkristalle wat op die pype vorm die oksiedlaag en kan dit lei tot pitting.Om hierdie tipe besoedeling te voorkom, hou jou pype skoon deur dit gereeld met vars water te spoel.
Figuur 1. 316/316L vlekvrye staalpyp wat met suur, sout en ander neerslae besmet is, is hoogs vatbaar vir putputte.
spleetkorrosie.In die meeste gevalle kan pitting maklik deur die operateur opgespoor word.Spleetkorrosie is egter nie maklik om op te spoor nie en hou 'n groter risiko vir operateurs en personeel in.Dit gebeur gewoonlik op pype wat nou gapings tussen omliggende materiale het, soos pype wat met klampe vasgehou word of pype wat styf langs mekaar gepak is.Wanneer die pekelwater in die gaping insypel, word 'n chemies aggressiewe versuurde ferrichloriedoplossing (FeCl3) met verloop van tyd in hierdie area gevorm, wat versnelde korrosie van die gaping veroorsaak (Fig. 2).Aangesien skeurkorrosie uit die aard daarvan die risiko van korrosie verhoog, kan skeurkorrosie by baie laer temperature as putput voorkom.
Figuur 2 – Spleetkorrosie kan ontwikkel tussen die pyp en pypsteun (bo) en wanneer die pyp naby ander oppervlaktes (onder) geïnstalleer word as gevolg van die vorming van 'n chemies aggressiewe versuurde oplossing van ferrichloried in die gaping.
Spleetkorrosie simuleer gewoonlik put eerste in die gaping wat tussen die pypgedeelte en die pypsteunkraag gevorm word.As gevolg van die toename in die konsentrasie Fe++ in die vloeistof binne die fraktuur, word die aanvanklike tregter egter groter en groter totdat dit die hele fraktuur bedek.Uiteindelik kan skeurkorrosie lei tot perforasie van die pyp.
Digte krake verteenwoordig die grootste risiko van korrosie.Daarom is pypklemme wat 'n groot gedeelte van die pyp se omtrek omsingel geneig om meer riskant te wees as oop klampe, wat die kontakoppervlak tussen pyp en klem minimaliseer.Dienstegnici kan help om die kans op skeurkorrosieskade of -onderbreking te verminder deur gereeld toebehore oop te maak en pypoppervlaktes vir korrosie te inspekteer.
Pitting en spleetkorrosie kan voorkom word deur die regte metaallegering vir die spesifieke toepassing te kies.Spesifiseerders moet omsigtigheid aan die dag lê om die optimale pypmateriaal te kies om die risiko van korrosie te verminder, afhangende van die bedryfsomgewing, prosestoestande en ander veranderlikes.
Om spesifikasies te help om hul keuse van materiale te optimaliseer, kan hulle die PREN-waardes van metale vergelyk om hul weerstand teen gelokaliseerde korrosie te bepaal.PREN kan soos volg uit die legering se chemie, insluitend sy chroom (Cr), molibdeen (Mo) en stikstof (N) inhoud, bereken word:
PREN verhoog met die inhoud van korrosiebestande elemente van chroom, molibdeen en stikstof in die legering.Die PREN-verhouding is gebaseer op die kritieke puttemperatuur (CPT) – die laagste temperatuur waarby pitting plaasvind – vir verskeie vlekvrye staal, afhangende van die chemiese samestelling.In wese is PREN eweredig aan CPT.Hoër PREN-waardes dui dus hoër putweerstand aan.'n Klein toename in PREN is gelykstaande aan slegs 'n klein toename in CPT in vergelyking met die legering, terwyl 'n groot toename in PREN 'n beduidende verbetering in werkverrigting aandui oor 'n baie hoër CPT.
Tabel 1 vergelyk PREN-waardes vir verskeie legerings wat algemeen in die buitelandse olie- en gasbedryf gebruik word.Dit wys hoe spesifikasie korrosiebestandheid aansienlik kan verbeter deur 'n pyplegering van hoër gehalte te kies.PREN styg effens van 316 SS tot 317 SS.Super Austenitic 6 Mo SS of Super Duplex 2507 SS is ideaal vir aansienlike prestasiewinste.
Hoër nikkel (Ni) konsentrasies in vlekvrye staal verhoog ook weerstand teen korrosie.Die nikkelinhoud van vlekvrye staal is egter nie deel van die PREN-vergelyking nie.Dit is in elk geval dikwels voordelig om vlekvrye staal met 'n hoër nikkelinhoud te kies, aangesien hierdie element help om oppervlaktes wat tekens van gelokaliseerde korrosie toon, te herpassiveer.Nikkel stabiliseer austeniet en voorkom martensietvorming wanneer 1/8 rigiede pyp gebuig of koudgetrek word.Martensiet is 'n ongewenste kristallyne fase in metale wat die weerstand van vlekvrye staal teen gelokaliseerde korrosie sowel as chloried-geïnduseerde spanningskraking verminder.Die hoër nikkelinhoud van ten minste 12% in 316/316L staal is ook wenslik vir hoëdruk waterstofgas toepassings.Die minimum nikkelkonsentrasie benodig vir ASTM 316/316L vlekvrye staal is 10%.
Gelokaliseerde korrosie kan enige plek voorkom in 'n pypleiding wat in 'n mariene omgewing gebruik word.Dit is egter meer geneig om putvorming te voorkom in gebiede wat reeds besmet is, terwyl spleetkorrosie meer geneig is om te voorkom in gebiede met nou gapings tussen die pyp en installasietoerusting.Deur PREN as basis te gebruik, kan die spesifiseerder die beste pypgraad kies om die risiko van enige soort gelokaliseerde korrosie te verminder.
Hou egter in gedagte dat daar ander veranderlikes is wat die risiko van korrosie kan beïnvloed.Byvoorbeeld, temperatuur beïnvloed die weerstand van vlekvrye staal teen put.Vir warm maritieme klimate moet super austenitiese 6 molibdeen staal of super dupleks 2507 vlekvrye staal pype ernstig oorweeg word omdat hierdie materiale uitstekende weerstand teen gelokaliseerde korrosie en chloried krake het.Vir koeler klimate kan 'n 316/316L pyp voldoende wees, veral as daar 'n geskiedenis van suksesvolle gebruik is.
Buitelandse platformeienaars en -operateurs kan ook stappe doen om die risiko van korrosie te verminder nadat buise geïnstalleer is.Hulle moet die pype skoon hou en gereeld met vars water spoel om die risiko van putte te verminder.Hulle moet ook onderhoudstegnici hê om die klampe tydens roetine-inspeksies oop te maak om na te gaan vir spleetkorrosie.
Deur die stappe hierbo te volg, kan platformeienaars en -operateurs die risiko van pypkorrosie en verwante lekkasies in die mariene omgewing verminder, veiligheid en doeltreffendheid verbeter en die kans op produkverlies of voortvlugtige emissies verminder.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Die Journal of Petroleum Technology, die vlagskipjoernaal van die Society of Petroleum Engineers, verskaf gesaghebbende opdragte en artikels oor vooruitgang in stroomoptegnologie, olie- en gasbedryfkwessies, en nuus oor SPE en sy lede.