Er gwaethaf ymwrthedd cyrydiad cynhenid ​​pibellau dur di-staen, mae pibellau dur di-staen a osodir mewn amgylcheddau morol yn destun gwahanol fathau o gyrydiad yn ystod eu bywyd gwasanaeth disgwyliedig.Gall y cyrydiad hwn arwain at allyriadau ffo, colledion cynnyrch a risgiau posibl.Gall perchnogion a gweithredwyr llwyfannau alltraeth leihau'r risg o gyrydiad trwy nodi deunyddiau pibell cryfach o'r cychwyn cyntaf ar gyfer gwell ymwrthedd cyrydiad.Wedi hynny, rhaid iddynt fod yn wyliadwrus wrth archwilio llinellau chwistrellu cemegol, llinellau hydrolig ac ysgogiad, a phrosesu offer ac offeryniaeth i sicrhau nad yw cyrydiad yn bygwth cyfanrwydd y pibellau gosodedig nac yn peryglu diogelwch.
Gellir dod o hyd i gyrydiad lleol ar lawer o lwyfannau, llongau, llongau a phiblinellau alltraeth.Gall y cyrydiad hwn fod ar ffurf cyrydiad tyllu neu agennau, a gall y naill neu'r llall erydu wal y bibell ac achosi i hylif gael ei ryddhau.
Mae'r risg o gyrydiad yn cynyddu wrth i dymheredd gweithredu'r cais gynyddu.Gall gwres gyflymu diraddiad ffilm ocsid goddefol allanol amddiffynnol y tiwb, a thrwy hynny hyrwyddo pitting.
Yn anffodus, mae'n anodd canfod tyllau a chorydiad agennau lleol, sy'n ei gwneud hi'n anodd nodi, rhagweld a dylunio'r mathau hyn o gyrydiad.O ystyried y risgiau hyn, rhaid i berchnogion platfformau, gweithredwyr a dylunwyr fod yn ofalus wrth ddewis y deunydd piblinell gorau ar gyfer eu cymhwyso.Dewis deunydd yw eu hamddiffyniad cyntaf yn erbyn cyrydiad, felly mae'n bwysig iawn ei gael yn iawn.Yn ffodus, gallant ddefnyddio dull syml iawn ond effeithiol iawn o fesur ymwrthedd cyrydiad lleoledig, sef y Rhif Cyfwerth ag Ymwrthedd Pitting (PREN).Po uchaf yw gwerth PREN metel, yr uchaf yw ei wrthwynebiad i gyrydiad lleol.
Bydd yr erthygl hon yn edrych ar sut i nodi cyrydiad tyllau a holltau a sut i wneud y gorau o ddewis deunydd tiwbiau ar gyfer cymwysiadau olew a nwy ar y môr yn seiliedig ar werth PREN y deunydd.
Mae cyrydiad lleol yn digwydd mewn ardaloedd bach o'i gymharu â chorydiad cyffredinol, sy'n fwy unffurf dros yr wyneb metel.Mae tyllau a chorydiad agennau yn dechrau ffurfio ar 316 o diwbiau dur di-staen pan fydd ffilm ocsid goddefol allanol gyfoethog cromiwm y metel yn cael ei rhwygo gan amlygiad i hylifau cyrydol, gan gynnwys dŵr halen.Mae amgylcheddau morol sy'n llawn cloridau, yn ogystal â thymheredd uchel a hyd yn oed halogiad arwyneb y tiwbiau, yn cynyddu'r tebygolrwydd o ddiraddio'r ffilm passivation hon.
tyllu Mae cyrydiad tyllu'n digwydd pan fydd y ffilm goddefol ar ran o'r bibell yn torri i lawr, gan ffurfio ceudodau bach neu byllau ar wyneb y bibell.Mae pyllau o'r fath yn debygol o dyfu wrth i adweithiau electrocemegol fynd rhagddynt, ac o ganlyniad mae'r haearn yn y metel yn cael ei hydoddi mewn hydoddiant ar waelod y pwll.Yna bydd yr haearn toddedig yn tryledu i ben y pwll ac yn ocsideiddio i ffurfio haearn ocsid neu rwd.Wrth i'r pwll ddyfnhau, mae adweithiau electrocemegol yn cyflymu, mae cyrydiad yn cynyddu, a all arwain at drydylliad y wal bibell ac arwain at ollyngiadau.
Mae tiwbiau'n fwy agored i dyllu os yw eu harwyneb allanol wedi'i halogi (Ffigur 1).Er enghraifft, gall halogion o weldio a llifanu gweithrediadau niweidio haen ocsid passivation y bibell, a thrwy hynny ffurfio a chyflymu pitting.Mae'r un peth yn wir am ddelio â llygredd o bibellau yn unig.Yn ogystal, wrth i'r defnynnau halen anweddu, mae'r crisialau halen gwlyb sy'n ffurfio ar y pibellau yn amddiffyn yr haen ocsid a gallant arwain at bylu.Er mwyn atal y mathau hyn o halogiad, cadwch eich pibellau'n lân trwy eu fflysio'n rheolaidd â dŵr ffres.
Ffigur 1. Mae pibell ddur di-staen 316/316L wedi'i halogi ag asid, halwynog, a dyddodion eraill yn agored iawn i dyllu.
cyrydu hollt.Yn y rhan fwyaf o achosion, gall y gweithredwr ganfod tyllu'n hawdd.Fodd bynnag, nid yw'n hawdd canfod cyrydiad agennau ac mae'n peri mwy o risg i weithredwyr a phersonél.Mae hyn fel arfer yn digwydd ar bibellau sydd â bylchau cul rhwng deunyddiau amgylchynol, fel pibellau sy'n cael eu dal yn eu lle gyda chlampiau neu bibellau sydd wedi'u pacio'n dynn wrth ymyl ei gilydd.Pan fydd yr heli'n treiddio i'r bwlch, dros amser, mae hydoddiant fferrig clorid asidig (FeCl3) sy'n ymosodol yn gemegol yn cael ei ffurfio yn yr ardal hon, sy'n achosi cyrydiad cyflymach yn y bwlch (Ffig. 2).Gan fod cyrydiad agennau yn ei natur yn cynyddu'r risg o gyrydiad, gall cyrydiad agennau ddigwydd ar dymheredd llawer is na thyllu.
Ffigur 2 - Gall cyrydiad agennau ddatblygu rhwng y bibell a'r gefnogaeth bibell (top) a phan fydd y bibell yn cael ei gosod yn agos at arwynebau eraill (gwaelod) oherwydd ffurfio hydoddiant asidig cemegol ymosodol o ferric clorid yn y bwlch.
Mae cyrydiad agennau fel arfer yn efelychu tyllu yn gyntaf yn y bwlch a ffurfiwyd rhwng yr adran bibell a choler cynnal y bibell.Fodd bynnag, oherwydd y cynnydd yn y crynodiad o Fe++ yn yr hylif y tu mewn i'r toriad, mae'r twndis cychwynnol yn dod yn fwy ac yn fwy nes ei fod yn gorchuddio'r hollt.Yn y pen draw, gall cyrydiad agennau arwain at drydylliad y bibell.
Craciau trwchus sy'n cynrychioli'r risg fwyaf o gyrydiad.Felly, mae clampiau pibell sy'n amgylchynu cyfran fawr o gylchedd y bibell yn tueddu i fod yn fwy peryglus na chlampiau agored, sy'n lleihau'r arwyneb cyswllt rhwng pibell a chlamp.Gall technegwyr gwasanaeth helpu i leihau'r siawns o ddifrod cyrydiad hollt neu fethiant trwy agor gosodiadau yn rheolaidd ac archwilio arwynebau pibellau am gyrydiad.
Gellir atal cyrydiad tyllau a holltau trwy ddewis yr aloi metel cywir ar gyfer y cais penodol.Rhaid i fanylebwyr ymarfer diwydrwydd dyladwy wrth ddewis y deunydd pibellau gorau posibl i leihau'r risg o rydu, yn dibynnu ar yr amgylchedd gweithredu, amodau'r broses, a newidynnau eraill.
Er mwyn helpu manylebwyr i wneud y gorau o'u dewis o ddeunyddiau, gallant gymharu gwerthoedd PREN metelau i bennu eu gallu i wrthsefyll cyrydiad lleol.Gellir cyfrifo PREN o gemeg yr aloi, gan gynnwys ei gynnwys cromiwm (Cr), molybdenwm (Mo), a nitrogen (N), fel a ganlyn:
Mae PREN yn cynyddu gyda chynnwys elfennau cromiwm, molybdenwm a nitrogen sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn yr aloi.Mae'r gymhareb PREN yn seiliedig ar y tymheredd tyllu critigol (CPT) - y tymheredd isaf y mae pytio'n digwydd - ar gyfer gwahanol ddur di-staen yn dibynnu ar y cyfansoddiad cemegol.Yn y bôn, mae PREN yn gymesur â CPT.Felly, mae gwerthoedd PREN uwch yn dangos ymwrthedd tyllu uwch.Mae cynnydd bach mewn PREN yn cyfateb i gynnydd bach yn unig yn CPT o'i gymharu â'r aloi, tra bod cynnydd mawr mewn PREN yn nodi gwelliant sylweddol mewn perfformiad dros CPT llawer uwch.
Mae Tabl 1 yn cymharu gwerthoedd PREN ar gyfer aloion amrywiol a ddefnyddir yn gyffredin yn y diwydiant olew a nwy ar y môr.Mae'n dangos sut y gall manyleb wella ymwrthedd cyrydiad yn fawr trwy ddewis aloi pibell o ansawdd uwch.Mae PREN yn cynyddu ychydig o 316 SS i 317 SS.Mae Super Austenitig 6 Mo SS neu Super Duplex 2507 SS yn ddelfrydol ar gyfer enillion perfformiad sylweddol.
Mae crynodiadau uwch o nicel (Ni) mewn dur di-staen hefyd yn cynyddu ymwrthedd cyrydiad.Fodd bynnag, nid yw cynnwys nicel dur di-staen yn rhan o hafaliad PREN.Beth bynnag, mae'n aml yn fanteisiol i ddewis duroedd di-staen gyda chynnwys nicel uwch, gan fod yr elfen hon yn helpu i adfer arwynebau sy'n dangos arwyddion o gyrydiad lleol.Mae nicel yn sefydlogi austenite ac yn atal ffurfio martensite wrth blygu neu dynnu oer 1/8 pibell anhyblyg.Mae Martensite yn gyfnod crisialog annymunol mewn metelau sy'n lleihau ymwrthedd dur di-staen i gyrydiad lleol yn ogystal â chracio straen a achosir gan glorid.Mae'r cynnwys nicel uwch o 12% o leiaf mewn dur 316/316L hefyd yn ddymunol ar gyfer cymwysiadau nwy hydrogen pwysedd uchel.Y crynodiad nicel lleiaf sy'n ofynnol ar gyfer dur gwrthstaen ASTM 316/316L yw 10%.
Gall cyrydiad lleol ddigwydd unrhyw le ar y gweill a ddefnyddir mewn amgylchedd morol.Fodd bynnag, mae tyllu'n fwy tebygol o ddigwydd mewn ardaloedd sydd eisoes wedi'u halogi, tra bod cyrydiad agennau'n fwy tebygol o ddigwydd mewn ardaloedd â bylchau cul rhwng y bibell a'r offer gosod.Gan ddefnyddio PREN fel sail, gall y manylebwr ddewis y radd bibell orau i leihau'r risg o unrhyw fath o gyrydiad lleol.
Fodd bynnag, cofiwch fod yna newidynnau eraill a all effeithio ar y risg o gyrydiad.Er enghraifft, mae tymheredd yn effeithio ar wrthwynebiad dur di-staen i dyllu.Ar gyfer hinsoddau morol poeth, dylid ystyried o ddifrif dur austenitig 6 molybdenwm neu ddur di-staen 2507 deublyg super oherwydd bod gan y deunyddiau hyn wrthwynebiad rhagorol i gyrydiad lleol a chracio clorid.Ar gyfer hinsoddau oerach, gall pibell 316/316L fod yn ddigonol, yn enwedig os oes hanes o ddefnydd llwyddiannus.
Gall perchnogion a gweithredwyr platfformau alltraeth hefyd gymryd camau i leihau'r risg o rydu ar ôl gosod tiwbiau.Dylent gadw'r pibellau'n lân a'u fflysio'n rheolaidd â dŵr ffres er mwyn lleihau'r risg o dyllu.Dylent hefyd gael technegwyr cynnal a chadw yn agor y clampiau yn ystod archwiliadau arferol i wirio am gyrydiad agennau.
Trwy ddilyn y camau uchod, gall perchnogion a gweithredwyr platfformau leihau'r risg o gyrydiad pibellau a gollyngiadau cysylltiedig yn yr amgylchedd morol, gwella diogelwch ac effeithlonrwydd, a lleihau'r siawns o golli cynnyrch neu allyriadau ffo.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Mae'r Journal of Petroleum Technology, cyfnodolyn blaenllaw Cymdeithas y Peirianwyr Petrolewm, yn darparu briffiau awdurdodol ac erthyglau ar ddatblygiadau mewn technoleg i fyny'r afon, materion diwydiant olew a nwy, a newyddion am SPE a'i aelodau.