Malgraŭ la eneca korodrezisto de rustorezistŝtalaj tuboj, rustorezistŝtalaj tuboj instalitaj en maraj medioj estas submetitaj al diversaj specoj de korodo dum sia atendata servodaŭro. Ĉi tiu korodo povas konduki al fuĝantaj emisioj, produktoperdoj kaj eblaj riskoj. Posedantoj kaj funkciigistoj de enmaraj platformoj povas redukti la riskon de korodo per specifado de pli fortaj tubmaterialoj, kiuj provizas pli bonan korodreziston. Poste, ili devas resti atentemaj dum inspektado de kemiaj injektaj linioj, hidraŭlikaj kaj impulsaj linioj, kaj procezaj instrumentoj kaj instrumentoj por certigi, ke korodo ne minacas la integrecon de la instalita tubaro aŭ kompromitas sekurecon.
Lokigita korodo troveblas sur multaj platformoj, ŝipoj, ŝipoj kaj enmaraj duktoj. Ĉi tiu korodo povas esti en la formo de kaviĝa aŭ fenda korodo, ambaŭ el kiuj povas erozii la tubmuron kaj kaŭzi la liberigon de likvaĵo.
La risko de korodo pliiĝas kiam la funkcianta temperaturo de la apliko pliiĝas. Varmo povas akceli la putriĝon de la protekta ekstera pasiva oksida filmo de la tubo, tiel antaŭenigante kaviĝon.
Bedaŭrinde, lokalizitan kaviĝan kaj fendan korodon malfacilas detekti, kio malfaciligas identigi, antaŭdiri kaj projekti ĉi tiujn specojn de korodo. Konsiderante ĉi tiujn riskojn, platformposedantoj, funkciigistoj kaj nomumitoj devas esti singardaj elektante la plej bonan duktomaterialon por sia apliko. Materiala elekto estas ilia unua defendlinio kontraŭ korodo, do ĝuste fari ĝin estas tre grava. Feliĉe, ili povas elekti tre simplan sed tre efikan mezuron de lokigita korodrezisto, la Kaviĝan Rezistancan Ekvivalentan Nombron (PREN). Ju pli alta estas la PREN-valoro de metalo, des pli alta estas ĝia rezisto al lokigita korodo.
Ĉi tiu artikolo rigardos kiel identigi kaviĝan kaj fendan korodon, kaj ankaŭ kiel optimumigi la elekton de tubmaterialo por enmaraj nafto- kaj gaso-aplikoj surbaze de la PREN-valoro de la materialo.
Loka korodo okazas en malgrandaj areoj kompare kun ĝenerala korodo, kiu estas pli unuforma super la metala surfaco. Kaviĝa kaj fendeta korodo komencas formiĝi sur tuboj el neoksidebla ŝtalo 316 kiam la ekstera kromo-riĉa pasiva oksida filmo de la metalo rompiĝas pro eksponiĝo al korodaj likvaĵoj, inkluzive de sala akvo. Maraj medioj riĉaj je kloridoj, same kiel altaj temperaturoj kaj eĉ poluado de la tuba surfaco, pliigas la probablecon de degradiĝo de ĉi tiu pasiviga filmo.
Kaviĝa korodo okazas kiam la pasiviga filmo sur sekcio de tubo rompiĝas, formante malgrandajn kavaĵojn aŭ kavaĵojn sur la surfaco de la tubo. Tiaj kavaĵoj verŝajne kreskas dum elektrokemiaj reakcioj okazas, rezulte de kio la fero en la metalo dissolviĝas en solvaĵo ĉe la fundo de la kavaĵo. La dissolvita fero tiam difuziĝas al la supro de la kavaĵo kaj oksidiĝas por formi feroksidon aŭ ruston. Dum la kavaĵo profundiĝas, elektrokemiaj reakcioj akceliĝas, korodo pliiĝas, kio povas konduki al truo de la tubmuro kaj konduki al likoj.
Tuboj estas pli sentemaj al kaviĝado se ilia ekstera surfaco estas poluita (Figuro 1). Ekzemple, poluaĵoj de veldado kaj muelado povas difekti la pasivigan oksidan tavolon de la tubo, tiel formante kaj akcelante kaviĝadon. La samo validas por simple trakti poluadon de tuboj. Krome, kiam la salgutetoj vaporiĝas, la malsekaj salkristaloj, kiuj formiĝas sur la tuboj, protektas la oksidan tavolon kaj povas konduki al kaviĝado. Por malhelpi ĉi tiujn specojn de poluado, tenu viajn tubojn puraj per regula lavado per freŝa akvo.
Figuro 1. Tubo el neoksidebla ŝtalo 316/316L poluita per acido, salakvo kaj aliaj deponaĵoj estas tre sentema al kaviĝado.
fenda korodo. En la plej multaj kazoj, kaviĝado povas esti facile detektita de la funkciigisto. Tamen, fenda korodo ne estas facile detektebla kaj prezentas pli grandan riskon por funkciigistoj kaj personaro. Ĉi tio kutime okazas ĉe tuboj, kiuj havas mallarĝajn interspacojn inter ĉirkaŭaj materialoj, kiel ekzemple tuboj tenataj per krampoj aŭ tuboj, kiuj estas dense pakitaj unu apud la alia. Kiam la sala akvo eniras la fendon, laŭlonge de la tempo, kemie agresema acidigita fera klorida solvaĵo (FeCl3) formiĝas en ĉi tiu areo, kio kaŭzas akcelon de fenda korodo (Fig. 2). Ĉar la fendo mem pliigas la riskon de korodo, fenda korodo povas okazi je temperaturoj multe pli malaltaj ol kaviĝado.
Figuro 2 – Fenda korodo povas disvolviĝi inter la tubo kaj la tubsubteno (supre) kaj kiam la tubo estas instalita proksime al aliaj surfacoj (malsupre) pro la formiĝo de kemie agresema acidigita solvaĵo de fera klorido en la interspaco.
Fenda korodo kutime simulas kaviĝon unue en la interspaco formita inter la tubsekcio kaj la tuba subtena kolumo. Tamen, pro la pliiĝo de la koncentriĝo de Fe++ en la fluido ene de la fendo, la komenca funelo fariĝas pli kaj pli granda ĝis ĝi kovras la tutan fendon. Fine, fenda korodo povas konduki al perforo de la tubo.
Densaj fendetoj reprezentas la plej grandan riskon de korodo. Tial, tubkrampoj, kiuj ĉirkaŭas pli grandan parton de la cirkonferenco de la tubo, emas esti pli riskaj ol malfermaj krampoj, kiuj minimumigas la kontaktan surfacon inter la tubo kaj krampo. Servoteknikistoj povas helpi redukti la eblecon de fendkorodo aŭ paneo per regula malfermado de krampoj kaj kontrolado de la tubsurfaco por korodo.
Kaviĝa kaj fendeta korodo povas esti preventata per elektado de la ĝusta metalalojo por la apliko. Specifantoj devas esti diligentaj en elektado de la optimuma tubmaterialo por minimumigi la riskon de korodo depende de la proceza medio, procezaj kondiĉoj kaj aliaj variabloj.
Por helpi specifistojn optimumigi la materialan elekton, ili povas kompari la PREN-valorojn de metaloj por determini ilian reziston al lokigita korodo. PREN povas esti kalkulita el la kemio de la alojo, inkluzive de ĝia kromo (Cr), molibdeno (Mo) kaj nitrogeno (N) enhavo, jene:
PREN pliiĝas kun la enhavo de korodorezistaj elementoj kromo, molibdeno kaj nitrogeno en la alojo. La PREN-proporcio baziĝas sur la kritika kaviĝtemperaturo (CPT) - la plej malalta temperaturo ĉe kiu kaviĝo okazas - por diversaj rustorezistaj ŝtaloj depende de la kemia konsisto. Esence, PREN estas proporcia al CPT. Tial, pli altaj PREN-valoroj indikas pli altan kaviĝreziston. Malgranda pliiĝo de PREN estas nur ekvivalenta al malgranda pliiĝo de CPT kompare kun la alojo, dum granda pliiĝo de PREN indikas signifan plibonigon de rendimento super signife pli alta CPT.
Tabelo 1 komparas PREN-valorojn por diversaj alojoj ofte uzataj en la enmara nafto- kaj gasindustrio. Ĝi montras kiel specifoj povas multe plibonigi korodreziston per elektado de pli altkvalita tubalojo. PREN iomete pliiĝas de 316 ŝtalŝtalo al 317 ŝtalŝtalo. Superaŭstenita 6-molekula ŝtalŝtalo aŭ Superdupleksa 2507 ŝtalŝtalo estas idealaj por signifa pliigo de rendimento.
Pli altaj nikelo- (Ni) koncentriĝoj en rustorezista ŝtalo ankaŭ pliigas korodoreziston. Tamen, la nikelenhavo de rustorezista ŝtalo ne estas parto de la PREN-ekvacio. Ĉiukaze, ofte estas avantaĝe elekti rustorezistajn ŝtalojn kun pli alta nikelenhavo, ĉar ĉi tiu elemento helpas repasivigi surfacojn, kiuj montras signojn de lokigita korodo. Nikelo stabiligas aŭsteniton kaj malhelpas la formadon de martensito dum fleksado aŭ malvarma tirado de 1/8 rigida tubo. Martensito estas nedezirinda kristala fazo en metaloj, kiu reduktas la reziston de rustorezista ŝtalo al lokigita korodo same kiel al klorid-induktita streĉfekado. La pli alta nikelenhavo de almenaŭ 12% en 316/316L ŝtalo ankaŭ estas dezirinda por altpremaj hidrogengasaj aplikoj. La minimuma nikelenhavo postulata por ASTM 316/316L rustorezista ŝtalo estas 10%.
Lokigita korodo povas okazi ie ajn sur tuboj uzataj en maraj medioj. Tamen, kaviĝoj pli verŝajne okazas en areoj jam poluitaj, dum fendkorodo pli verŝajne okazas en areoj kun mallarĝaj interspacoj inter la tubo kaj instalaĵa ekipaĵo. Uzante PREN kiel bazon, la specifisto povas elekti la plej bonan tubalojon por minimumigi la riskon de ia ajn lokigita korodo.
Tamen, memoru, ke ekzistas aliaj variabloj, kiuj povas influi la riskon de korodo. Ekzemple, temperaturo influas la reziston de rustorezista ŝtalo al kaviĝado. Por varmaj maraj klimatoj, oni devus serioze konsideri tubojn el superaŭstenita 6-molibdena ŝtalo aŭ superdupleksa 2507 rustorezista ŝtalo, ĉar ĉi tiuj materialoj havas bonegan reziston al loka korodo kaj klorida fendado. Por pli malvarmaj klimatoj, tubo 316/316L povas esti sufiĉa, precipe se ekzistas historio de sukcesa uzo.
Posedantoj kaj funkciigistoj de enmaraj platformoj ankaŭ povas fari paŝojn por minimumigi la riskon de korodo post kiam la tubaro estis instalita. Ili devus teni la tubojn puraj kaj regule ellavataj per freŝa akvo por redukti la riskon de kaviĝo. Ili ankaŭ devus havi riparteknikistojn malfermajn tubkrampojn dum rutinaj inspektadoj por kontroli fendan korodon.
Sekvante la suprajn paŝojn, platformposedantoj kaj funkciigistoj povas redukti la riskon de tubkorodo kaj rilataj likoj en la mara medio, plibonigi sekurecon kaj efikecon, kaj redukti la eblecon de produktoperdo aŭ fuĝantaj emisioj.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
La Journal of Petroleum Technology (Revuo pri Petrolo-Teknologio) estas la ĉefa revuo de la Society of Petroleum Engineers (Societo de Nafto-Inĝenieroj), prezentante aŭtoritatajn resumojn kaj artikolojn pri progresoj en kontraŭflua teknologio, aferoj de la nafto- kaj gasindustrio, kaj novaĵojn pri SPE kaj ĝiaj membroj.