Vaatamata roostevabast terasest torudele omasele korrosioonikindlusele, puutuvad merekeskkonda paigaldatud roostevabast terasest torud nende eeldatava eluea jooksul erinevat tüüpi korrosiooni alla. See korrosioon võib põhjustada lenduvaid heitmeid, toote kadu ja võimalikke riske. Avamereplatvormide omanikud ja operaatorid saavad korrosiooniohtu vähendada, määrates kindlaks tugevamad torumaterjalid, hüdrauliline sissepritse, mis peavad pakkuma paremat korrosioonikindlust ja paremat korrosioonikindlust. e liinid ning protsesside mõõteriistad ja andurseadmed tagamaks, et korrosioon ei ohustaks paigaldatud torustike terviklikkust ega ohustaks ohutust.
Lokaalset korrosiooni võib leida paljudel platvormidel, laevadel, laevadel ja avamerepaigaldiste torustikel. See korrosioon võib esineda täppide või pragude korrosioonina, millest kumbki võib toru seina erodeerida ja põhjustada vedeliku eraldumist.
Korrosioonirisk on suurem, kui rakenduse töötemperatuur tõuseb. Kuumus võib kiirendada toru kaitsva välise passiivse oksiidkile hävimist, soodustades seeläbi punktkorrosiooni teket.
Kahjuks võib lokaalset punkt- ja pragukorrosiooni olla raske tuvastada, mistõttu on seda tüüpi korrosiooni raskem tuvastada, prognoosida ja nende jaoks kavandada. Neid riske arvestades peaksid platvormi omanikud, operaatorid ja volitatud isikud olema oma rakenduse jaoks parima torustiku materjali valimisel ettevaatlikud. Materjalivalik on nende esimene kaitseliin korrosiooni vastu, seega on selle õige väljatöötamine oluline. Õnneks on väga lihtne valida korrosioonimõõtmise abil väga lihtne. ekvivalentarv (PREN). Mida kõrgem on metalli PREN väärtus, seda suurem on selle vastupidavus lokaalsele korrosioonile.
Selles artiklis vaadeldakse, kuidas tuvastada süvend- ja pragukorrosiooni ning kuidas optimeerida torude materjali valikut avamere nafta- ja gaasirakenduste jaoks, lähtudes materjali PREN väärtusest.
Lokaalne korrosioon esineb väikestes piirkondades võrreldes üldise korrosiooniga, mis on metalli pinnal ühtlasem. Punkt- ja praokorrosioon hakkab 316 roostevabast terasest torudel tekkima, kui metalli välimine kroomirikas passiivne oksiidkile puruneb kokkupuutel söövitavate vedelikega, sealhulgas soolase veega. pinnale, suurendavad selle passiveerimiskile lagunemise võimalust.
Punktkorrosioon tekib siis, kui passiveerimiskile teatud pikkuses torus hävib, moodustades toru pinnale väikesed õõnsused või süvendid.Sellised süvendid kasvavad tõenäoliselt elektrokeemiliste reaktsioonide käigus, põhjustades metallis sisalduva raua lahustumist süvendi põhjas olevas lahuses. Lahustunud raud hajub seejärel süvendi ülaosa suunas, moodustades raudreaktsioonid, raudsiidid ja keemilised reaktsioonid. kiirendada, korrosioon intensiivistub ja võib põhjustada toruseina perforatsiooni ja lekkeid.
Torud on punktkorrosioonile vastuvõtlikumad, kui selle välispind on saastunud (joonis 1). Näiteks võib keevitus- ja lihvimistoimingutest tulenev saaste kahjustada toru passiveerivat oksiidikihti, moodustades ja kiirendades seeläbi punktkorrosiooni. Sama kehtib ka torudest pärit kristallide saastumisega tegelemise kohta. sama oksiidikihi kaitsmiseks ja võib põhjustada punktkorrosiooni. Seda tüüpi saastumise vältimiseks hoidke oma torud puhtad, loputades neid regulaarselt värske veega.
Joonis 1 – 316/316L roostevabast terasest toru, mis on saastunud happe, soolvee ja muude sadestistega, on väga vastuvõtlik punktkorrosioonile.
pragukorrosioon.Enamasti saab operaator punktkorrosiooni hõlpsasti tuvastada.Prahekorrosiooni ei ole aga lihtne tuvastada ja see kujutab endast suuremat ohtu operaatoritele ja töötajatele.Tavaliselt esineb see torudel, mille ümbritsevate materjalide vahel on kitsad ruumid, näiteks torud, mida hoitakse paigal klambritega või torud, mis on tihedalt kõrvuti paigaldatud.Kui soolvesi imbub kloriidihappega3 ) lahus moodustub piirkonda aja jooksul ja põhjustab kiirendatud pragukorrosiooni (joonis 2).Kuna praod ise suurendavad korrosiooniohtu, võib pragukorrosioon tekkida punktkorrosioonist palju madalamatel temperatuuridel.
Joonis 2 – Toru ja torutoe (ülemine) ja toru paigaldamisel teiste pindade lähedusse (alumine) võib tekkida praokorrosioon, kuna pilus tekib keemiliselt agressiivne hapendatud raudkloriidi lahus.
Praokorrosioon simuleerib tavaliselt punktkorrosiooni esmalt toru pikkuse ja toru tugiklambri vahele moodustuvas pilus. Kuid tänu murru sees oleva vedeliku Fe++ kontsentratsiooni suurenemisele muutub esialgne kraater aina suuremaks, kuni katab kogu murru. Lõppkokkuvõttes võib praokorrosioon toru perforeerida.
Tihedad praod on suurim korrosioonioht. Seetõttu kujutavad toruklambrid, mis keerduvad ümber suurema osa toru ümbermõõdust, suuremat ohtu kui lahtised klambrid, mis minimeerivad toru ja klambri kontaktpinna. Hooldustehnikud võivad aidata vähendada pragude korrosiooni tõenäosust, mis põhjustab kahjustusi või rikkeid, avades korrapäraselt toruklambrid korrosiooniks.
Punktide ja pragude korrosiooni saab kõige paremini ära hoida, kui valite rakenduse jaoks õige metallisulami. Spetsifikaatorid peaksid hoolikalt valima optimaalse torustiku materjali, et minimeerida korrosiooniriski, võttes aluseks töökeskkonna, protsessi tingimused ja muud muutujad.
Et aidata spetsifikaatoritel materjalivalikut optimeerida, saavad nad võrrelda metallide PREN väärtusi, et määrata kindlaks nende vastupidavus lokaalsele korrosioonile. PREN-i saab arvutada sulami keemilise koostise, sealhulgas kroomi (Cr), molübdeeni (Mo) ja lämmastiku (N) sisalduse järgi järgmiselt:
PREN suureneb koos korrosioonikindlate elementide kroomi, molübdeeni ja lämmastiku sisaldusega sulamis. PREN-i seos põhineb erinevate roostevabade teraste keemilise koostise suhtes kriitilisel punktkorrosioonitemperatuuril (CPT) – madalaimal temperatuuril, mille juures punktkorrosiooni täheldatakse. CPT väike kasv võrreldes sulamiga, samas kui PRENi suur tõus näitab oluliselt kõrgema CPT jõudluse märkimisväärsemat paranemist.
Tabelis 1 võrreldakse erinevate avamere nafta- ja gaasirakendustes kasutatavate sulamite PREN väärtusi. See näitab, kuidas spetsifikatsioon võib oluliselt parandada korrosioonikindlust, valides kõrgema klassi torusulami. PREN suureneb vaid veidi, kui roostevaba teras 316-lt 317-le üleminekul. Tõhususe oluliseks suurendamiseks on 6 Mo superausteniitset roostevabast terasest 2507 ideaalne roostevaba teras.
Suurem nikli (Ni) kontsentratsioon roostevabas terases suurendab ka korrosioonikindlust. Roostevaba terase niklisisaldus ei kuulu aga PREN võrrandisse. Igal juhul on sageli kasulik määrata roostevaba teras, mille nikli kontsentratsioon on kõrgem, kuna see element aitab uuesti passiveerida pindu, millel on lokaliseeritud korrosiooni- või nusteniitbensiidi moodustumise märke. 1/8 kõva toru.Martensiit on metallide soovimatu kristalliline faas, mis vähendab roostevaba terase vastupidavust lokaalsele korrosioonile ja kloriidist põhjustatud pingepragudele. Kõrgem niklisisaldus vähemalt 12% torus 316/316L on soovitav ka rakenduste puhul, mis hõlmavad kõrge rõhuga gaasilise vesiniku standardset vesinikku/statamata terast6. protsent on 10%.
Kohalik korrosioon võib esineda kõikjal merekeskkonnas kasutatavates torudes. Punkkorrosioon esineb tõenäolisemalt piirkondades, mis on juba saastunud, samas kui pragukorrosioon on tõenäolisem piirkondades, kus toru ja kinnitusdetailide vahel on kitsad vahed. Kasutades PREN-i, saab spetsifikaat valida parima lokaliseeritud torusulami mis tahes tüüpi korrosiooniriski minimeerimiseks.
Kuid pidage meeles, et on ka muid muutujaid, mis võivad mõjutada korrosiooniriski. Näiteks mõjutab temperatuur roostevaba terase täppide vastupanuvõimet. Kuuma merekliima korral tuleks tõsiselt kaaluda 6 molübdeeni superausteniitset või 2507 super dupleksroostevabast terasest toru, kuna need materjalid on suurepärase vastupidavusega lokaalsele korrosioonile ja torude edukaks kasutamiseks, kui jahedamas kliimas /6 võib olla edukas kasutusel 3,1. on asutatud.
Avamereplatvormide omanikud ja operaatorid saavad ka pärast torude paigaldamist võtta meetmeid korrosiooniohu minimeerimiseks. Nad peaksid hoidma torud puhtad ja loputama regulaarselt värske veega, et vähendada punktkorrosiooni ohtu. Samuti peaksid hooldustehnikud rutiinsete ülevaatuste ajal torude klambrid avama, et otsida pragukorrosiooni olemasolu.
Järgides ülalkirjeldatud samme, saavad platvormi omanikud ja operaatorid vähendada torude korrosiooni ja sellega seotud lekete ohtu merekeskkonnas, parandades ohutust ja tõhusust, vähendades samal ajal toote kadumise või lenduvate heitmete eraldumise võimalust.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Journal of Petroleum Technology on naftainseneride ühingu lipulaev, mis pakub autoriteetseid lühikirjeldusi ja funktsioone uurimis- ja tootmistehnoloogia edusammude, nafta- ja gaasitööstuse probleemide kohta ning uudiseid SPE ja selle liikmete kohta.