Altzairu herdoilgaitzezko hodien berezko korrosioarekiko erresistentzia izan arren, itsas inguruneetan instalatutako altzairu herdoilgaitzezko hodiak hainbat korrosio motaren menpe daude beren zerbitzu-bizitzan zehar. Korrosio horrek ihes-isuriak, produktuen galerak eta arrisku potentzialak ekar ditzake. Itsasoz haraindiko plataformen jabeek eta operadoreek korrosioaren arriskua murriztu dezakete hasieratik hodi-material sendoagoak zehaztuz, korrosioarekiko erresistentzia hobea lortzeko. Ondoren, erne egon behar dute produktu kimikoen injekzio-hodiak, linea hidraulikoak eta bulkada-hodiak eta prozesuko tresneria eta tresneria ikuskatzean, korrosioak ez duela instalatutako hodien osotasuna arriskuan jartzen edo segurtasuna arriskuan jartzen ziurtatzeko.
Korrosio lokalizatua plataforma, itsasontzi, itsasontzi eta itsasertzeko hodietan aurki daiteke. Korrosio hau zulo edo arrakala korrosio moduan gerta daiteke, eta horietako edozeinek hodiaren horma higatu eta likidoa askatzea eragin dezake.
Korrosioaren arriskua handitzen da aplikazioaren funtzionamendu-tenperatura handitzen den heinean. Beroak hodiaren kanpoko oxido-film pasibo babeslearen degradazioa bizkortu dezake, eta horrela zuloen sorrera sustatu.
Zoritxarrez, zaila da lokalizazio bidezko zulo-korrosioa eta arrakala-korrosioa detektatzen, eta horrek zaildu egiten du korrosio mota hauek identifikatzea, aurreikustea eta diseinatzea. Arrisku hauek kontuan hartuta, plataformaren jabeek, operadoreek eta izendatuek kontuz ibili behar dute beren aplikaziorako hodi-material onena aukeratzerakoan. Materialen hautaketa da korrosioaren aurkako lehen defentsa-lerroa, beraz, oso garrantzitsua da ondo egitea. Zorionez, tokiko korrosioarekiko erresistentziaren neurri oso sinple baina oso eraginkorra erabil dezakete, Zulo-erresistentziaren baliokidetasun-zenbakia (PREN). Zenbat eta handiagoa izan metal baten PREN balioa, orduan eta handiagoa izango da tokiko korrosioarekiko erresistentzia.
Artikulu honek zulo- eta arrakala-korrosioa nola identifikatu eta itsasoko petrolio eta gas aplikazioetarako hodien materialaren hautaketa nola optimizatu aztertuko du, materialaren PREN balioaren arabera.
Korrosio lokalizatua eremu txikietan gertatzen da, korrosio orokorrarekin alderatuta, metalaren gainazalean uniformeagoa baita. Zulo- eta arrakala-korrosioa 316 altzairu herdoilgaitzezko hodietan sortzen hasten dira, metalaren kromoan aberatsa den kanpoko oxido pasibo-filma likido korrosiboen eraginpean hausten denean, ur gazia barne. Kloruroetan aberatsak diren itsas inguruneek, baita tenperatura altuek eta baita hodiaren gainazalaren kutsadurak ere, pasibazio-film honen degradazio-probabilitatea handitzen dute.
zuloak Zuloen bidezko korrosioa hodi zati bateko pasibazio-filma hausten denean gertatzen da, hodiaren gainazalean barrunbe edo zulo txikiak sortuz. Zulo horiek hazteko joera dute erreakzio elektrokimikoak gertatzen diren heinean, eta, ondorioz, metalean dagoen burdina zuloaren behealdean disolbatzen da. Disolbatutako burdina zuloaren goialdera sakabanatuko da eta oxidatuko da burdin oxidoa edo herdoila sortzeko. Zuloa sakondu ahala, erreakzio elektrokimikoak bizkortu egiten dira, korrosioa handitzen da, eta horrek hodiaren horma zulatu eta ihesak eragin ditzake.
Hodiak zuloak izateko joera handiagoa dute kanpoko gainazala kutsatuta badago (1. irudia). Adibidez, soldadura eta artezketa eragiketetatik datozen kutsatzaileek hodiaren pasibazio oxido geruza kaltetu dezakete, eta horrela zuloak sortu eta bizkortu. Gauza bera gertatzen da hodien kutsadurarekin. Gainera, gatz tantak lurrundu ahala, hodietan sortzen diren gatz kristal hezeek oxido geruza babesten dute eta zuloak sor ditzakete. Kutsadura mota horiek saihesteko, mantendu hodiak garbi ur freskoarekin aldizka garbituz.
1. irudia. Azidoz, gatzez eta beste gordailu batzuekin kutsatutako 316/316L altzairu herdoilgaitzezko hodia oso zaurgarria da zuloak izateko.
zirrikitu-korrosioa. Kasu gehienetan, operadoreak erraz detektatu dezake zuloak. Hala ere, zirrikitu-korrosioa ez da erraza detektatzen eta arrisku handiagoa dakar operadoreentzat eta langileentzat. Hau normalean inguruko materialen artean tarte estuak dituzten hodietan gertatzen da, hala nola grapekin lotuta dauden hodietan edo elkarren ondoan estu lotuta dauden hodietan. Gatzuna tartean sartzen denean, denborarekin, kimikoki oldarkor den burdin kloruro azidotu baten (FeCl3) disoluzioa sortzen da eremu horretan, eta horrek tartearen korrosio bizkortua eragiten du (2. irudia). Zirrikitu-korrosioak berez korrosio arriskua handitzen duenez, zirrikitu-korrosioa zuloak baino tenperatura askoz baxuagoetan gerta daiteke.
2. irudia – Zirrikitu-korrosioa sor daiteke hodiaren eta hodiaren euskarriaren artean (goian) eta hodia beste gainazal batzuetatik gertu instalatzen denean (behean), tartean burdin kloruro azidotu kimikoki oldarkor bat sortzen delako.
Zirrikitu-korrosioak normalean zuloak simulatzen ditu hodi-sekzioaren eta hodi-euskarri-lepokoaren artean sortutako hutsunean. Hala ere, hausturaren barruko fluidoan Fe++-ren kontzentrazioa handitzen denez, hasierako inbutua gero eta handiagoa bihurtzen da haustura osoa estali arte. Azken finean, zirrikitu-korrosioak hodiaren zulaketa ekar dezake.
Pitzadura trinkoek korrosio arrisku handiena adierazten dute. Beraz, hodiaren zirkunferentziaren zati handi bat inguratzen duten hodi-grapa irekiak baino arriskutsuagoak izan ohi dira, hodiaren eta graparen arteko kontaktu-azalera minimizatzen baitute. Zerbitzu-teknikariek korrosioaren kalteak edo matxurak izateko aukera murrizten lagun dezakete aldizka tresnak irekiz eta hodien gainazalak korrosioa dagoen ikuskatuz.
Aplikazio espezifikorako metal aleazio egokia aukeratuz gero, zulo eta arraildura korrosioa saihestu daiteke. Espezifikatzaileek behar bezalako arreta jarri behar dute hodi-material egokiena aukeratzerakoan, korrosio arriskua minimizatzeko, funtzionamendu-ingurunea, prozesu-baldintzak eta beste aldagai batzuk kontuan hartuta.
Espezifikatzaileei materialen aukeraketa optimizatzen laguntzeko, metalen PREN balioak alderatu ditzakete korrosio lokalizatuarekiko duten erresistentzia zehazteko. PREN aleazioaren kimikatik kalkula daiteke, kromo (Cr), molibdeno (Mo) eta nitrogeno (N) edukia barne, honela:
PREN kopuru handia handitzen da aleazioan kromo, molibdeno eta nitrogeno korrosioarekiko erresistenteak diren elementuen edukiarekin. PREN ratioa pitting tenperatura kritikoan (CPT) oinarritzen da – pitting-a gertatzen den tenperatura baxuenean – hainbat altzairu herdoilgaitzentzat, konposizio kimikoaren arabera. Funtsean, PREN CPT-rekiko proportzionala da. Beraz, PREN balio altuagoek pitting erresistentzia handiagoa adierazten dute. PREN-en igoera txiki batek CPT-en igoera txiki baten baliokidea da aleazioarekin alderatuta, eta PREN-en igoera handi batek, berriz, errendimenduaren hobekuntza nabarmena adierazten du CPT askoz altuago batekin alderatuta.
1. taulak itsasertzeko petrolio eta gas industrian erabili ohi diren hainbat aleazioren PREN balioak alderatzen ditu. Erakusten du nola zehaztapenak korrosioarekiko erresistentzia asko hobetu dezakeen kalitate handiagoko hodi aleazio bat hautatuz. PREN apur bat handitzen da 316 altzairu herdoilgaitzetik 317 altzairu herdoilgaitzera. Super Austenitic 6 Mo SS edo Super Duplex 2507 SS aproposak dira errendimenduaren igoera nabarmenak lortzeko.
Nikel (Ni) kontzentrazio handiagoek altzairu herdoilgaitzean korrosioarekiko erresistentzia ere handitzen dute. Hala ere, altzairu herdoilgaitzaren nikel edukia ez da PREN ekuazioaren parte. Nolanahi ere, askotan abantailagarria da nikel eduki handiagoa duten altzairu herdoilgaitzak aukeratzea, elementu honek korrosio lokalizatuaren zantzuak erakusten dituzten gainazalak birpasibatzen laguntzen baitu. Nikelak austenita egonkortzen du eta martensitaren eraketa eragozten du 1/8 hodi zurruna tolestean edo hotzean tiratzean. Martensita metaletan nahi ez den fase kristalinoa da, altzairu herdoilgaitzaren erresistentzia korrosio lokalizatuarekiko eta kloruroak eragindako tentsio-pitzadurarekiko murrizten duena. 316/316L altzairuan gutxienez % 12ko nikel eduki handiagoa izatea ere desiragarria da presio handiko hidrogeno gas aplikazioetarako. ASTM 316/316L altzairu herdoilgaitzerako behar den gutxieneko nikel kontzentrazioa % 10ekoa da.
Itsas ingurune batean erabiltzen den hodi baten edozein lekutan gerta daiteke korrosio lokalizatua. Hala ere, zuloak gertatzeko aukera gehiago dago dagoeneko kutsatuta dauden eremuetan, eta zirrikitu-korrosioa, berriz, hodiaren eta instalazio-ekipoaren artean tarte estuak dauden eremuetan. PREN oinarri gisa erabiliz, espezifikatzaileak hodi-maila onena aukeratu dezake edozein motatako korrosio lokalizatuaren arriskua minimizatzeko.
Hala ere, kontuan izan korrosio arriskuan eragina izan dezaketen beste aldagai batzuk ere badaudela. Adibidez, tenperaturak altzairu herdoilgaitzak zuloekiko duen erresistentzian eragiten du. Klima itsaso beroetarako, altzairu super austenitiko 6 molibdenozko edo super duplex 2507 altzairu herdoilgaitzezko hodiak serio hartu behar dira kontuan, material hauek korrosio lokalizatuaren eta kloruroaren pitzaduraren aurrean erresistentzia bikaina baitute. Klima freskoagoetarako, 316/316L hodi bat nahikoa izan daiteke, batez ere erabilera arrakastatsuaren historia badago.
Itsasertzeko plataformen jabeek eta operadoreek ere neurriak har ditzakete hodiak instalatu ondoren korrosioaren arriskua minimizatzeko. Hodiak garbi mantendu behar dituzte eta aldizka ur gezarekin garbitu behar dituzte zuloen arriskua murrizteko. Mantentze-teknikariek ere grapak ireki beharko lituzkete ohiko ikuskapenetan, arraildura-korrosioa egiaztatzeko.
Goiko urratsak jarraituz, plataformaren jabeek eta operadoreek itsas ingurunean hodien korrosioaren eta horrekin lotutako ihesen arriskua murriztu dezakete, segurtasuna eta eraginkortasuna hobetu, eta produktuen galerak edo iheslarien isuriak izateko aukera murriztu.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Journal of Petroleum Technology aldizkariak, Society of Petroleum Engineers-en aldizkari nagusiak, goi-mailako teknologiaren aurrerapenei, petrolio eta gas industriaren gaiei eta SPEri eta bere kideei buruzko albisteei buruzko laburpenak eta artikuluak eskaintzen ditu.