સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ પાઈપોના સહજ કાટ પ્રતિકાર હોવા છતાં, દરિયાઈ વાતાવરણમાં સ્થાપિત સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઈપો તેમની અપેક્ષિત સેવા જીવન દરમિયાન વિવિધ પ્રકારના કાટને આધિન હોય છે.આ કાટ ભાગેડુ ઉત્સર્જન, ઉત્પાદનની ખોટ અને સંભવિત જોખમો તરફ દોરી શકે છે.ઓફશોર પ્લેટફોર્મ માલિકો અને ઓપરેટરો કાટ પ્રતિકાર માટે શરૂઆતથી જ મજબૂત પાઇપ સામગ્રીનો ઉલ્લેખ કરીને કાટ લાગવાનું જોખમ ઘટાડી શકે છે.ત્યારપછી, તેઓએ રાસાયણિક ઈન્જેક્શન લાઈનો, હાઈડ્રોલિક અને ઈમ્પલ્સ લાઈનો અને પ્રોસેસ ઈન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન અને ઈન્સ્ટ્રુમેન્ટેશનની તપાસ કરતી વખતે જાગ્રત રહેવું જોઈએ કે જેથી કાટ ઈન્સ્ટોલ કરેલ પાઈપિંગની અખંડિતતાને જોખમમાં ન નાખે અથવા સલામતી સાથે સમાધાન ન કરે.
સ્થાનિક કાટ ઘણા પ્લેટફોર્મ્સ, જહાજો, જહાજો અને ઑફશોર પાઇપલાઇન્સ પર મળી શકે છે.આ કાટ ખાડા અથવા તિરાડના કાટના સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે, જેમાંથી કાં તો પાઇપની દીવાલને ક્ષીણ થઈ શકે છે અને પ્રવાહી બહાર નીકળી શકે છે.
એપ્લિકેશનના ઓપરેટિંગ તાપમાનમાં વધારો થતાં કાટનું જોખમ વધે છે.ગરમી ટ્યુબની રક્ષણાત્મક બાહ્ય નિષ્ક્રિય ઓક્સાઇડ ફિલ્મના અધોગતિને વેગ આપી શકે છે, જેનાથી પિટિંગને પ્રોત્સાહન મળે છે.
કમનસીબે, સ્થાનિક ખાડા અને તિરાડના કાટને શોધવાનું મુશ્કેલ છે, જે આ પ્રકારના કાટને ઓળખવા, અનુમાન લગાવવું અને ડિઝાઇન કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે.આ જોખમોને જોતાં, પ્લેટફોર્મ માલિકો, ઓપરેટરો અને ડિઝાઈનીઓએ તેમની અરજી માટે શ્રેષ્ઠ પાઇપલાઇન સામગ્રી પસંદ કરવામાં સાવચેતી રાખવી જોઈએ.સામગ્રીની પસંદગી એ કાટ સામે રક્ષણની તેમની પ્રથમ લાઇન છે, તેથી તેને યોગ્ય રીતે મેળવવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.સદનસીબે, તેઓ સ્થાનિક કાટ પ્રતિકારના ખૂબ જ સરળ પરંતુ ખૂબ જ અસરકારક માપનો ઉપયોગ કરી શકે છે, પિટિંગ રેઝિસ્ટન્સ ઇક્વિવેલન્ટ નંબર (PREN).ધાતુનું PREN મૂલ્ય જેટલું ઊંચું છે, સ્થાનિક કાટ સામે તેની પ્રતિકાર વધારે છે.
આ લેખમાં જોશો કે કેવી રીતે પિટિંગ અને તિરાડના કાટને ઓળખવા અને સામગ્રીના PREN મૂલ્યના આધારે ઑફશોર તેલ અને ગેસ એપ્લિકેશન માટે ટ્યુબિંગ સામગ્રીની પસંદગીને કેવી રીતે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવી.
સ્થાનિક કાટ સામાન્ય કાટની તુલનામાં નાના વિસ્તારોમાં થાય છે, જે ધાતુની સપાટી પર વધુ સમાન હોય છે.જ્યારે ધાતુની બાહ્ય ક્રોમિયમ-સમૃદ્ધ નિષ્ક્રિય ઓક્સાઇડ ફિલ્મ ખારા પાણી સહિતના કાટ લાગતા પ્રવાહીના સંપર્કમાં ફાટી જાય છે ત્યારે 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ ટ્યુબિંગ પર પિટિંગ અને ક્રેવિસ કાટ બનવાનું શરૂ થાય છે.ક્લોરાઇડથી સમૃદ્ધ દરિયાઇ વાતાવરણ, તેમજ ઉચ્ચ તાપમાન અને ટ્યુબિંગ સપાટીનું દૂષણ પણ, આ પેસિવેશન ફિલ્મના અધોગતિની સંભાવનાને વધારે છે.
પિટિંગ પિટિંગ કાટ ત્યારે થાય છે જ્યારે પાઇપના ભાગ પરની પેસિવેશન ફિલ્મ તૂટી જાય છે, પાઇપની સપાટી પર નાના પોલાણ અથવા ખાડાઓ બનાવે છે.ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ આગળ વધવાથી આવા ખાડાઓ વધવાની સંભાવના છે, જેના પરિણામે ખાડાના તળિયે દ્રાવણમાં ધાતુમાંનું આયર્ન ઓગળી જાય છે.ઓગળેલું આયર્ન પછી ખાડાની ટોચ પર પ્રસરશે અને આયર્ન ઓક્સાઇડ અથવા રસ્ટ બનાવવા માટે ઓક્સિડાઇઝ થશે.જેમ જેમ ખાડો ઊંડો થાય છે, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ વેગ આપે છે, કાટ વધે છે, જે પાઇપની દિવાલને છિદ્રિત કરી શકે છે અને લીક તરફ દોરી શકે છે.
જો તેની બાહ્ય સપાટી દૂષિત હોય તો નળીઓ ખાડા માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે (આકૃતિ 1).ઉદાહરણ તરીકે, વેલ્ડીંગ અને ગ્રાઇન્ડીંગ કામગીરીના દૂષણો પાઇપના પેસિવેશન ઓક્સાઇડ સ્તરને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, જેનાથી પિટિંગની રચના અને ગતિ વધે છે.પાઈપોના પ્રદૂષણ સાથે વ્યવહાર કરવા માટે પણ આ જ છે.વધુમાં, જેમ જેમ મીઠાના ટીપાં બાષ્પીભવન થાય છે તેમ, ભીના મીઠાના સ્ફટિકો જે પાઈપો પર બને છે તે ઓક્સાઇડ સ્તરને સુરક્ષિત કરે છે અને ખાડામાં પરિણમી શકે છે.આ પ્રકારના દૂષણને રોકવા માટે, તમારી પાઈપોને નિયમિતપણે તાજા પાણીથી ફ્લશ કરીને સાફ રાખો.
આકૃતિ 1. 316/316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઇપ એસિડ, ખારા અને અન્ય થાપણોથી દૂષિત છે તે ખાડા માટે અત્યંત સંવેદનશીલ છે.
તિરાડ કાટ.મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, ઓપરેટર દ્વારા પિટિંગ સરળતાથી શોધી શકાય છે.જો કે, તિરાડના કાટને શોધવાનું સરળ નથી અને તે ઓપરેટરો અને કર્મચારીઓ માટે વધુ જોખમ ઊભું કરે છે.આ સામાન્ય રીતે પાઈપો પર થાય છે જેમાં આસપાસની સામગ્રી વચ્ચે સાંકડા અંતર હોય છે, જેમ કે ક્લેમ્પ્સ અથવા પાઈપો કે જે એકબીજાની બાજુમાં ચુસ્તપણે પેક કરવામાં આવે છે.જ્યારે બ્રિન ગેપમાં પ્રવેશ કરે છે, સમય જતાં, આ વિસ્તારમાં રાસાયણિક રીતે આક્રમક એસિડિફાઇડ ફેરિક ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન (FeCl3) રચાય છે, જે ગેપના ઝડપી કાટનું કારણ બને છે (ફિગ. 2).કારણ કે તિરાડ કાટ તેના સ્વભાવ દ્વારા કાટનું જોખમ વધારે છે, ખાડા કરતા ઘણા ઓછા તાપમાને તિરાડ કાટ થઈ શકે છે.
આકૃતિ 2 – પાઈપ અને પાઇપ સપોર્ટ (ટોચ) વચ્ચે અને જ્યારે ગેપમાં ફેરિક ક્લોરાઇડના રાસાયણિક રીતે આક્રમક એસિડિફાઇડ સોલ્યુશનની રચનાને કારણે પાઇપ અન્ય સપાટીઓ (નીચે) ની નજીક સ્થાપિત થાય છે ત્યારે ક્રેવિસ કાટ વિકસી શકે છે.
તિરાડ કાટ સામાન્ય રીતે પાઇપ સેક્શન અને પાઇપ સપોર્ટ કોલર વચ્ચેના ગેપમાં પહેલા પિટિંગનું અનુકરણ કરે છે.જો કે, અસ્થિભંગની અંદરના પ્રવાહીમાં Fe++ ની સાંદ્રતામાં વધારો થવાને કારણે, પ્રારંભિક ફનલ સમગ્ર અસ્થિભંગને આવરી લે ત્યાં સુધી વિશાળ અને વિશાળ બને છે.આખરે, તિરાડના કાટને લીધે પાઇપના છિદ્રો થઈ શકે છે.
ગાઢ તિરાડો કાટનું સૌથી મોટું જોખમ દર્શાવે છે.તેથી, પાઇપ ક્લેમ્પ્સ કે જે પાઇપના પરિઘના મોટા ભાગને ઘેરી લે છે તે ખુલ્લા ક્લેમ્પ્સ કરતાં વધુ જોખમી હોય છે, જે પાઇપ અને ક્લેમ્પ વચ્ચેની સંપર્ક સપાટીને ઘટાડે છે.સર્વિસ ટેકનિશિયન નિયમિતપણે ફિક્સર ખોલીને અને કાટ માટે પાઇપની સપાટીનું નિરીક્ષણ કરીને તિરાડના કાટને નુકસાન અથવા નિષ્ફળતાની શક્યતા ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે.
ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય મેટલ એલોય પસંદ કરીને પિટિંગ અને તિરાડના કાટને અટકાવી શકાય છે.ઓપરેટિંગ વાતાવરણ, પ્રક્રિયાની સ્થિતિ અને અન્ય ચલો પર આધાર રાખીને, કાટના જોખમને ઘટાડવા માટે શ્રેષ્ઠ પાઈપિંગ સામગ્રી પસંદ કરવામાં સ્પષ્ટીકરણકર્તાઓએ યોગ્ય ખંતનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
સ્પષ્ટીકરણકર્તાઓને તેમની સામગ્રીની પસંદગીને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરવા માટે, તેઓ સ્થાનિક કાટ સામેના તેમના પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરવા માટે ધાતુના PREN મૂલ્યોની તુલના કરી શકે છે.PREN ની ગણતરી એલોયની રસાયણશાસ્ત્રમાંથી કરી શકાય છે, જેમાં તેના ક્રોમિયમ (Cr), મોલીબડેનમ (Mo), અને નાઇટ્રોજન (N) સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે, જે નીચે મુજબ છે:
એલોયમાં ક્રોમિયમ, મોલીબડેનમ અને નાઇટ્રોજનના કાટ-પ્રતિરોધક તત્વોની સામગ્રી સાથે PREN વધે છે.PREN રેશિયો ક્રિટિકલ પિટિંગ ટેમ્પરેચર (CPT) પર આધારિત છે - સૌથી નીચું તાપમાન કે જેના પર પિટિંગ થાય છે - રાસાયણિક રચનાના આધારે વિવિધ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ માટે.આવશ્યકપણે, PREN એ CPT માટે પ્રમાણસર છે.તેથી, ઉચ્ચ PREN મૂલ્યો ઉચ્ચ પિટિંગ પ્રતિકાર સૂચવે છે.PREN માં નાનો વધારો એ એલોયની તુલનામાં CPT માં માત્ર એક નાના વધારાની સમકક્ષ છે, જ્યારે PREN માં મોટો વધારો એ ઘણા ઊંચા CPT પર પ્રદર્શનમાં નોંધપાત્ર સુધારો દર્શાવે છે.
કોષ્ટક 1 સામાન્ય રીતે ઑફશોર તેલ અને ગેસ ઉદ્યોગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ એલોય માટે PREN મૂલ્યોની તુલના કરે છે.તે દર્શાવે છે કે કેવી રીતે સ્પષ્ટીકરણ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળી પાઇપ એલોય પસંદ કરીને કાટ પ્રતિકારને મોટા પ્રમાણમાં સુધારી શકે છે.PREN 316 SS થી 317 SS સુધી સહેજ વધે છે.સુપર ઓસ્ટેનિટીક 6 Mo SS અથવા સુપર ડુપ્લેક્સ 2507 SS નોંધપાત્ર કામગીરી લાભ માટે આદર્શ છે.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં ઉચ્ચ નિકલ (ની) સાંદ્રતા પણ કાટ પ્રતિકાર વધારે છે.જો કે, સ્ટેનલેસ સ્ટીલની નિકલ સામગ્રી PREN સમીકરણનો ભાગ નથી.કોઈ પણ સંજોગોમાં, ઉચ્ચ નિકલ સામગ્રી સાથે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ પસંદ કરવાનું ઘણીવાર ફાયદાકારક હોય છે, કારણ કે આ તત્વ સ્થાનિક કાટના ચિહ્નો દર્શાવતી સપાટીઓને પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરે છે.નિકલ ઓસ્ટેનાઈટને સ્થિર કરે છે અને 1/8 કઠોર પાઈપને બેન્ડિંગ અથવા કોલ્ડ ડ્રોઇંગ કરતી વખતે માર્ટેન્સાઇટની રચનાને અટકાવે છે.માર્ટેન્સાઇટ એ ધાતુઓમાં અનિચ્છનીય સ્ફટિકીય તબક્કો છે જે સ્ટેનલેસ સ્ટીલના સ્થાનિક કાટ તેમજ ક્લોરાઇડ-પ્રેરિત તણાવ ક્રેકીંગ સામે પ્રતિકાર ઘટાડે છે.316/316L સ્ટીલમાં ઓછામાં ઓછા 12% ની ઉચ્ચ નિકલ સામગ્રી ઉચ્ચ દબાણવાળા હાઇડ્રોજન ગેસ એપ્લિકેશન માટે પણ ઇચ્છનીય છે.ASTM 316/316L સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે જરૂરી ન્યૂનતમ નિકલ સાંદ્રતા 10% છે.
દરિયાઈ વાતાવરણમાં વપરાતી પાઇપલાઇનમાં સ્થાનિક કાટ ગમે ત્યાં થઈ શકે છે.જો કે, પહેલાથી જ દૂષિત હોય તેવા વિસ્તારોમાં ખાડો થવાની શક્યતા વધુ હોય છે, જ્યારે પાઈપ અને ઇન્સ્ટોલેશન સાધનો વચ્ચેના સાંકડા અંતરવાળા વિસ્તારોમાં તિરાડ કાટ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે.આધાર તરીકે PREN નો ઉપયોગ કરીને, સ્પષ્ટકર્તા કોઈપણ પ્રકારના સ્થાનિક કાટના જોખમને ઘટાડવા માટે શ્રેષ્ઠ પાઇપ ગ્રેડ પસંદ કરી શકે છે.
જો કે, ધ્યાનમાં રાખો કે અન્ય ચલો છે જે કાટના જોખમને અસર કરી શકે છે.ઉદાહરણ તરીકે, તાપમાન સ્ટેનલેસ સ્ટીલના પિટિંગના પ્રતિકારને અસર કરે છે.ગરમ દરિયાઈ આબોહવા માટે, સુપર ઓસ્ટેનિટિક 6 મોલિબ્ડેનમ સ્ટીલ અથવા સુપર ડુપ્લેક્સ 2507 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પાઈપોને ગંભીરતાથી ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ કારણ કે આ સામગ્રીઓ સ્થાનિક કાટ અને ક્લોરાઇડ ક્રેકીંગ માટે ઉત્તમ પ્રતિકાર ધરાવે છે.ઠંડી આબોહવા માટે, 316/316L પાઇપ પર્યાપ્ત હોઈ શકે છે, ખાસ કરીને જો સફળ ઉપયોગનો ઇતિહાસ હોય.
ઓફશોર પ્લેટફોર્મ માલિકો અને ઓપરેટરો પણ ટ્યુબિંગ ઇન્સ્ટોલ કર્યા પછી કાટ લાગવાના જોખમને ઘટાડવા માટે પગલાં લઈ શકે છે.ખાડા થવાનું જોખમ ઓછું કરવા માટે તેઓએ પાઈપોને સ્વચ્છ રાખવી જોઈએ અને નિયમિતપણે તાજા પાણીથી ફ્લશ કરવી જોઈએ.તેમની પાસે મેન્ટેનન્સ ટેકનિશિયન પણ હોવા જોઈએ જે નિયમિત તપાસ દરમિયાન ક્લેમ્પ્સ ખોલે છે જેથી તિરાડના કાટને તપાસી શકાય.
ઉપરોક્ત પગલાંને અનુસરીને, પ્લેટફોર્મ માલિકો અને ઓપરેટરો દરિયાઈ વાતાવરણમાં પાઈપના કાટ અને સંબંધિત લીકનું જોખમ ઘટાડી શકે છે, સલામતી અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે અને ઉત્પાદનના નુકશાન અથવા ભાગેડુ ઉત્સર્જનની શક્યતા ઘટાડી શકે છે.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
પેટ્રોલિયમ ટેક્નોલોજીનું જર્નલ, સોસાયટી ઓફ પેટ્રોલિયમ એન્જિનિયર્સનું મુખ્ય જર્નલ, અપસ્ટ્રીમ ટેક્નોલોજી, તેલ અને ગેસ ઉદ્યોગના મુદ્દાઓ અને SPE અને તેના સભ્યો વિશેના સમાચારોમાં પ્રગતિ પર અધિકૃત સંક્ષિપ્ત અને લેખો પ્રદાન કરે છે.