स्टेनलेस स्टील पाइपों के अंतर्निहित संक्षारण प्रतिरोध के बावजूद, समुद्री वातावरण में स्थापित स्टेनलेस स्टील पाइप अपने अपेक्षित जीवन के दौरान विभिन्न प्रकार के संक्षारण के अधीन होते हैं। इस संक्षारण से भगोड़ा उत्सर्जन, उत्पाद हानि और संभावित जोखिम हो सकते हैं। ऑफशोर प्लेटफ़ॉर्म मालिक और ऑपरेटर बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करने वाली मजबूत पाइप सामग्री को निर्दिष्ट करके संक्षारण के जोखिम को कम कर सकते हैं। बाद में, उन्हें रासायनिक इंजेक्शन, हाइड्रोलिक और आवेग लाइनों, और प्रक्रिया उपकरण और सेंसिंग उपकरणों का निरीक्षण करते समय सतर्क रहना चाहिए ताकि संक्षारण स्थापित की अखंडता को खतरा न हो। पाइपिंग और समझौता सुरक्षा।
स्थानीयकृत संक्षारण कई प्लेटफार्मों, जहाजों, जहाजों और अपतटीय प्रतिष्ठानों में पाइपिंग पर पाया जा सकता है। यह संक्षारण गड्ढे या दरार संक्षारण के रूप में हो सकता है, जिनमें से कोई भी पाइप की दीवार को नष्ट कर सकता है और द्रव रिलीज का कारण बन सकता है।
जब अनुप्रयोग का ऑपरेटिंग तापमान बढ़ता है तो संक्षारण का खतरा अधिक होता है। गर्मी ट्यूब की सुरक्षात्मक बाहरी निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म के विनाश को तेज कर सकती है, जिससे पिटिंग संक्षारण के गठन को बढ़ावा मिलता है।
दुर्भाग्य से, स्थानीयकृत गड्ढे और दरार के क्षरण का पता लगाना मुश्किल हो सकता है, जिससे इस प्रकार के क्षरण को पहचानना, भविष्यवाणी करना और डिज़ाइन करना अधिक कठिन हो जाता है। इन जोखिमों को देखते हुए, प्लेटफ़ॉर्म मालिकों, ऑपरेटरों और डिज़ाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम पाइपिंग सामग्री का चयन करते समय सावधानी बरतनी चाहिए। सामग्री का चयन संक्षारण के खिलाफ उनकी रक्षा की पहली पंक्ति है, इसलिए इसे सही करना महत्वपूर्ण है। सौभाग्य से, वे स्थानीयकृत संक्षारण प्रतिरोध के एक बहुत ही सरल लेकिन बहुत प्रभावी उपाय, पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (पीआर) का उपयोग करना चुन सकते हैं। EN).किसी धातु का PREN मान जितना अधिक होगा, स्थानीयकृत संक्षारण के प्रति उसका प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा।
यह आलेख समीक्षा करेगा कि गड्ढे और दरार के क्षरण की पहचान कैसे करें और सामग्री के PREN मूल्य के आधार पर अपतटीय तेल और गैस अनुप्रयोगों के लिए टयूबिंग सामग्री चयन को कैसे अनुकूलित करें।
सामान्य संक्षारण की तुलना में छोटे क्षेत्रों में स्थानीयकृत संक्षारण होता है, जो धातु की सतह पर अधिक समान होता है। 316 स्टेनलेस स्टील के पाइपों पर क्रेविस और क्रेविस संक्षारण बनने लगता है, जब धातु के बाहरी क्रोमियम-रिच पैसिव ऑक्साइड फिल्म के टूटने के कारण टेम्पोरिंग और भी संभव है, जो कि मरीन-राइजिंग की सराहना करता है। इस पास होने वाली फिल्म का प्याज।
पिटिंग। पिटिंग संक्षारण तब होता है जब पाइप की लंबाई पर निष्क्रियता फिल्म नष्ट हो जाती है, जिससे पाइप की सतह पर छोटी गुहाएं या गड्ढे बन जाते हैं। इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाएं होने पर ऐसे गड्ढे बढ़ने की संभावना होती है, जिससे धातु में मौजूद लोहा गड्ढे के नीचे के घोल में घुल जाता है। घुला हुआ लोहा फिर गड्ढे के शीर्ष की ओर फैल जाएगा और आयरन ऑक्साइड या जंग बनाने के लिए ऑक्सीकरण होगा। जैसे-जैसे गड्ढा गहरा होता है, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाएं तेज हो जाती हैं, संक्षारण तेज हो जाता है और छिद्र हो सकता है। पाइप की दीवार और रिसाव का कारण।
जब टयूबिंग की बाहरी सतह दूषित होती है तो पिटिंग जंग के प्रति अधिक संवेदनशील होती है (चित्र 1)। उदाहरण के लिए, वेल्डिंग और पीसने के संचालन से संदूषण पाइप की निष्क्रिय ऑक्साइड परत को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे पिटिंग जंग बन सकती है और तेज हो सकती है। उन्हें नियमित रूप से ताजे पानी से धोकर।
चित्र 1 - 316/316एल स्टेनलेस स्टील पाइप एसिड, नमकीन पानी और अन्य जमाव से दूषित है, जो गड्ढों में जंग लगने के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है।
दरार का क्षरण। ज्यादातर मामलों में, गड्ढे को ऑपरेटर द्वारा आसानी से पहचाना जा सकता है। हालांकि, दरार के क्षरण का पता लगाना आसान नहीं है और यह ऑपरेटरों और कर्मियों के लिए अधिक जोखिम पैदा करता है। यह आम तौर पर उन पाइपों पर होता है जिनके आसपास की सामग्रियों के बीच तंग जगह होती है, जैसे कि क्लिप या पाइप के साथ जगह पर रखे गए पाइप जो एक साथ मजबूती से स्थापित होते हैं। जब नमकीन पानी दरार में रिसता है, तो समय के साथ क्षेत्र में एक रासायनिक रूप से आक्रामक अम्लीय फेरिक क्लोराइड (FeCl3) समाधान बनता है और त्वरित दरार क्षरण का कारण बनता है। आयन (चित्रा 2)। चूंकि दरारें स्वयं जंग के खतरे को बढ़ाती हैं, इसलिए दरारों का जंग गड्ढों के जंग की तुलना में बहुत कम तापमान पर हो सकता है।
चित्र 2 - दरार में रासायनिक रूप से आक्रामक अम्लीय फेरिक क्लोराइड समाधान के गठन के कारण पाइप और पाइप समर्थन (ऊपर) के बीच दरार का क्षरण विकसित हो सकता है और जब पाइप को अन्य सतहों (नीचे) के करीब स्थापित किया जाता है।
दरार का क्षरण आमतौर पर पाइप की लंबाई और पाइप समर्थन क्लिप के बीच बनी दरार में गड्ढे के क्षरण का अनुकरण करता है। हालांकि, फ्रैक्चर के भीतर तरल पदार्थ में बढ़ती Fe++ एकाग्रता के कारण, प्रारंभिक गड्ढा तब तक बड़ा और बड़ा हो जाता है जब तक कि यह पूरे फ्रैक्चर को कवर नहीं कर लेता। अंततः, दरार का क्षरण पाइप को छिद्रित कर सकता है।
तंग दरारें जंग का सबसे बड़ा खतरा हैं। इसलिए, पाइप क्लैंप जो पाइप की अधिकांश परिधि के चारों ओर लपेटते हैं, खुले क्लैंप की तुलना में अधिक जोखिम पेश करते हैं, जो पाइप और क्लैंप के बीच संपर्क सतह को कम करते हैं। रखरखाव तकनीशियन नियमित रूप से क्लैंप खोलकर और जंग के लिए पाइप की सतह का निरीक्षण करके दरार जंग की संभावना को कम करने में मदद कर सकते हैं जिससे क्षति या विफलता हो सकती है।
अनुप्रयोग के लिए सही धातु मिश्र धातु का चयन करके गड्ढे और दरार के क्षरण को सबसे अच्छी तरह से रोका जा सकता है। ऑपरेटिंग वातावरण, प्रक्रिया की स्थिति और अन्य चर के आधार पर क्षरण के जोखिम को कम करने के लिए विनिर्देशकों को इष्टतम पाइपिंग सामग्री का चयन करने के लिए उचित परिश्रम करना चाहिए।
विनिर्देशकों को सामग्री चयन को अनुकूलित करने में मदद करने के लिए, वे स्थानीयकृत संक्षारण के प्रति उनके प्रतिरोध को निर्धारित करने के लिए धातुओं के PREN मूल्यों की तुलना कर सकते हैं। PREN की गणना मिश्र धातु की रासायनिक संरचना से की जा सकती है, जिसमें क्रोमियम (Cr), मोलिब्डेनम (Mo), और नाइट्रोजन (N) सामग्री शामिल है, निम्नानुसार:
मिश्र धातु में संक्षारण प्रतिरोधी तत्वों क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन की सामग्री के साथ PREN बढ़ता है। PREN संबंध महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान (CPT) पर आधारित है - सबसे कम तापमान जिस पर पिटिंग जंग देखी जाती है - रासायनिक संरचना के संबंध में विभिन्न स्टेनलेस स्टील्स के लिए। अनिवार्य रूप से, PREN CPT के लिए आनुपातिक है। इसलिए, उच्च PREN मान उच्च पिटिंग प्रतिरोध का संकेत देते हैं। PREN में एक छोटी वृद्धि केवल मिश्र धातु की तुलना में CPT में एक छोटी वृद्धि के बराबर है, जबकि PREN में बड़ी वृद्धि उल्लेखनीय रूप से उच्च CPT के लिए अधिक महत्वपूर्ण प्रदर्शन सुधार का संकेत देती है।
तालिका 1 आमतौर पर अपतटीय तेल और गैस अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न मिश्र धातुओं के PREN मूल्यों की तुलना करती है। यह दर्शाता है कि उच्च ग्रेड पाइप मिश्र धातु का चयन करके विनिर्देश संक्षारण प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है। 316 से 317 स्टेनलेस स्टील में संक्रमण होने पर PREN केवल थोड़ा बढ़ता है। एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन वृद्धि के लिए, 6 मो सुपर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील या 2507 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील का आदर्श रूप से उपयोग किया जाता है।
स्टेनलेस स्टील में निकल (नी) की उच्च सांद्रता भी संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाती है। हालांकि, स्टेनलेस स्टील की निकल सामग्री PREN समीकरण का हिस्सा नहीं है। किसी भी मामले में, उच्च निकल सांद्रता वाले स्टेनलेस स्टील को निर्दिष्ट करना अक्सर फायदेमंद होता है, क्योंकि यह तत्व उन सतहों को फिर से निष्क्रिय करने में मदद करता है जो स्थानीयकृत जंग के लक्षण दिखाते हैं। निकेल ऑस्टेनाइट को स्थिर करता है और 1/8 हार्ड पाइप को मोड़ने या ठंडा करने पर मार्टेंसाइट के गठन को रोकता है। मार्टेंसाइट एक अवांछित क्रिस्टलीय है धातुओं में चरण जो स्टेनलेस स्टील के स्थानीय संक्षारण के साथ-साथ क्लोराइड-प्रेरित तनाव क्रैकिंग के प्रतिरोध को कम करता है। 316/316L में कम से कम 12% की उच्च निकल सामग्री भी उच्च दबाव गैसीय हाइड्रोजन से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए वांछनीय है। एएसटीएम मानक विनिर्देश में 316/316L स्टेनलेस स्टील के लिए आवश्यक न्यूनतम निकल एकाग्रता 10% है।
स्थानीयकृत क्षरण समुद्री वातावरण में उपयोग किए जाने वाले पाइपों पर कहीं भी हो सकता है। हालाँकि, गड्ढे का क्षरण उन क्षेत्रों में होने की अधिक संभावना है जो पहले से ही दूषित हैं, जबकि दरार का क्षरण पाइप और बढ़ते हार्डवेयर के बीच संकीर्ण अंतराल वाले क्षेत्रों में होने की अधिक संभावना है। PREN को आधार के रूप में उपयोग करते हुए, विनिर्देशक किसी भी प्रकार के स्थानीय क्षरण के जोखिम को कम करने के लिए सर्वोत्तम पाइप मिश्र धातु का चयन कर सकता है।
हालांकि, ध्यान रखें कि अन्य चर भी हैं जो संक्षारण जोखिम को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, तापमान स्टेनलेस स्टील के पिटिंग प्रतिरोध को प्रभावित करता है। गर्म समुद्री जलवायु के लिए, 6 मोलिब्डेनम सुपर ऑस्टेनिटिक या 2507 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील पाइप पर गंभीरता से विचार किया जाना चाहिए क्योंकि इन सामग्रियों में स्थानीय संक्षारण और क्लोराइड तनाव क्रैकिंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है। ठंडी जलवायु के लिए, 316/316L पाइप पर्याप्त हो सकता है, खासकर यदि सफल उपयोग का इतिहास स्थापित किया गया हो।
टयूबिंग स्थापित होने के बाद अपतटीय प्लेटफॉर्म के मालिक और ऑपरेटर जंग के जोखिम को कम करने के लिए भी कदम उठा सकते हैं। उन्हें पाइपों को साफ रखना चाहिए और नियमित रूप से ताजे पानी से फ्लश करना चाहिए ताकि पिटिंग जंग के जोखिम को कम किया जा सके। दरार के जंग की उपस्थिति देखने के लिए उन्हें रखरखाव तकनीशियनों को नियमित निरीक्षण के दौरान टयूबिंग क्लैंप खोलने चाहिए।
ऊपर बताए गए कदमों का पालन करके, प्लेटफ़ॉर्म मालिक और ऑपरेटर समुद्री वातावरण में टयूबिंग के क्षरण और संबंधित रिसाव के जोखिम को कम कर सकते हैं, सुरक्षा और दक्षता में सुधार कर सकते हैं, जबकि उत्पाद हानि या भगोड़े उत्सर्जन की रिहाई की संभावना को कम कर सकते हैं।
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
पेट्रोलियम टेक्नोलॉजी जर्नल सोसाइटी ऑफ पेट्रोलियम इंजीनियर्स की प्रमुख पत्रिका है, जो अन्वेषण और उत्पादन प्रौद्योगिकी, तेल और गैस उद्योग के मुद्दों और एसपीई और उसके सदस्यों के बारे में समाचारों में प्रगति पर आधिकारिक संक्षिप्त जानकारी और सुविधाएँ प्रदान करती है।