Չնայած չժանգոտվող պողպատից խողովակների բնորոշ կոռոզիոն դիմադրությանը, ծովային միջավայրում տեղադրված չժանգոտվող պողպատից խողովակները ենթարկվում են տարբեր տեսակի կոռոզիայի իրենց ակնկալվող կյանքի ընթացքում: Այս կոռոզիան կարող է հանգեցնել փախուստի արտանետումների, արտադրանքի կորստի և հնարավոր ռիսկերի: Օֆշորային հարթակների սեփականատերերը և օպերատորները կարող են նվազեցնել կոռոզիայի ռիսկը՝ նշելով ավելի ամուր խողովակների դիմադրություն, երբ դրանք պետք է ապահովեն ավելի ուժեղ կոռոզիոն դիմադրություն: հիդրավլիկ և իմպուլսային գծերը, ինչպես նաև կոռոզիայից ապահովելու համար սարքավորումները և սարքավորումները, որոնք չեն սպառնում տեղադրված խողովակաշարերի ամբողջականությանը և խախտելու անվտանգությունը:
Տեղայնացված կոռոզիան կարող է հայտնաբերվել շատ հարթակներում, նավերի, նավերի և խողովակաշարերի վրա ծովային կայանքներում: Այս կոռոզիան կարող է լինել փոսերի կամ ճեղքերի կոռոզիայի տեսքով, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է քայքայել խողովակի պատը և առաջացնել հեղուկի արտազատում:
Կոռոզիայի ռիսկն ավելի մեծ է, երբ կիրառման աշխատանքային ջերմաստիճանը բարձրանում է: Ջերմությունը կարող է արագացնել խողովակի պաշտպանիչ արտաքին պասիվ օքսիդի թաղանթի ոչնչացումը, դրանով իսկ նպաստելով փոսային կոռոզիայի ձևավորմանը:
Ցավոք, տեղայնացված փոսը և ճեղքերի կոռոզիան կարող է դժվար լինել հայտնաբերելը, ինչը դժվարացնում է կոռոզիայի այս տեսակների նույնականացումը, կանխատեսումը և նախագծումը: Հաշվի առնելով այս ռիսկերը, պլատֆորմի սեփականատերերը, օպերատորները և նշանակված անձինք պետք է զգույշ լինեն իրենց կիրառման համար խողովակաշարի լավագույն նյութը ընտրելիս: Դիմադրության համարժեք թիվը (PREN): Որքան բարձր է մետաղի PREN արժեքը, այնքան բարձր է նրա դիմադրությունը տեղայնացված կոռոզիայից:
Այս հոդվածը կքննարկի, թե ինչպես կարելի է բացահայտել փոսերի և ճեղքերի կոռոզիան և ինչպես օպտիմալացնել խողովակների նյութերի ընտրությունը ծովային նավթի և գազի համար՝ հիմնված նյութի PREN արժեքի վրա:
Տեղայնացված կոռոզիան տեղի է ունենում փոքր տարածքներում, համեմատած ընդհանուր կոռոզիայի հետ, որն ավելի միատեսակ է մետաղի մակերեսի վրա: Փոսերը և ճեղքերի կոռոզիան սկսում են ձևավորվել 316 չժանգոտվող պողպատից խողովակների վրա, երբ մետաղի արտաքին քրոմով հարուստ պասիվ օքսիդ թաղանթը պատռվում է քայքայիչ հեղուկների ազդեցության պատճառով, ներառյալ աղի ջրի բարձր ջերմաստիճանը և աղի ջրի բարձր ջերմաստիճանը խողովակի մակերեսը, մեծացնում է այս պասիվացման թաղանթի քայքայման հնարավորությունը:
Փոսային կոռոզիան տեղի է ունենում, երբ խողովակի երկարության վրա պասիվացնող թաղանթը ոչնչացվում է, խողովակի մակերեսին ձևավորվում են փոքր խոռոչներ կամ փոսեր: Նման փոսերը, հավանաբար, կաճեն, երբ տեղի են ունենում էլեկտրաքիմիական ռեակցիաներ, ինչը հանգեցնում է մետաղի երկաթի լուծարմանը փոսի հատակի լուծույթի մեջ: Լուծված երկաթն այնուհետև կցրվի փոսը կամ կօքսիդանա դեպի խորը օքսիդ: , էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները արագանում են, կոռոզիան ուժեղանում է և կարող է հանգեցնել խողովակի պատի պերֆորացիայի և արտահոսքի:
Խողովակները ավելի ենթակա են փոսային կոռոզիայից, երբ դրա արտաքին մակերեսը աղտոտված է (Նկար 1): Օրինակ, եռակցման և հղկման աշխատանքներից առաջացած աղտոտումը կարող է վնասել խողովակի պասիվացնող օքսիդ շերտը, դրանով իսկ ձևավորելով և արագացնելով փոսային կոռոզիան: Նույնը վերաբերում է պարզապես աղտոտվածությանը: խողովակները նույնն են անում օքսիդի շերտը պաշտպանելու համար և կարող են հանգեցնել փոսերի կոռոզիայի: Այս տեսակի աղտոտումը կանխելու համար ձեր խողովակները մաքուր պահեք՝ դրանք պարբերաբար լվանալով թարմ ջրով:
Նկար 1 – 316/316L չժանգոտվող պողպատից խողովակը, որը աղտոտված է թթվով, աղաջրով և այլ նստվածքներով, խիստ ենթակա է փոսային կոռոզիայից:
Ճեղքերի կոռոզիա: Շատ դեպքերում, փոսը կարող է հեշտությամբ ճանաչվել օպերատորի կողմից: Այնուամենայնիվ, ճեղքերի կոռոզիան հեշտ չէ հայտնաբերել և ավելի մեծ վտանգ է ներկայացնում օպերատորների և անձնակազմի համար: Այն սովորաբար տեղի է ունենում այն ​​խողովակների վրա, որոնք շրջապատող նյութերի միջև ամուր տարածություններ ունեն, ինչպիսիք են սեղմակներով ամրացված խողովակները կամ խողովակները, որոնք սերտորեն տեղադրված են թթվային կողք կողքի, քիմիական երեսով: Քլորիդ (FeCl3) լուծույթը ժամանակի ընթացքում ձևավորվում է տարածքում և առաջացնում է ճեղքերի արագացված կոռոզիա (Նկար 2): Քանի որ ճեղքերն իրենք մեծացնում են կոռոզիայի վտանգը, ճեղքերի կոռոզիան կարող է առաջանալ շատ ավելի ցածր ջերմաստիճանում, քան փոսային կոռոզիան:
Նկար 2 – Ճեղքերի կոռոզիա կարող է զարգանալ խողովակի և խողովակի հենարանի միջև (վերևում) և երբ խողովակը տեղադրվում է այլ մակերևույթների մոտ (ներքևում)՝ քիմիապես ագրեսիվ թթվացված երկաթի քլորիդի լուծույթի ձևավորման պատճառով:
Ճեղքերի կոռոզիան սովորաբար նմանակում է փոսային կոռոզիան առաջինը խողովակի երկարության և խողովակի աջակցության սեղմակի միջև ձևավորված ճեղքում: Այնուամենայնիվ, կոտրվածքի հեղուկում Fe++ կոնցենտրացիայի աճի պատճառով սկզբնական խառնարանը դառնում է ավելի ու ավելի մեծ, մինչև ծածկի ամբողջ կոտրվածքը: Ի վերջո, ճեղքերի կոռոզիան կարող է ծակել խողովակը:
Սեղմ ճեղքերը կոռոզիայից մեծագույն վտանգ են ներկայացնում: Հետևաբար, խողովակի սեղմակները, որոնք փաթաթում են խողովակի շրջագծի մեծ մասը, ավելի մեծ վտանգ են ներկայացնում, քան բաց սեղմիչները, որոնք նվազագույնի են հասցնում խողովակի և սեղմակի միջև շփման մակերեսը:
Փոսերի և ճեղքերի կոռոզիայից կարելի է լավագույնս կանխել՝ կիրառման համար ճիշտ մետաղական համաձուլվածք ընտրելով: Մասնագետները պետք է պատշաճ ջանասիրություն ցուցաբերեն խողովակաշարի օպտիմալ նյութը ընտրելու համար՝ նվազագույնի հասցնելու կոռոզիայի ռիսկը՝ հիմնված աշխատանքային միջավայրի, գործընթացի պայմանների և այլ փոփոխականների վրա:
Նկարիչների ընտրությունը օպտիմալացնելու համար նրանք կարող են համեմատել մետաղների PREN արժեքները՝ որոշելու դրանց դիմադրությունը տեղայնացված կոռոզիայից: PREN-ը կարող է հաշվարկվել համաձուլվածքի քիմիական կազմից՝ ներառյալ քրոմի (Cr), մոլիբդենի (Mo) և ազոտի (N) պարունակությունը հետևյալ կերպ.
PREN-ը մեծանում է համաձուլվածքում կոռոզիակայուն տարրերի քրոմի, մոլիբդենի և ազոտի պարունակությամբ: PREN հարաբերությունը հիմնված է կրիտիկական փոսային ջերմաստիճանի (CPT) վրա՝ ամենացածր ջերմաստիճանը, որում նկատվում է փոսային կոռոզիա՝ տարբեր չժանգոտվող պողպատների համար՝ կապված քիմիական կազմի հետ: PREN-ի փոքր աճը համարժեք է միայն CPT-ի փոքր աճին, համեմատած համաձուլվածքի, մինչդեռ PREN-ի մեծ աճը ցույց է տալիս զգալիորեն ավելի բարձր CPT-ի արդյունավետության ավելի զգալի բարելավում:
Աղյուսակ 1-ը համեմատում է ծովային նավթի և գազի կիրառման մեջ սովորաբար օգտագործվող տարբեր համաձուլվածքների PREN արժեքները: Այն ցույց է տալիս, թե ինչպես է ճշգրտումը կարող է զգալիորեն բարելավել կոռոզիոն դիմադրությունը` ընտրելով ավելի բարձր կարգի խողովակների համաձուլվածք: PREN-ը միայն մի փոքր աճում է, երբ 316-ից 317 չժանգոտվող պողպատն անցնում է: Արդյունավետության զգալի աճի համար, 6 Mo գերակշռող պողպատը իդեալականորեն օգտագործվում է 25-ից գերաուստենիկ:
Չժանգոտվող պողպատում նիկելի (Ni) ավելի բարձր կոնցենտրացիաները նաև մեծացնում են կոռոզիոն դիմադրությունը: Այնուամենայնիվ, չժանգոտվող պողպատի նիկելի պարունակությունը PREN հավասարման մաս չէ: Ամեն դեպքում, հաճախ ձեռնտու է նշել նիկելի ավելի բարձր կոնցենտրացիաներով չժանգոտվող պողպատները, քանի որ այս տարրն օգնում է նորից պասիվացնել մակերևույթները, որոնք կայունացնում են մակերևույթները, որոնք ցույց են տալիս լոկալ կոռոզիոն: 1/8 կոշտ խողովակ: Մարտենզիտը մետաղների անցանկալի բյուրեղային փուլ է, որը նվազեցնում է չժանգոտվող պողպատի դիմադրությունը տեղայնացված կոռոզիային, ինչպես նաև քլորիդից առաջացած սթրեսային ճաքերի նկատմամբ: Նիկելի ավելի բարձր պարունակությունը՝ առնվազն 12% 316/316L-ում, ցանկալի է նաև գազի16/3L բարձր ճնշման համար: պակաս պողպատը ASTM ստանդարտ բնութագրում կազմում է 10%:
Տեղայնացված կոռոզիան կարող է առաջանալ ծովային միջավայրում օգտագործվող խողովակների վրա: Այնուամենայնիվ, փոսային կոռոզիան ավելի հավանական է տեղի ունենալ այն տարածքներում, որոնք արդեն աղտոտված են, մինչդեռ ճեղքերի կոռոզիան ավելի հավանական է տեղի ունենալ խողովակի և մոնտաժող սարքավորման միջև նեղ բացերով տարածքներում: PREN-ը որպես հիմք օգտագործելով՝ սպեցիֆիկատորը կարող է նվազագույնի հասցնել ցանկացած տեսակի կոռոզիայից լավագույնը:
Այնուամենայնիվ, հիշեք, որ կան այլ փոփոխականներ, որոնք կարող են ազդել կոռոզիայի ռիսկի վրա: Օրինակ, ջերմաստիճանը ազդում է չժանգոտվող պողպատի փոսերի դիմադրության վրա: Ծովային տաք կլիմայի համար պետք է լրջորեն հաշվի առնել 6 մոլիբդենային գերաուստենիտիկ կամ 2507 սուպեր դուպլեքս չժանգոտվող պողպատից խողովակները, քանի որ այս նյութերը հիանալի դիմադրություն ունեն տեղայնացված կոռոզիայի և քլորիդային լարվածության դեպքում, հատկապես, եթե 31 ավելի սառը կլիմայական ճեղքվածք է: հաջողված օգտագործումը հաստատվել է:
Օֆշորային հարթակների սեփականատերերը և օպերատորները կարող են նաև քայլեր ձեռնարկել խողովակների տեղադրումից հետո կոռոզիայի ռիսկը նվազագույնի հասցնելու համար: Նրանք պետք է խողովակները կանոնավոր կերպով մաքուր և մաքուր ջրով լցվեն, որպեսզի նվազեցնեն փոսային կոռոզիայի վտանգը:
Հետևելով վերը նշված քայլերին, հարթակի սեփականատերերը և օպերատորները կարող են նվազեցնել խողովակների կոռոզիայի և դրա հետ կապված արտահոսքի վտանգը ծովային միջավայրում՝ բարելավելով անվտանգությունն ու արդյունավետությունը՝ միաժամանակ նվազեցնելով արտադրանքի կորստի կամ փախուստի արտանետումների հնարավորությունը:
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
The Journal of Petroleum Technology-ն նավթային ինժեներների ընկերության առաջատար ամսագիրն է, որը ներկայացնում է հեղինակավոր ամփոփագրեր և առանձնահատկություններ հետախուզման և արտադրության տեխնոլոգիայի առաջընթացի, նավթի և գազի արդյունաբերության խնդիրների և SPE-ի և նրա անդամների մասին նորությունների վերաբերյալ: