უჟანგავი ფოლადის მილების თანდაყოლილი კოროზიის წინააღმდეგობის მიუხედავად, საზღვაო გარემოში დაყენებული უჟანგავი ფოლადის მილები განიცდიან სხვადასხვა სახის კოროზიას მათი მოსალოდნელი სიცოცხლის განმავლობაში. ამ კოროზიამ შეიძლება გამოიწვიოს გამონაბოლქვი, პროდუქტის დაკარგვა და პოტენციური რისკები. ოფშორული პლატფორმის მფლობელებს და ოპერატორებს შეუძლიათ შეამცირონ კოროზიის რისკი უფრო ძლიერი მილების მასალების მითითებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ უფრო ჰიდროკოროზიულ წინააღმდეგობას. აულიკური და იმპულსური ხაზები და დამუშავების ინსტრუმენტული და სენსორული მოწყობილობა კოროზიის უზრუნველსაყოფად, არ ემუქრება დამონტაჟებული მილების მთლიანობას და საფრთხეს არ უქმნის უსაფრთხოებას.
ლოკალიზებული კოროზია გვხვდება ბევრ პლატფორმაზე, ხომალდზე, გემზე და მილსადენებზე ოფშორულ დანადგარებში. ეს კოროზია შეიძლება იყოს ნაპრალის ან ნაპრალის კოროზიის სახით, რომელთაგან რომელიმეს შეუძლია მილის კედლის ეროზია და სითხის გამოყოფა.
კოროზიის რისკი უფრო დიდია, როდესაც აპლიკაციის ოპერაციული ტემპერატურა იზრდება. სიცხემ შეიძლება დააჩქაროს მილის დამცავი გარე პასიური ოქსიდის ფირის განადგურება, რითაც ხელს უწყობს ორმოიანი კოროზიის წარმოქმნას.
სამწუხაროდ, ლოკალიზებული ნაპრალისა და ნაპრალის კოროზიის გამოვლენა რთულია, რაც ამ ტიპის კოროზიის იდენტიფიცირებას, პროგნოზირებას და დიზაინს ართულებს. ამ რისკების გათვალისწინებით, პლატფორმის მფლობელებმა, ოპერატორებმა და დაპროექტებულებმა უნდა გამოიჩინონ სიფრთხილე მათი გამოყენებისთვის საუკეთესო მილსადენის მასალის შერჩევისას. მასალის შერჩევა მათი დაცვის პირველი ხაზია კოროზიისგან, ამიტომ მათი სწორად მიღება ძალიან მნიშვნელოვანია. წინააღმდეგობის ეკვივალენტური ნომერი (PREN). რაც უფრო მაღალია ლითონის PREN მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია მისი წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ.
ეს სტატია განიხილავს, თუ როგორ ამოვიცნოთ ორმოში და ნაპრალის კოროზია და როგორ გავაუმჯობესოთ მილების მასალის შერჩევა ოფშორული ნავთობისა და გაზის გამოყენებისთვის მასალის PREN მნიშვნელობის მიხედვით.
ლოკალიზებული კოროზია ხდება მცირე ადგილებში, ვიდრე ზოგადად კოროზია, რომელიც მეტალის ზედაპირზე უფრო ერთგვაროვანია. 316 უჟანგავი ფოლადის მილებზე იწყება ნაპრალისა და ნაპრალის კოროზიის ფორმირება, როდესაც ლითონის გარე ქრომით მდიდარი პასიური ოქსიდის ფირი სკდება კოროზიული სითხეების ზემოქმედების გამო. მილის ზედაპირი, გაზრდის ამ პასივაციური ფილმის დეგრადაციის პოტენციალს.
ორმოიანი კოროზია ხდება მაშინ, როდესაც მილის სიგრძის პასივაციის ფენა განადგურებულია, მილის ზედაპირზე წარმოიქმნება პატარა ღრუები ან ორმოები. ასეთი ორმოები სავარაუდოდ გაიზრდება ელექტროქიმიური რეაქციების დროს, რაც იწვევს ლითონის რკინას დაშლას ორმოს ფსკერზე არსებულ ხსნარში. გახსნილი რკინა შემდეგ გავრცელდება ან იჟანგება ორმოში. ელექტროქიმიური რეაქციები აჩქარებს, კოროზია ძლიერდება და შეიძლება გამოიწვიოს მილის კედლის პერფორაცია და გაჟონვა.
მილები უფრო მგრძნობიარეა ორმოიანი კოროზიის მიმართ, როდესაც მისი გარე ზედაპირი დაბინძურებულია (სურათი 1). მაგალითად, შედუღების და დაფქვის ოპერაციების შედეგად დაბინძურებამ შეიძლება დააზიანოს მილის ოქსიდის პასიური ფენა, რითაც წარმოიქმნება და აჩქარებს ორმოიანი კოროზიას. იგივე ეხება უბრალოდ დაბინძურებას მილებისგან. მილები იგივეს აკეთებენ ოქსიდის ფენის დასაცავად და შეიძლება გამოიწვიოს ნახვრეტების კოროზია. ამ ტიპის დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად, შეინახეთ თქვენი მილები სუფთა წყლით რეგულარულად ჩამორეცხვით.
სურათი 1 – 316/316L უჟანგავი ფოლადის მილი, რომელიც დაბინძურებულია მჟავით, მარილწყალში და სხვა საბადოებით, ძალიან მგრძნობიარეა ორმოიანი კოროზიის მიმართ.
ნაპრალის კოროზია. უმეტეს შემთხვევაში, ორმოები ადვილად ამოიცნობს ოპერატორს. თუმცა, ნაპრალის კოროზიის აღმოჩენა ადვილი არ არის და უფრო დიდ რისკს უქმნის ოპერატორებსა და პერსონალს. ეს ჩვეულებრივ ხდება მილებზე, რომლებსაც აქვთ მჭიდრო სივრცე მიმდებარე მასალებს შორის, მაგალითად, მილები, რომლებიც დამაგრებულია კლიპებით ან მილები, რომლებიც მჭიდროდ არის დამაგრებული მჟავით გვერდიგვერდ, ქიმიურ ნაწილებში. ქლორიდის (FeCl3) ხსნარი იქმნება დროთა განმავლობაში ტერიტორიაზე და იწვევს ნაპრალის აჩქარებულ კოროზიას (სურათი 2). იმის გამო, რომ ნაპრალები თავად ზრდის კოროზიის რისკს, ნაპრალის კოროზია შეიძლება მოხდეს უფრო დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ორმოიანი კოროზია.
სურათი 2 - ნაპრალის კოროზია შეიძლება განვითარდეს მილსა და მილის საყრდენს შორის (ზედა) და როდესაც მილი დამონტაჟებულია სხვა ზედაპირებთან ახლოს (ქვედა) ნაპრალში ქიმიურად აგრესიული მჟავირებული რკინის ქლორიდის ხსნარის წარმოქმნის გამო.
ნაპრალის კოროზია, როგორც წესი, ახდენს ნაპრალის კოროზიის სიმულაციას პირველ რიგში მილის სიგრძესა და მილის საყრდენი კლიპს შორის წარმოქმნილ ნაპრალში. თუმცა, მოტეხილობის შიგნით სითხეში Fe++ კონცენტრაციის გაზრდის გამო, საწყისი კრატერი უფრო და უფრო დიდი ხდება, სანამ არ დაფარავს მთელ მოტეხილობას. საბოლოო ჯამში, ნაპრალის კოროზიას შეუძლია მილის პერფორაცია.
მჭიდრო ბზარები არის კოროზიის ყველაზე დიდი რისკი. ამიტომ, მილის დამჭერები, რომლებიც ახვევენ მილის გარშემოწერილობის უმეტეს ნაწილს, უფრო დიდ რისკს წარმოადგენენ, ვიდრე ღია დამჭერები, რაც ამცირებს მილსა და დამჭერს შორის კონტაქტურ ზედაპირს.
ნაპრალისა და ნაპრალის კოროზიის თავიდან აცილება საუკეთესოდ შესაძლებელია აპლიკაციისთვის ლითონის შენადნობის არჩევით. დამახასიათებლებმა უნდა გამოიჩინონ სათანადო გულმოდგინება მილსადენის ოპტიმალური მასალის არჩევისთვის, რათა მინიმუმამდე დაიყვანონ კოროზიის რისკი საოპერაციო გარემოზე, პროცესის პირობებზე და სხვა ცვლადებზე დაყრდნობით.
მატერიალური შერჩევის ოპტიმიზაციის მიზნით, მათ შეუძლიათ შეადარონ ლითონების PREN მნიშვნელობები, რათა დადგინდეს მათი წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ. PREN შეიძლება გამოითვალოს შენადნობის ქიმიური შემადგენლობიდან, ქრომის (Cr), მოლიბდენის (Mo) და აზოტის (N) შემცველობის ჩათვლით, შემდეგნაირად:
PREN იზრდება კოროზიისადმი მდგრადი ელემენტების ქრომის, მოლიბდენისა და აზოტის შემცველობით შენადნობაში. PREN კავშირი დაფუძნებულია კრიტიკულ ორმოში მოხვედრის ტემპერატურაზე (CPT) - ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რომელზედაც შეიმჩნევა ორმოიანი კოროზია - სხვადასხვა უჟანგავი ფოლადებისთვის ქიმიურ შემადგენლობასთან მიმართებაში. PREN-ის მცირე ზრდა მხოლოდ CPT-ის მცირე ზრდას ექვივალენტურია შენადნობთან შედარებით, მაშინ როდესაც PREN-ის დიდი ზრდა მიუთითებს მუშაობის მნიშვნელოვან გაუმჯობესებაზე მნიშვნელოვნად მაღალ CPT-ზე.
ცხრილი 1 ადარებს სხვადასხვა შენადნობების PREN მნიშვნელობებს, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ნავთობისა და გაზის ოფშორულ პროგრამებში. ეს გვიჩვენებს, თუ როგორ შეუძლია სპეციფიკაციამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს კოროზიის წინააღმდეგობა მაღალი კლასის მილის შენადნობის შერჩევით. PREN მხოლოდ ოდნავ იზრდება 316-დან 317-მდე უჟანგავი ფოლადის გადასვლისას. შესრულების მნიშვნელოვანი გაზრდისთვის, იდეალურია 6 Mo სუპერ უჟანგავი ფოლადი 25p ან სუპერ უჟანგავი ფოლადი 25p.
ნიკელის (Ni) უფრო მაღალი კონცენტრაცია უჟანგავი ფოლადში ასევე აძლიერებს კოროზიის წინააღმდეგობას. თუმცა, უჟანგავი ფოლადის ნიკელის შემცველობა არ არის PREN განტოლების ნაწილი. ნებისმიერ შემთხვევაში, ხშირად სასარგებლოა ნიკელის მაღალი კონცენტრაციის მქონე უჟანგავი ფოლადების მითითება, რადგან ეს ელემენტი ხელს უწყობს ზედაპირების ხელახლა პასივაციას და ხელს უშლის ლოკალური კოროზიის სტაბილიზაციას. 1/8 მყარი მილის გაყვანილობა ან ცივი ამოღება. მარტენსიტი არის არასასურველი კრისტალური ფაზა მეტალებში, რომელიც ამცირებს უჟანგავი ფოლადის წინააღმდეგობას ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ, ასევე ქლორიდით გამოწვეული სტრესის დაბზარვის მიმართ. ნიკელის მაღალი შემცველობა მინიმუმ 12% 316/316 ლ-ში. ასევე სასურველია აირზე16/3 ლ მაღალი წნევისთვის 316/316 ლ. ნაკლები ფოლადი ASTM სტანდარტის სპეციფიკაციაში არის 10%.
ლოკალიზებული კოროზია შეიძლება მოხდეს ნებისმიერ მილებზე, რომლებიც გამოიყენება საზღვაო გარემოში. თუმცა, ორმოიანი კოროზია უფრო სავარაუდოა, რომ მოხდეს იმ ადგილებში, რომლებიც უკვე დაბინძურებულია, ხოლო ნაპრალის კოროზია უფრო სავარაუდოა, რომ ადგილი ჰქონდეს მილსა და სამონტაჟო მოწყობილობას შორის ვიწრო უფსკრულით. PREN-ის საფუძვლად, დამახასიათებელს შეუძლია შეამციროს ყველა სახის ლოკალური კოროზიის საუკეთესო რისკი.
თუმცა, გაითვალისწინეთ, რომ არსებობს სხვა ცვლადები, რომლებიც გავლენას ახდენენ კოროზიის რისკზე. მაგალითად, ტემპერატურა გავლენას ახდენს უჟანგავი ფოლადის ღრძილების წინააღმდეგობაზე. ცხელი საზღვაო კლიმატისთვის, 6 მოლიბდენის სუპერ ავსტენიტური ან 2507 სუპერ დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის მილები სერიოზულად უნდა იქნას განხილული, რადგან ამ მასალებს აქვთ შესანიშნავი წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ და განსაკუთრებით ქლორიდის სტრესი შეიძლება იყოს საკმარისი 31 მილები31. წარმატებული გამოყენება დამკვიდრდა.
ოფშორული პლატფორმის მფლობელებს და ოპერატორებს შეუძლიათ მიიღონ ზომები კოროზიის რისკის შესამცირებლად მილების დამონტაჟების შემდეგ. მათ უნდა დაიცვან მილები სუფთა და სუფთა წყლით რეგულარულად, რათა შეამცირონ ორმოების კოროზიის რისკი. მათ ასევე უნდა ჰქონდეთ ტექნიკური ტექნიკოსები ღია მილების დამჭერები რუტინული შემოწმების დროს, რათა დადგინდეს ნაპრალის კოროზიის არსებობა.
ზემოთ ჩამოთვლილი ნაბიჯების შემდეგ, პლატფორმის მფლობელებსა და ოპერატორებს შეუძლიათ შეამცირონ მილების კოროზიის და მასთან დაკავშირებული გაჟონვის რისკი საზღვაო გარემოში, გააუმჯობესონ უსაფრთხოება და ეფექტურობა, ხოლო შეამცირონ პროდუქტის დაკარგვის ან გამონაბოლქვის გამოყოფის შანსი.
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 არის ნავთობის ინჟინრების საზოგადოების ფლაგმანი ჟურნალი, რომელიც უზრუნველყოფს ავტორიტეტულ ბრიფინგს და მახასიათებლებს საძიებო და წარმოების ტექნოლოგიების მიღწევების, ნავთობისა და გაზის ინდუსტრიის საკითხებზე და სიახლეებზე SPE-სა და მისი წევრების შესახებ.