Тот баспайтын болаттан жасалған құбырларға тән коррозияға төзімділігіне қарамастан, теңіз орталарында орнатылған тот баспайтын болаттан жасалған құбырлар күтілетін қызмет ету мерзімі ішінде әртүрлі коррозияға ұшырайды. Бұл коррозия бос шығарындыларға, өнімнің жоғалуына және ықтимал тәуекелдерге әкелуі мүмкін. Теңіз платформасының иелері мен операторлары коррозия қаупін азайта алады, оларда жақсырақ тоттануға төзімділікті қамтамасыз ететін құбыр материалдарында жақсырақ болуы керек тоттануға төзімділік. коррозияның орнатылған құбырлардың тұтастығына қауіп төндірмейтініне және қауіпсіздікке нұқсан келтірмейтініне көз жеткізу үшін, гидравликалық және импульстік желілерді, технологиялық бақылау-өлшеу аспаптары мен датчиктерді қамтамасыз етеді.
Локализацияланған коррозияны көптеген платформаларда, ыдыстарда, кемелерде және теңіз қондырғыларындағы құбырларда табуға болады. Бұл коррозия шұңқырлар немесе жарықтар коррозиясы түрінде болуы мүмкін, олардың кез келгені құбыр қабырғасын тоздырып, сұйықтықтың ағуына әкелуі мүмкін.
Қолданбаның жұмыс температурасы жоғарылағанда коррозия қаупі артады. Жылу түтіктің қорғаныш сыртқы пассивті оксидті қабықшасының бұзылуын жылдамдатуы мүмкін, осылайша шұңқырлы коррозияның пайда болуына ықпал етеді.
Өкінішке орай, локализацияланған шұңқырлар мен жарықтар коррозиясын анықтау қиын болуы мүмкін, бұл коррозияның бұл түрлерін анықтауды, болжауды және жобалауды қиындатады. Осы тәуекелдерді ескере отырып, платформа иелері, операторлар және жобаланушылар оларды қолдану үшін ең жақсы құбыр материалын таңдауда сақтық танытуы керек. Материалды таңдау коррозияға қарсы қорғаныстың бірінші желісі болып табылады, сондықтан оны дұрыс анықтау, жергілікті коррозияға төзімділікті өте тиімді түрде таңдау үшін өте маңызды. Resistance Equivalent Number (PREN). Металдың PREN мәні неғұрлым жоғары болса, оның жергілікті коррозияға төзімділігі соғұрлым жоғары болады.
Бұл мақалада шұңқырлар мен жарықшақтардың коррозиясын анықтау және материалдың PREN мәніне негізделген теңіздегі мұнай мен газ қолданбалары үшін құбыр материалын таңдауды қалай оңтайландыру керектігі қарастырылады.
Металл бетінде біркелкі болатын жалпы коррозиямен салыстырғанда локализацияланған коррозия кішігірім жерлерде пайда болады. 316 баспайтын болаттан жасалған құбырларда шұңқырлар мен жарықтар коррозиясы коррозиялық сұйықтықтардың, соның ішінде тұзды сулардың әсерінен металдың пассивті оксидті қабықшасы жарылған кезде пайда бола бастайды. түтік беті, осы пассивация пленкасының деградациясының әлеуетін арттырады.
Шұңқырлар. Шұңқыр коррозиясы құбырдың ұзындығындағы пассивациялық пленка бұзылып, құбыр бетінде шағын қуыстар немесе шұңқырлар пайда болған кезде пайда болады. Мұндай шұңқырлар электрохимиялық реакциялардың жүруіне байланысты өсіп, металлдағы темірдің шұңқыр түбіндегі ерітіндіге еруіне әкеледі. Ерітілген темір содан кейін темірдің жоғарғы жағына қарай тотығады немесе тотықсызданады. , электрохимиялық реакциялар жеделдейді, коррозия күшейеді және құбыр қабырғасының тесілуіне және ағып кетуіне әкелуі мүмкін.
Түтік сыртқы беті ластанған кезде шұңқыр коррозияға көбірек ұшырайды (1-сурет). Мысалы, дәнекерлеу және тегістеу жұмыстарының ластануы құбырдың пассивтенетін оксидті қабатын зақымдауы мүмкін, осылайша шұңқыр коррозиясын қалыптастырады және жеделдетеді. Дәл солай құбырлардағы ластанумен күресуге де қатысты. оксид қабатын қорғау үшін де солай істеңіз және шұңқырлы коррозияға әкелуі мүмкін. Мұндай ластанулардың алдын алу үшін құбырларды таза сумен үнемі шайып отыру арқылы таза ұстаңыз.
1-сурет – Қышқылмен, тұзды ерітіндімен және басқа шөгінділермен ластанған 316/316L баспайтын болаттан жасалған құбыр шұңқыр коррозиясына өте сезімтал.
саңылаулардың коррозиясы.Көп жағдайда, шұңқырлардың пайда болуын оператор оңай анықтауы мүмкін. Дегенмен, жарықшақтардың коррозиясын анықтау оңай емес және операторлар мен қызметкерлерге үлкен қауіп төндіреді. Ол әдетте айналасындағы материалдар арасында тығыз бос орындар бар құбырларда болады, мысалы, қыстырғыштармен бекітілген құбырлар немесе қатар тығыз орнатылған құбырлар. eCl3) ерітіндісі аймақта уақыт өте келе пайда болады және жарықшақтардың коррозиясының үдеуін тудырады (2-сурет). Жарықтардың өзі коррозия қаупін арттыратындықтан, ойық коррозиясы шұңқырлы коррозиядан әлдеқайда төмен температурада пайда болуы мүмкін.
2-сурет – Жарықта химиялық агрессивті қышқылдандырылған темір хлоридінің ерітіндісінің түзілуіне байланысты құбыр мен құбыр тірегі (үстіңгі жағы) арасында және құбырды басқа беттерге жақын (төменгі) орнатқанда жарықшақ коррозиясы дамуы мүмкін.
Жарық коррозиясы әдетте құбырдың ұзындығы мен құбыр тіреуіш қыстырғышы арасында пайда болған ойықтағы шұңқыр коррозиясына ұқсайды. Дегенмен, сынық ішіндегі сұйықтықтағы Fe++ концентрациясының жоғарылауына байланысты бастапқы кратер барлық сынықты жабатынша үлкейіп, үлкейеді. Сайып келгенде, жарықшақ коррозиясы құбырды тесіп жіберуі мүмкін.
Тығыз жарықтар коррозияның ең үлкен қаупі болып табылады.Сондықтан, құбыр шеңберінің көп бөлігін орап тұратын құбыр қысқыштары құбыр мен қысқыштың арасындағы жанасу бетін барынша азайтатын ашық қысқыштарға қарағанда үлкен қауіп төндіреді. Техникалық қызмет көрсету мамандары құбыр бетін тот басуды жүйелі түрде ашып, тексеріп отыру арқылы зақымдану немесе ақаулық тудыратын жарықшақ коррозиясының ықтималдығын азайтуға көмектесе алады.
Қолдану үшін дұрыс металл қорытпасын таңдау арқылы шұңқырлар мен жарықтар коррозиясының алдын алуға болады. Жұмыс ортасына, технологиялық жағдайларға және басқа айнымалыларға негізделген коррозия қаупін азайту үшін спецификаторлар оңтайлы құбыр материалын таңдауға мұқият қарауы керек.
Спецификаторларға материалды таңдауды оңтайландыруға көмектесу үшін олар металдардың локализацияланған коррозияға төзімділігін анықтау үшін олардың PREN мәндерін салыстыра алады. PREN қорытпаның химиялық құрамынан, оның ішінде хром (Cr), молибден (Mo) және азот (N) мазмұнын төмендегідей есептеуге болады:
PREN қорытпадағы коррозияға төзімді элементтердің хром, молибден және азот мөлшерімен артады. PREN қатынасы химиялық құрамға қатысты әртүрлі тот баспайтын болаттар үшін сыни шұңқыр температурасына (CPT) негізделген - шұңқыр коррозиясы байқалатын ең төменгі температура. PREN-де қорытпамен салыстырғанда CPT-нің шамалы өсуіне ғана баламалы, ал PREN-тің үлкен өсуі өнімділіктің айтарлықтай жоғары CPT-ге дейін айтарлықтай жақсарғанын көрсетеді.
1-кесте теңіздегі мұнай және газ қолданбаларында жиі қолданылатын әртүрлі қорытпалардың PREN мәндерін салыстырады. Ол жоғары сапалы құбыр қорытпасын таңдау арқылы спецификацияның коррозияға төзімділігін қалай айтарлықтай жақсарта алатынын көрсетеді. PREN 316-дан 317 баспайтын болатқа өткенде аз ғана артады. Жұмыс өнімділігін айтарлықтай арттыру үшін 6 Mo супертассыз болат немесе мінсіз 70x мінсіз аустенитсіз болат пайдаланылады25.
Тот баспайтын болаттағы никельдің (Ni) жоғары концентрациясы коррозияға төзімділікті де арттырады. Дегенмен, тот баспайтын болаттағы никель мөлшері PREN теңдеуінің бөлігі емес. Кез келген жағдайда, никель концентрациясы жоғары тот баспайтын болаттарды белгілеу жиі пайдалы, өйткені бұл элемент коррозияға төзімділікті көрсетеді. 1/8 қатты құбырды майыстыру немесе салқын тарту кезінде учаскенің пайда болуы. Мартенсит - тот баспайтын болаттың жергілікті коррозияға төзімділігін, сондай-ақ хлорид әсерінен болатын кернеулі крекингке төзімділігін төмендететін металдардағы қалаусыз кристалдық фаза. 316/316L-де кемінде 12% жоғары никель құрамы да газ/13-те қажетті минималды қысым концентрациясы қажет. ASTM стандартындағы 16 л баспайтын болат 10% құрайды.
Локализацияланған коррозия теңіз орталарында пайдаланылатын құбырлардың кез келген жерінде болуы мүмкін. Дегенмен, шұңқырлы коррозия әлдеқашан ластанған жерлерде орын алуы мүмкін, ал жарықтар коррозиясы құбыр мен монтаждық жабдық арасында тар саңылаулары бар жерлерде болуы ықтимал. PREN негізінде спецификациялаушы кез келген жергілікті тоттану қаупін азайту үшін құбыр қорытпасының ең жақсысын таңдай алады.
Дегенмен, коррозия қаупіне әсер ететін басқа да айнымалылар бар екенін есте сақтаңыз. Мысалы, температура тот баспайтын болаттың шұңқырға төзімділігіне әсер етеді. Ыстық теңіз климаты үшін 6 молибден супер аустенитті немесе 2507 супер дуплексті баспайтын болаттан жасалған құбырды мұқият қарастырған жөн, өйткені бұл материалдар жергілікті коррозияға тамаша төзімділікке ие және әсіресе хлоридті сызаттар, әсіресе жеткілікті салқындатқыш құбырлар болуы мүмкін. табысты пайдалану тарихы анықталған болса.
Теңіз платформасының иелері мен операторлары түтік орнатылғаннан кейін коррозия қаупін азайту үшін шаралар қолдана алады. Олар шұңқыр коррозия қаупін азайту үшін құбырларды таза ұстауы және тұрақты түрде тұщы сумен шайып тұруы керек. Сондай-ақ оларда саңылаулардың коррозиясының бар-жоғын анықтау үшін әдеттегі тексерулер кезінде техникалық қызмет көрсету техниктері түтік қысқыштарын ашуы керек.
Жоғарыда көрсетілген қадамдарды орындай отырып, платформа иелері мен операторлары теңіз ортасындағы түтік тоттану қаупін және соған байланысты ағып кету қаупін азайтып, қауіпсіздік пен тиімділікті арттыра алады, сонымен бірге өнімнің жоғалу немесе бос шығарындылардың шығу мүмкіндігін азайтады.
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 – мұнай инженерлері қоғамының флагмандық журналы, барлау және өндіру технологияларындағы жетістіктер, мұнай және газ өнеркәсібі мәселелері, SPE және оның мүшелері туралы жаңалықтар туралы беделді қысқаша ақпараттар мен мүмкіндіктер береді.