Quamquam tuborum chalybis inoxidabilis innata resistentia corrosionis praediti sunt, tubi chalybis inoxidabilis in ambitu marino instituti variis generibus corrosionis per vitam suam utilem exspectatam obnoxii sunt. Haec corrosio ad emissiones fugitivas, iacturas productorum et pericula potentialia ducere potest. Domini et operatores suggestuum maritimorum periculum corrosionis minuere possunt materias tuborum firmiores ab initio designando, ut resistentia corrosionis melior fiat. Deinde, vigilantes manere debent cum lineas injectionis chemicae, lineas hydraulicas et impulsivas, et instrumenta processus inspiciunt, ut corrosio integritatem tuborum institutorum non minetur nec salutem compromittat.
Corrosio localisata in multis suggestis, navibus, navibus et fissuris maritimis inveniri potest. Haec corrosio in forma corrosionis foveolaris vel fissurarum esse potest, quarum utraque parietem fissurae erodere et liquorem liberare potest.
Periculum corrosionis crescit cum temperatura operationis applicationis augetur. Calor degradationem pelliculae oxidi passivi exterioris protectivae tubi accelerare potest, ita foveas promovens.
Infeliciter, corrosio localizata in foveis et fissuris difficulter detegitur, ita ut difficile sit huiusmodi corrosionis genera identificare, praedicere et designare. His periculis obnoxiis, domini, operatores et designati suggestuum caute eligere debent optimam materiam fistularum pro applicatione sua. Selectio materiae est prima defensio contra corrosionem, ergo eam recte facere magni momenti est. Feliciter, mensuram simplicissimam sed efficacissimam resistentiae corrosionis localizatae, Numerum Aequivalentem Resistentiae Fovearum (PREN), uti possunt. Quo altior valor PREN metalli, eo altior est eius resistentia corrosionis localizatae.
Hic articulus considerabit quomodo corrosionem foveolarem et rimarum agnoscere et quomodo selectionem materiae tuborum pro applicationibus olei et gasi maritimis optimizare secundum valorem PREN materiae.
Corrosio localisata in parvis areis occurrit, comparata cum corrosio generali, quae uniformior est per superficiem metalli. Corrosio foveolaris et fissurarum in tubis chalybis inoxidabilis 316 formari incipit cum pellicula oxidi passivi exterior metalli, chromio dives, rumpitur per expositionem ad liquores corrosivos, incluso aqua salsa. Ambitus marini chloridis divites, necnon temperaturae altae et etiam contaminatio superficiei tuborum, probabilitatem degradationis huius pelliculae passivationis augent.
Corrosio foveolaris (vel corrosione foveolari) fit cum pellicula passivationis in sectione tubi frangitur, cavitates parvas vel foveas in superficie tubi formans. Tales foveae verisimiliter crescunt dum reactiones electrochemicae procedunt, quo facto ferrum in metallo in solutione in fundo foveae dissolvitur. Ferrum dissolutum deinde ad summum foveae diffundet et oxidatur ad formandum oxidum ferri vel rubiginem. Dum fovea profundior fit, reactiones electrochemicae accelerant, corrosio crescit, quae ad perforationem parietis tubi et ad rimas ducere potest.
Tubi corrosionis obnoxii sunt si superficies eorum exterior contaminata est (Figura 1). Exempli gratia, sordes ex operationibus soldadurae et triturae stratum oxidi passivationis tubi laedere possunt, ita corrosionem formantes et accelerantes. Idem valet de simplici tractatione pollutionis ex tubis. Praeterea, cum guttae salis evaporant, crystalli salis humidi qui in tubis formantur stratum oxidi protegunt et ad corrosionem ducere possunt. Ad huiusmodi contaminationes vitandas, tubos tuos mundos serva eos regulariter aqua fresca abluendo.
Figura 1. Tubus chalybis inoxidabilis 316/316L, acido, solutione salina, aliisque depositis contaminatus, puteolis valde obnoxius est.
Corrosio fissurarum. Plerumque, foveolae facile ab operatore detegi possunt. Attamen corrosio fissurarum non facile detegitur et periculum maius operatoribus et personis praebet. Hoc plerumque fit in tubis quae angusta spatia inter materias circumstantes habent, ut tubi fibulis in loco fixis vel tubi qui arcte inter se compacti sunt. Cum salsura in spatium penetrat, per tempus, solutio ferrici chloridi acidificata (FeCl3) chemica aggressiva in hac area formatur, quae corrosionem acceleratam spatii efficit (Fig. 2). Cum corrosio fissurarum natura sua periculum corrosionis augeat, corrosio fissurarum temperaturis multo inferioribus quam foveolae occurrere potest.
Figura 2 – Corrosio fissurarum inter tubum et fulcimentum tubi (summum) et cum tubus prope alias superficies installatur (imum) oriri potest propter formationem solutionis acidificatae ferrici chloridi chemicae aggressivae in rima.
Corrosio fissurarum plerumque foveas simulat primum in spatio inter sectionem tubi et collum sustentatorium tubi formato. Attamen, propter auctum concentrationis Fe++ in fluido intra fracturam, infundibulum initiale fit maior et maior donec totam fracturam tegat. Tandem, corrosio fissurarum perforationem tubi ducere potest.
Rimae densae maximum periculum corrosionis repraesentant. Ergo, fibulae tuborum quae magnam partem circumferentiae tubi circumdant, periculosiores esse solent quam fibulae apertae, quae superficiem contactus inter tubum et fibulam imminuunt. Technici reparationis adiuvare possunt periculum corrosionis per rimas vel defectus minuere per aperturam regularem instrumentorum et inspectionem superficierum tuborum ad corrosionem acquirendam.
Corrosio foveolata et fissurarum impediri potest eligendo aptam mixturam metallicam pro applicatione specifica. Designatores diligenter debitam adhibere debent in deligendo optimo materiale fistularum ad periculum corrosionis minuendum, pro ambitu operandi, condicionibus processus, et aliis variabilibus.
Ut designatores materiarum electionem optimam reddant, valores PREN metallorum comparare possunt ut resistentiam eorum corrosioni locali determinent. PREN ex chemia mixturae, incluso contento chromii (Cr), molybdeni (Mo), et nitrogenii (N), sic computari potest:
PREN crescit cum contento elementorum corrosioni resistentium chromii, molybdeni et nitrogenii in mixtura. Ratio PREN fundatur in temperatura critica corrosionis (CPT) – infima temperatura qua corrosio fit – pro variis chalybibus inoxidabilibus secundum compositionem chemicam. Essentialiter, PREN proportionalis est CPT. Ergo, maiores valores PREN indicant maiorem resistentiam corrosionis. Parvum incrementum in PREN aequivalet tantum parvo incrementi in CPT comparato cum mixtura, dum magnum incrementum in PREN indicat meliorationem significantem in effectu supra CPT multo altius.
Tabula 1 valores PREN variarum mixturarum metallorum, quae in industria petrolei et gasi maritima vulgo adhibentur, comparat. Demonstrat quomodo specificatio resistentiam corrosionis magnopere augere possit per selectionem mixturae tuborum altioris qualitatis. PREN paulum augetur ab SS 316 ad SS 317. Super Austenitic 6 Mo SS vel Super Duplex 2507 SS ideales sunt ad significantes incrementa perfunctionis.
Maiores concentrationes niccoli (Ni) in chalybe inoxidabili etiam resistentiam corrosionis augent. Attamen, contentum niccoli in chalybe inoxidabili non est pars aequationis PREN. Quoquo modo, saepe utile est chalybes inoxidabiles cum altiore contento niccoli eligere, cum hoc elementum adiuvat ad repassivandum superficies quae signa corrosionis localisatae ostendunt. Nickel austenitam stabilizat et formationem martensitae impedit cum tubum rigidum 1/8 flectitur vel frigide trahitur. Martensita est phasis crystallina non desiderabilis in metallis quae resistentiam chalybis inoxidabilis ad corrosionem localem necnon ad fissuras ex tensione chlorido inductas minuit. Altius contentum niccoli saltem 12% in chalybe 316/316L etiam desiderabile est ad applicationes gasi hydrogenii altae pressionis. Minima concentratio niccoli requisita pro chalybe inoxidabili ASTM 316/316L est 10%.
Corrosio localisata ubicumque in fistula in ambitu marino adhibita oriri potest. Attamen, foveolae magis probabile est in locis iam contaminatis oriri, dum corrosio rimarum magis probabile est in locis cum angustis intervallis inter fistulam et apparatum institutionis occurrere. PREN utens fundamento, designator optimum gradum fistulae eligere potest ad periculum cuiuslibet generis corrosionis localisatae minuendum.
Attamen, memento alias esse variabiles quae periculum corrosionis afficere possunt. Exempli gratia, temperatura resistentiam chalybis inoxidabilis contra corrosionem (pitting) afficit. Pro climatibus maritimis calidis, tubi chalybis inoxidabilis super austenitici 6 molybdeni vel super duplex 2507 serio considerandi sunt, quia hae materiae excellentem resistentiam corrosionis localizatae et fissurarum chloridi habent. Pro climatibus frigidioribus, tubus 316/316L sufficere potest, praesertim si historia usus prosperi est.
Domini et operatores suggestuum maritimorum etiam gradus capere possunt ad periculum corrosionis post installationem tuborum minuendum. Tubos mundos servare et regulariter aqua pura perfundi debent ad periculum foveolarum reducendum. Etiam technicos sustentationis fibulas aperire debent per inspectiones cotidianas ad corrosionem in fissuris inspiciendam.
Sequendo gradus supra descriptos, domini et operatores suggestuum periculum corrosionis tuborum et effluxuum conexorum in ambitu marino minuere, salutem et efficientiam augere, et casum amissionis producti vel emissionum fugitivarum imminuere possunt.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Acta Technologiae Petrolei, acta principalia Societatis Ingeniariorum Petrolei, summaria et articulos auctoritativos de progressibus in technologia extractionis, de rebus industriae olei et gasii, necnon de SPE et sodalibus eius, praebent.