Nepaisant būdingo nerūdijančio plieno vamzdžių atsparumo korozijai, nerūdijančio plieno vamzdžiai, montuojami jūrinėje aplinkoje, per numatomą jų eksploatavimo laiką patiria įvairių rūšių koroziją. Dėl šios korozijos gali atsirasti nepastovus išmetamųjų teršalų kiekis, gali atsirasti produktų praradimo ir galimos rizikos. Užjūrio platformų savininkai ir operatoriai gali sumažinti korozijos riziką, nurodydami tvirtesnes vamzdžių medžiagas, kurios turi išlikti atsparesnės korozijai, kai jos turi išlikti atsparesnės korozijai. e linijos, procesų prietaisai ir jutimo įranga, užtikrinanti, kad korozija nekeltų pavojaus sumontuotų vamzdynų vientisumui ir nekeltų pavojaus saugai.
Lokalią koroziją galima aptikti daugelyje platformų, laivų, laivų ir vamzdynų jūroje. Ši korozija gali būti duobių arba plyšių korozija, kuri gali ardyti vamzdžio sienelę ir sukelti skysčių išsiskyrimą.
Korozijos rizika yra didesnė, kai pakyla darbo temperatūra. Karštis gali pagreitinti apsauginės išorinės pasyviosios oksido plėvelės sunaikinimą vamzdyje ir taip skatinti taškinės korozijos susidarymą.
Deja, vietinę duobių ir plyšių koroziją gali būti sunku aptikti, todėl šias korozijos rūšis sunkiau atpažinti, numatyti ir suprojektuoti. Atsižvelgdami į šią riziką, platformų savininkai, operatoriai ir įgaliotieji turėtų būti atsargūs, rinkdamiesi tinkamiausią vamzdyno medžiagą. Medžiagų pasirinkimas yra pirmoji jų apsaugos nuo korozijos linija, todėl svarbu teisingai nustatyti atsparumą korozijai. lygiavertis skaičius (PREN). Kuo didesnė metalo PREN vertė, tuo didesnis jo atsparumas vietinei korozijai.
Šiame straipsnyje bus apžvelgta, kaip nustatyti duobių ir plyšių koroziją ir kaip optimizuoti vamzdžių medžiagų pasirinkimą naftos ir dujų gavybos darbams jūroje, remiantis medžiagos PREN verte.
Vietinė korozija atsiranda mažuose plotuose, palyginti su bendrąja korozija, kuri yra vienodesnė ant metalinio paviršiaus. Plyšinė korozija ant 316 nerūdijančio plieno vamzdžių pradeda formuotis, kai dėl korozinių skysčių, įskaitant sūrų vandenį, poveikio plyšta metalo išorinė chromo turtinga pasyviojo oksido plėvelė. paviršiaus, padidins šios pasyvinimo plėvelės degradacijos galimybę.
Taškinė korozija atsiranda, kai sunaikinama pasyvinė plėvelė ant vamzdžio ilgio, vamzdžio paviršiuje susidaro nedidelės ertmės ar duobės.Tikėtina, kad vykstant elektrocheminėms reakcijoms tokios duobės išaugs, todėl metale esanti geležis ištirps duobės dugne esančiame tirpale. Ištirpusi geležis pasklis link duobės viršaus ir susidarys geležies, oksidacijos ir geležies. pagreitėja, korozija sustiprėja ir gali sukelti vamzdžio sienelės perforaciją ir nutekėjimą.
Vamzdžiai yra jautresni taškinei korozijai, kai jų išorinis paviršius yra užterštas (1 pav.). Pavyzdžiui, suvirinimo ir šlifavimo operacijų metu užteršimas gali pažeisti pasyvuojantį vamzdžio oksido sluoksnį ir taip formuotis bei pagreitinti taškinę koroziją. Tas pats pasakytina ir apie paprasčiausią vamzdžių užteršimo problemą. Be to, vamzdžių lašeliai taip pat apsaugokite oksido sluoksnį ir gali sukelti taškinę koroziją. Kad išvengtumėte tokio užteršimo, laikykite vamzdžius švarius, reguliariai nuplaukite juos gėlu vandeniu.
1 pav. – 316/316L nerūdijančio plieno vamzdis, užterštas rūgštimi, sūrymu ir kitomis nuosėdomis, yra labai jautrus taškinei korozijai.
plyšių korozija. Daugeliu atvejų operatorius gali nesunkiai atpažinti duobių atsiradimą. Tačiau plyšių koroziją nėra lengva aptikti ir ji kelia didesnę riziką operatoriams ir personalui. Paprastai ji įvyksta vamzdžiuose, kuriuose tarp aplinkinių medžiagų yra ankšta vieta, pvz., vamzdžiuose, kurie laikomi spaustukais, arba vamzdžiais, kurie yra sandariai sumontuoti šalia. ) tirpalas laikui bėgant susidaro srityje ir sukelia pagreitintą plyšinę koroziją (2 pav.).Kadangi patys plyšiai padidina korozijos riziką, plyšinė korozija gali atsirasti esant daug žemesnei temperatūrai nei taškinė korozija.
2 pav. Plyšinė korozija gali išsivystyti tarp vamzdžio ir vamzdžio atramos (viršuje) ir kai vamzdis montuojamas arti kitų paviršių (apačioje), nes plyšyje susidaro chemiškai agresyvus parūgštintas geležies chlorido tirpalas.
Plyšinė korozija dažniausiai imituoja taškinę koroziją pirmiausia plyšyje, susidarančioje tarp vamzdžio ilgio ir vamzdžio atraminio spaustuko. Tačiau dėl didėjančios Fe++ koncentracijos skystyje lūžio vietoje pradinis krateris tampa vis didesnis ir didesnis, kol padengia visą plyšį. Galiausiai plyšio korozija gali perforuoti vamzdį.
Tvirtai įtrūkimai kelia didžiausią korozijos riziką. Todėl vamzdžio spaustukai, apvyniojantys didžiąją vamzdžio perimetro dalį, paprastai kelia didesnę riziką nei atviri spaustukai, kurie iki minimumo sumažina kontaktinį paviršių tarp vamzdžio ir spaustuko. Priežiūros specialistai gali padėti sumažinti plyšių korozijos tikimybę, sukeldami žalą ar gedimą, reguliariai atidarydami vamzdžio spaustukus ir apgadindami paviršių.
Taškinės ir plyšinės korozijos geriausiai galima išvengti pasirinkus tinkamą metalo lydinį. Specifikuotojai turėtų tinkamai parinkti optimalią vamzdyno medžiagą, kad sumažintų korozijos riziką, atsižvelgiant į darbo aplinką, proceso sąlygas ir kitus kintamuosius.
Norėdami padėti specialistams optimizuoti medžiagų pasirinkimą, jie gali palyginti metalų PREN vertes, kad nustatytų jų atsparumą vietinei korozijai. PREN galima apskaičiuoti pagal cheminę lydinio sudėtį, įskaitant chromo (Cr), molibdeno (Mo) ir azoto (N) kiekį, kaip nurodyta toliau:
PREN didėja lydinyje esant korozijai atsparių elementų chromo, molibdeno ir azoto kiekiui. PREN ryšys pagrįstas kritine taškine temperatūra (CPT) – žemiausia temperatūra, kuriai esant stebima taškinė korozija – įvairiems nerūdijantiems plienams, atsižvelgiant į cheminę sudėtį. Iš esmės PREN yra proporcingas PRENA atsparumui. mažas CPT padidėjimas, palyginti su lydiniu, o didelis PREN padidėjimas rodo reikšmingesnį žymiai didesnio CPT našumo pagerėjimą.
1 lentelėje palyginamos įvairių lydinių, dažniausiai naudojamų jūroje naftos ir dujų srityse, PREN vertės.Joje parodyta, kaip specifikacijos gali žymiai pagerinti atsparumą korozijai, pasirenkant aukštesnės klasės vamzdžių lydinį. PREN tik šiek tiek padidėja pereinant nuo 316 iki 317 nerūdijančio plieno. Norint žymiai padidinti eksploatacines savybes, idealiai naudojamas 6 Mo superaustenitinis 2507 nerūdijantis plienas.
Didesnės nikelio (Ni) koncentracijos nerūdijančiame pliene taip pat padidina atsparumą korozijai. Tačiau nikelio kiekis nerūdijančiame pliene nėra PREN lygties dalis. Bet kuriuo atveju dažnai naudinga nurodyti nerūdijantį plieną su didesne nikelio koncentracija, nes šis elementas padeda pakartotinai pasyvuoti paviršius, kurie stabilizuojasi, kai susidaro šalto korozijos ir nustenkelinio bensino susidarymo požymiai. 1/8 kieto vamzdžio.Martensitas yra nepageidaujama kristalinė metalų fazė, kuri sumažina nerūdijančio plieno atsparumą vietinei korozijai, taip pat chlorido sukeltą įtempių įtrūkimą. Didesnis nikelio kiekis, bent 12 % 316/316L, taip pat pageidautinas tais atvejais, kai naudojama aukšto slėgio dujinio vandenilio 6/be plieno koncentracija. 10 proc.
Vietinė korozija gali atsirasti bet kurioje jūrinėje aplinkoje naudojamų vamzdžių vietoje. Tačiau taškinės korozijos tikimybė yra didesnė tose vietose, kurios jau yra užterštos, o plyšinė korozija labiau tikėtina tose vietose, kuriose yra siauri tarpai tarp vamzdžio ir tvirtinimo detalių. Naudodamas PREN, specifikuotojas gali pasirinkti geriausią bet kokio tipo vamzdžių korozijos lydinį, kad būtų sumažinta bet kokio tipo korozijos rizika.
Tačiau atminkite, kad yra ir kitų kintamųjų, galinčių turėti įtakos korozijos rizikai. Pavyzdžiui, temperatūra turi įtakos nerūdijančio plieno atsparumui įbrėžimams. Esant karštam jūriniam klimatui, reikėtų rimtai apsvarstyti 6 molibdeno superaustenitinio arba 2507 super dvipusio nerūdijančio plieno vamzdžius, nes šios medžiagos puikiai atsparios vietinei korozijai ir chlorido įtempiams, ypač sėkmingai naudojami 3. buvo įsteigta.
Atviroje jūroje esančių platformų savininkai ir operatoriai taip pat gali imtis veiksmų, kad sumažintų korozijos riziką sumontavę vamzdžius.Jie turi palaikyti vamzdžius švarius ir reguliariai nuplauti gėlu vandeniu, kad sumažintų taškinės korozijos riziką. Taip pat techninės priežiūros specialistai turėtų atidaryti vamzdžių spaustukus įprastų patikrinimų metu, kad nustatytų, ar nėra plyšių korozijos.
Atlikdami pirmiau nurodytus veiksmus, platformų savininkai ir operatoriai gali sumažinti vamzdžių korozijos ir su tuo susijusio nuotėkio riziką jūrinėje aplinkoje, pagerindami saugą ir efektyvumą, kartu sumažindami galimybę prarasti gaminį arba išmesti neorganizuotas emisijas.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Naftos technologijų žurnalas yra pagrindinis Naftos inžinierių draugijos žurnalas, kuriame pateikiami autoritetingi trumpi pranešimai ir ypatumai apie pažangą tyrinėjimo ir gamybos technologijų, naftos ir dujų pramonės klausimais bei naujienos apie SPE ir jos narius.