Neskatoties uz nerūsējošā tērauda cauruļu raksturīgo izturību pret koroziju, nerūsējošā tērauda caurules, kas uzstādītas jūras vidē, to paredzamā mūža laikā ir pakļautas dažāda veida korozijai. Šī korozija var izraisīt izplūdes emisijas, produkta zudumus un potenciālus riskus. Jūras platformu īpašnieki un operatori var samazināt korozijas risku, norādot stingrākus cauruļu materiālus, kas nodrošina labāku ķīmisko iesmidzināšanas izturību un impulsu pretkorozijas izturību. e līnijas un procesa instrumenti un sensoru iekārtas, lai nodrošinātu, ka korozija neapdraud uzstādīto cauruļvadu integritāti un neapdraud drošību.
Lokalizētu koroziju var atrast uz daudzām platformām, kuģiem, kuģiem un cauruļvadiem atklātā jūrā. Šī korozija var izpausties kā punktveida korozija vai plaisu korozija, kas var izpostīt caurules sienu un izraisīt šķidruma izdalīšanos.
Korozijas risks ir lielāks, ja paaugstinās pielietojuma darba temperatūra. Siltums var paātrināt caurules ārējās pasīvās oksīda aizsargplēves iznīcināšanu, tādējādi veicinot punktveida korozijas veidošanos.
Diemžēl lokalizētu punktveida koroziju un plaisu koroziju var būt grūti noteikt, tādēļ šāda veida koroziju ir grūtāk identificēt, paredzēt un izstrādāt. Ņemot vērā šos riskus, platformu īpašniekiem, operatoriem un pilnvarotajiem ir jābūt piesardzīgiem, izvēloties piemērotāko cauruļvadu materiālu. Materiālu izvēle ir viņu pirmā aizsardzības līnija pret koroziju, tāpēc ir svarīgi to pareizi noteikt. Par laimi, viņi var izvēlēties ļoti vienkāršus pretkorozijas mērījumus. līdzvērtīgs numurs (PREN). Jo augstāka ir metāla PREN vērtība, jo augstāka ir tā izturība pret lokalizētu koroziju.
Šajā rakstā tiks apskatīts, kā identificēt punktveida koroziju un plaisu koroziju un kā optimizēt cauruļu materiālu izvēli naftas un gāzes izmantošanai jūrā, pamatojoties uz materiāla PREN vērtību.
Lokalizēta korozija rodas nelielās vietās, salīdzinot ar vispārējo koroziju, kas ir viendabīgāka uz metāla virsmas.Pulču un plaisu korozija uz 316 nerūsējošā tērauda caurulēm sāk veidoties, kad metāla ārējā ar hromu bagātā pasīvā oksīda plēve plīst korozīvu šķidrumu, tostarp sālsūdens, iedarbības rezultātā. virsmas, palielina šīs pasivācijas plēves degradācijas iespējamību.
punktveida korozija rodas, kad tiek iznīcināta pasivācijas plēve uz caurules garuma, veidojot nelielus dobumus vai bedres uz caurules virsmas. Šādas bedres, iespējams, palielināsies, notiekot elektroķīmiskām reakcijām, izraisot metālā esošās dzelzs izšķīšanu bedres apakšā esošajā šķīdumā. Izšķīdušais dzelzs pēc tam izkliedēsies uz bedres augšpusi, veidojot dzelzi, oksidēs vai dzelzi. paātrinās, korozija pastiprinās un var izraisīt caurules sienas perforāciju un noplūdes.
Caurules ir jutīgākas pret punktveida koroziju, ja to ārējā virsma ir piesārņota (1. attēls). Piemēram, metināšanas un slīpēšanas darbību radītais piesārņojums var sabojāt caurules pasivējošā oksīda slāni, tādējādi veidojot un paātrinot punktveida koroziju. Tas pats attiecas uz vienkāršu cauruļu piesārņojuma novēršanu. tas pats, lai aizsargātu oksīda slāni un var izraisīt punktveida koroziju. Lai novērstu šāda veida piesārņojumu, turiet caurules tīras, regulāri skalojot tās ar svaigu ūdeni.
1. attēls – 316/316L nerūsējošā tērauda caurule, kas piesārņota ar skābi, sālījumu un citiem nosēdumiem, ir ļoti jutīga pret punktveida koroziju.
spraugas korozija.Lielākajā daļā gadījumu operators var viegli noteikt punktveida koroziju.Tomēr plaisu koroziju nav viegli noteikt, un tā rada lielāku risku operatoriem un personālam.Tā parasti rodas caurulēs, kurām ir šauras atstarpes starp apkārtējiem materiāliem, piemēram, caurulēm, kas noturētas ar klipiem vai caurulēm, kas ir cieši uzstādītas blakus.Kad sālījums iesūcas ķīmiski hlorīda C skābe ) laika gaitā apgabalā veidojas šķīdums un izraisa paātrinātu plaisu koroziju (2. attēls).Tā kā pašas spraugas palielina korozijas risku, plaisu korozija var rasties daudz zemākā temperatūrā nekā punktkorozija.
2. attēls. Var veidoties spraugas korozija starp cauruli un caurules balstu (augšpusē) un, ja caurule ir uzstādīta tuvu citām virsmām (apakšā), jo spraugā veidojas ķīmiski agresīvs paskābināts dzelzs hlorīda šķīdums.
Plaisu korozija parasti simulē punktkoroziju vispirms spraugā, kas veidojas starp caurules garumu un caurules atbalsta klipu. Tomēr, palielinoties Fe++ koncentrācijai šķidrumā lūzuma vietā, sākotnējais krāteris kļūst arvien lielāks un lielāks, līdz pārklāj visu lūzumu. Galu galā plaisu korozija var caurdurt cauruli.
Stingras plaisas ir vislielākais korozijas risks. Tāpēc cauruļu skavas, kas aptītas ap lielāko caurules apkārtmēru, parasti rada lielāku risku nekā atvērtas skavas, kas samazina saskares virsmu starp cauruli un skavu. Tehniskās apkopes tehniķi var palīdzēt samazināt plaisu korozijas iespējamību, kas izraisa bojājumus vai bojājumus, regulāri atverot caurules korozijas skavas.
Punktu un plaisu koroziju vislabāk var novērst, izvēloties pielietojumam piemērotu metāla sakausējumu. Specifikētājiem ir jāveic pienācīga rūpība, lai izvēlētos optimālo cauruļvadu materiālu, lai samazinātu korozijas risku, pamatojoties uz darbības vidi, procesa apstākļiem un citiem mainīgajiem lielumiem.
Lai palīdzētu izstrādātājiem optimizēt materiālu izvēli, viņi var salīdzināt metālu PREN vērtības, lai noteiktu to izturību pret lokalizētu koroziju. PREN var aprēķināt pēc sakausējuma ķīmiskā sastāva, tostarp tā hroma (Cr), molibdēna (Mo) un slāpekļa (N) satura, šādi:
PREN palielinās līdz ar korozijizturīgo elementu hroma, molibdēna un slāpekļa saturu sakausējumā. PREN sakarība ir balstīta uz kritisko punktveida temperatūru (CPT) – zemāko temperatūru, pie kuras tiek novērota punktveida korozija – dažādiem nerūsējošajiem tēraudiem attiecībā pret ķīmisko sastāvu. Būtībā PREN ir proporcionāls PRENA pretestībai. Tāpēc lielākas PRENA pretestības vērtības ir lielākas. neliels CPT pieaugums salīdzinājumā ar sakausējumu, savukārt liels PREN pieaugums norāda uz nozīmīgāku veiktspējas uzlabojumu ievērojami augstākam CPT.
1. tabulā ir salīdzinātas dažādu sakausējumu PREN vērtības, ko parasti izmanto naftas un gāzes iekārtās jūrā. Tas parāda, kā specifikācija var ievērojami uzlabot izturību pret koroziju, izvēloties augstākas kvalitātes cauruļu sakausējumu. PREN palielinās tikai nedaudz, pārejot no 316 uz 317 nerūsējošā tērauda. Lai ievērojami uzlabotu veiktspēju, 6 Mo superaustenīta nerūsējošais tērauds ir ideāli izmantots 2507 nerūsējošais tērauds.
Augstākas niķeļa (Ni) koncentrācijas nerūsējošajā tēraudā arī uzlabo izturību pret koroziju.Tomēr niķeļa saturs nerūsējošā tērauda PREN vienādojumā neietilpst. Jebkurā gadījumā bieži vien ir lietderīgi norādīt nerūsējošos tēraudus ar augstāku niķeļa koncentrāciju, jo šis elements palīdz atkārtoti pasivēt virsmas, kurām ir redzamas aukstuma stabilizējoša korozijas un nustenibentenīta veidošanās pazīmes. 1/8 cieta caurule.Martensīts ir nevēlama kristāliskā fāze metālos, kas samazina nerūsējošā tērauda izturību pret lokālu koroziju, kā arī hlorīda izraisītu sprieguma plaisāšanu. Augstāks niķeļa saturs vismaz 12% 316/316L ir vēlams arī lietojumiem, kas saistīti ar augsta spiediena gāzveida ūdeņraža ūdeņraža 6 standarta prasībām. līmenis ir 10%.
Lokalizēta korozija var rasties jebkurā vietā uz jūras vidē izmantotajām caurulēm. Tomēr punktveida korozija, visticamāk, rodas vietās, kas jau ir piesārņotas, savukārt plaisu korozija biežāk rodas vietās, kur starp cauruli un montāžas aparatūru ir šauras spraugas. Par pamatu izmantojot PREN, specifikācijas izstrādātājs var izvēlēties labāko cauruļu sakausējumu, kas ir lokalizēts jebkura veida korozijas riska mazināšanai.
Tomēr paturiet prātā, ka ir arī citi mainīgie lielumi, kas var ietekmēt korozijas risku. Piemēram, temperatūra ietekmē nerūsējošā tērauda pretestību punktveida izsitumiem. Karstā jūras klimatā nopietni jāapsver 6 molibdēna superaustenīta vai 2507 super dupleksa nerūsējošā tērauda caurule, jo šiem materiāliem ir lieliska izturība pret lokālu koroziju un hlorīda izraisītu cauruļu plaisāšanu, jo īpaši var būt pietiekami veiksmīga. ir izveidota.
Ārzonas platformu īpašnieki un operatori var arī veikt pasākumus, lai samazinātu korozijas risku pēc cauruļu uzstādīšanas. Viņiem ir jāuztur caurules tīras un regulāri jāskalo ar svaigu ūdeni, lai samazinātu punktveida korozijas risku. Tāpat apkopes tehniķiem ir jāatver cauruļu skavas kārtējo pārbaužu laikā, lai noskaidrotu, vai nav plaisas korozijas.
Veicot iepriekš aprakstītās darbības, platformu īpašnieki un operatori var samazināt cauruļu korozijas un ar to saistīto noplūžu risku jūras vidē, uzlabojot drošību un efektivitāti, vienlaikus samazinot produkta zuduma vai izplūdušo emisiju iespējamību.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Naftas tehnoloģiju žurnāls ir Naftas inženieru biedrības vadošais žurnāls, kas sniedz autoritatīvus ziņojumus un funkcijas par izpētes un ražošanas tehnoloģiju sasniegumiem, naftas un gāzes nozares jautājumiem, kā arī ziņas par SPE un tās dalībniekiem.