И покрај вродената отпорност на корозија на цевките од нерѓосувачки челик, цевките од не'рѓосувачки челик инсталирани во морските средини се предмет на различни видови на корозија за време на нивниот очекуван век. хидраулични и импулсни линии, и опремата за процесирање и сензори за да се обезбеди корозија не го загрозува интегритетот на инсталираните цевки и ја загрозува безбедноста.
Локализирана корозија може да се најде на многу платформи, бродови, бродови и цевки во морски инсталации. Оваа корозија може да биде во форма на корозија со дупчиња или пукнатини, од кои било која може да го еродира ѕидот на цевката и да предизвика ослободување течност.
Ризикот од корозија е поголем кога се зголемува работната температура на апликацијата. Топлината може да го забрза уништувањето на заштитниот надворешен пасивен оксиден филм на цевката, а со тоа промовира формирање на корозија со дупчиња.
За жал, локализираната корозија на дупчиња и пукнатини може да биде тешко да се открие, што ги прави овие типови на корозија потешки за идентификување, предвидување и дизајнирање. Со оглед на овие ризици, сопствениците на платформата, операторите и назначените треба да внимаваат при изборот на најдобриот материјал за цевки за нивната примена. Еквивалентен број на отпор (PREN). Колку е поголема PREN вредноста на металот, толку е поголема неговата отпорност на локализирана корозија.
Оваа статија ќе разгледа како да се идентификува корозијата од јами и пукнатини и како да се оптимизира изборот на материјал за цевки за апликации на нафта и гас на брегот врз основа на вредноста PREN на материјалот.
Локализираната корозија се јавува на мали површини во споредба со општата корозија, која е порамномерна на металната површина. Корозијата на дупчињата и пукнатините почнуваат да се формираат на цевките од не'рѓосувачки челик 316 кога надворешниот пасивен оксид богат со хром на металот ќе пукне поради изложеност на корозивни течности, вклучително и солена средина висока температура и рамномерна температура. површината на цевката, го зголемуваат потенцијалот за деградација на овој филм за пасивација.
дупчење. Корозијата на дупчење настанува кога филмот за пасивација на должината на цевката е уништен, формирајќи мали шуплини или јами на површината на цевката. Ваквите јами веројатно ќе растат додека се случуваат електрохемиски реакции, предизвикувајќи железото во металот да се раствори во растворот на дното на јамата. , електрохемиските реакции се забрзуваат, корозијата се интензивира и може да доведе до перфорација на ѕидот на цевката и да доведе до протекување.
Цевките се поподложни на корозија со дупчиња кога нејзината надворешна површина е загадена (слика 1). На пример, контаминацијата од операциите за заварување и мелење може да го оштети пасивизирачкиот оксиден слој на цевката, со што се формира и забрзува корозијата со дупчиња. Истото важи и за едноставно справување со контаминација од цевките. цевките го прават истото за да го заштитат оксидниот слој и може да доведат до корозија со дупчиња.
Слика 1 – Цевката од нерѓосувачки челик 316/316L контаминирана со киселина, саламура и други наслаги е многу подложна на корозија со дупчиња.
корозија на пукнатините. Во повеќето случаи, дупчењето може лесно да се идентификува од страна на операторот. Сепак, корозијата на пукнатините не е лесно да се открие и претставува поголем ризик за операторите и персоналот. Обично се јавува на цевки кои имаат тесни простори помеѓу околните материјали, како што се цевките што се држат на место со штипки или цевки кои се цврсто монтирани цврсто киселински, цврсто киселински прогледани рамо до рамо. Растворот од хлорид (FeCl3) се формира во областа со текот на времето и предизвикува забрзана корозија на пукнатините (слика 2). Бидејќи самите пукнатини го зголемуваат ризикот од корозија, корозија на пукнатините може да се случи на температури многу пониски од корозијата со дупчиња.
Слика 2 – Корозијата на пукнатините може да се развие помеѓу цевката и потпирачот на цевката (горе) и кога цевката е инсталирана блиску до други површини (долу) поради формирање на хемиски агресивен закиселен раствор на железен хлорид во пукнатината.
Корозијата на пукнатините обично ја симулира корозијата со дупчење прво во пукнатината формирана помеѓу должината на цевката и спојката за поддршка на цевката. Меѓутоа, поради зголемената концентрација на Fe++ во течноста во фрактурата, почетниот кратер станува се поголем и поголем додека не ја покрие целата фрактура. На крајот, корозијата на пукнатините може да ја пробие цевката.
Тесните пукнатини се најголем ризик од корозија. Затоа, стегите на цевките што се обвиткуваат околу поголемиот дел од обемот на цевката имаат тенденција да претставуваат поголем ризик од отворените стеги, кои ја минимизираат површината за контакт помеѓу цевката и стегачот.
Корозијата на дупчиња и пукнатини најдобро може да се спречи со избирање на вистинската метална легура за апликацијата. Спецификаторите треба да вложат должно внимание за да го изберат оптималниот материјал за цевки за да го минимизираат ризикот од корозија врз основа на работната средина, условите на процесот и други променливи.
За да им помогнат на спецификаторите да го оптимизираат изборот на материјали, тие можат да ги споредат вредностите на PREN на металите за да ја одредат нивната отпорност на локализирана корозија. PREN може да се пресмета од хемискиот состав на легурата, вклучувајќи ја содржината на хром (Cr), молибден (Mo) и азот (N), како што следува:
PREN се зголемува со содржината на елементите отпорни на корозија хром, молибден и азот во легурата. Односот PREN се заснова на критичната температура на дупчење (CPT) - најниската температура на која се забележува корозија со дупчиња - за различни не'рѓосувачки челици во однос на хемискиот состав. Во суштина, PREN е поголема пропорционална вредност на PT. малото зголемување на PREN е само еквивалентно на мало зголемување на CPT во споредба со легурата, додека големото зголемување на PREN укажува на позначајно подобрување на перформансите за значително повисок CPT.
Табела 1 ги споредува вредностите на PREN на различни легури кои вообичаено се користат во апликациите за нафта и гас во морето. Покажува како спецификацијата може значително да ја подобри отпорноста на корозија со избирање на легура на цевки од повисок степен. PREN се зголемува само малку кога се префрла од 316 на 317 нерѓосувачки челик. За значително зголемување на перформансите, идеално се користи 6 Mo супер безсталосен челик 20p или супер аустеничен челик.
Повисоките концентрации на никел (Ni) во не'рѓосувачкиот челик, исто така, ја зголемуваат отпорноста на корозија. Сепак, содржината на никел во нерѓосувачкиот челик не е дел од равенката PREN. Во секој случај, често е корисно да се специфицираат нерѓосувачки челици со повисоки концентрации на никел, бидејќи овој елемент помага повторно да се пасивираат површините што се стабилизираат и не се стабилизираат локализираните површини. 1/8 тврда цевка. помалку челик во стандардната спецификација ASTM е 10%.
Локализираната корозија може да се случи насекаде на цевките што се користат во морските средини. Сепак, корозијата со дупчиња е поверојатно да се појави во области кои се веќе контаминирани, додека корозија на пукнатините е поверојатно да се случи во области со тесни празнини помеѓу цевката и хардверот за монтирање. Користејќи го PREN како основа, спецификаторот може да ја минимизира секоја локална корозија.
Сепак, имајте на ум дека има и други променливи кои можат да влијаат на ризикот од корозија. На пример, температурата влијае на отпорноста на дупчење на нерѓосувачкиот челик. За топла морска клима, треба сериозно да се разгледаат 6 молибденски супер аустенитни цевки или 2507 супер дуплексни цевки од не'рѓосувачки челик бидејќи овие материјали имаат одлична отпорност на локализирана корозија и особено ако е доволно ладна клима на пукање на цевките31. воспоставена е успешна употреба.
Сопствениците и операторите на морските платформи, исто така, може да преземат чекори за да го минимизираат ризикот од корозија по поставувањето на цевката. Тие треба да ги одржуваат цевките чисти и редовно да ги мијат со свежа вода за да го намалат ризикот од корозија на дупчиња. Тие, исто така, треба да имаат техничари за одржување што ги отвораат стегите на цевките за време на рутинските инспекции за да бараат присуство на корозија на пукнатините.
Следејќи ги чекорите наведени погоре, сопствениците и операторите на платформите можат да го намалат ризикот од корозија на цевките и поврзаните протекувања во морските средини, подобрувајќи ја безбедноста и ефикасноста, истовремено намалувајќи ги шансите за губење на производот или ослободување на неизбежни емисии.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Списанието „Journal of Petroleum Technology“ е водечки магазин на Друштвото на нафтени инженери, што обезбедува авторитативни информации и карактеристики за напредокот во технологијата за истражување и производство, прашања од индустријата за нафта и гас и вести за SPE и неговите членови.