Зэвэрдэггүй ган хоолойн зэврэлтэнд тэсвэртэй хэдий ч далайн орчинд суурилуулсан зэвэрдэггүй ган хоолой нь хүлээгдэж буй ашиглалтын хугацаанд янз бүрийн төрлийн зэврэлтэнд өртдөг.Энэхүү зэврэлт нь оргон зайлсан ялгаруулалт, бүтээгдэхүүний алдагдал, болзошгүй эрсдэлд хүргэж болзошгүй юм.Оффшор платформ эзэмшигчид болон операторууд зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй байхын тулд анхнаасаа илүү бат бөх хоолойн материалыг зааж өгснөөр зэврэлтээс үүсэх эрсдлийг бууруулж чадна.Дараа нь тэд химийн тарилгын шугам, гидравлик болон импульсийн шугам, технологийн процессын багаж хэрэгсэл, багаж хэрэгслийг шалгахдаа зэврэлт нь суурилуулсан хоолойн бүрэн бүтэн байдалд заналхийлж, аюулгүй байдлыг алдагдуулахгүй байхын тулд сонор сэрэмжтэй байх ёстой.
Орон нутгийн зэврэлтийг олон платформ, хөлөг онгоц, усан онгоц, офшор дамжуулах хоолойд олж болно.Энэ зэврэлт нь хонхорхой, ан цавын зэврэлт хэлбэрээр байж болох бөгөөд тэдгээрийн аль нэг нь хоолойн ханыг эвдэж, шингэнийг гадагшлуулахад хүргэдэг.
Ашиглалтын температур нэмэгдэх тусам зэврэлт үүсэх эрсдэл нэмэгддэг.Дулаан нь хоолойн хамгаалалтын гаднах идэвхгүй ислийн хальсны задралыг хурдасгаж, улмаар нүхжилтийг өдөөдөг.
Харамсалтай нь орон нутгийн нүхжилт, хагарлын зэврэлтийг илрүүлэхэд хэцүү байдаг тул эдгээр төрлийн зэврэлтийг тодорхойлох, урьдчилан таамаглах, төлөвлөхөд хүндрэлтэй байдаг.Эдгээр эрсдэлийг харгалзан платформ эзэмшигчид, операторууд болон зохион бүтээгчид өөрсдийн хэрэглээний хамгийн сайн дамжуулах хоолойн материалыг сонгохдоо болгоомжтой байх ёстой.Материалын сонголт нь тэдний зэврэлтээс хамгаалах хамгийн эхний шугам тул үүнийг зөв хийх нь маш чухал юм.Аз болоход тэд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын маш энгийн боловч маш үр дүнтэй хэмжүүр болох нүхжилтийн эсэргүүцлийн эквивалент тоо (PREN) ашиглаж болно.Металлын PREN утга өндөр байх тусам түүний орон нутгийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал өндөр байдаг.
Энэ нийтлэлд нүхжилт, хагарлын зэврэлтийг хэрхэн тодорхойлох, PREN-ийн үнэ цэнэд үндэслэн далайн газрын тос, байгалийн хийн хэрэглээнд зориулж хоолойн материалын сонголтыг хэрхэн оновчтой болгох талаар авч үзэх болно.
Орон нутгийн зэврэлт нь ерөнхий зэврэлттэй харьцуулахад жижиг хэсгүүдэд тохиолддог бөгөөд энэ нь металл гадаргуу дээр илүү жигд байдаг.Металлын гаднах хромоор баялаг идэвхгүй ислийн хальс нь идэмхий шингэн, тэр дундаа давстай усанд өртөх үед 316 зэвэрдэггүй ган хоолой дээр нүх, хагарлын зэврэлт үүсч эхэлдэг.Хлоридоор баялаг далайн орчин, түүнчлэн өндөр температур, тэр ч байтугай хоолойн гадаргуугийн бохирдол нь энэхүү идэвхгүй хальсыг доройтуулах магадлалыг нэмэгдүүлдэг.
Хоолойн хэсэг дэх идэвхгүй хальс задарч, хоолойн гадаргуу дээр жижиг хөндий эсвэл нүх үүсэх үед нүхний зэврэлт үүсдэг.Ийм нүхнүүд цахилгаан химийн урвал явагдах тусам ургах магадлалтай бөгөөд үүний үр дүнд металл дахь төмөр нь нүхний ёроолд уусмалд уусдаг.Дараа нь ууссан төмөр нь нүхний дээд хэсэгт тархаж, исэлдэж төмрийн исэл эсвэл зэв үүсгэдэг.Нүх гүнзгийрэх тусам цахилгаан химийн урвалууд хурдасч, зэврэлт ихсэх ба энэ нь хоолойн ханыг цоорох, гоожиход хүргэдэг.
Хоолойн гаднах гадаргуу нь бохирдсон тохиолдолд нүхэнд илүү өртөмтгий байдаг (Зураг 1).Жишээлбэл, гагнуур, нунтаглалтын үйл ажиллагааны бохирдол нь хоолойн идэвхгүй ислийн давхаргыг гэмтээж, улмаар нүхжилтийг үүсгэж, хурдасгадаг.Хоолойн бохирдлыг арилгахад мөн адил хамаарна.Үүнээс гадна давсны дусал уурших үед хоолой дээр үүссэн нойтон давсны талстууд нь ислийн давхаргыг хамгаалж, нүхэнд хүргэдэг.Энэ төрлийн бохирдлоос сэргийлэхийн тулд хоолойгоо цэвэр усаар тогтмол зайлж цэвэр байлгаарай.
Зураг 1. Хүчил, давсны уусмал болон бусад ордоор бохирдсон 316/316L зэвэрдэггүй ган хоолой нь нүхэнд маш амархан өртдөг.
ан цавын зэврэлт.Ихэнх тохиолдолд нүхжилтийг оператор амархан илрүүлдэг.Гэсэн хэдий ч ан цавын зэврэлтийг илрүүлэхэд амаргүй бөгөөд оператор болон ажилтнуудад илүү их эрсдэл учруулдаг.Энэ нь ихэвчлэн хавчаараар бэхлэгдсэн хоолой эсвэл бие биенийхээ хажууд нягт савласан хоолой гэх мэт ойр орчмын материалын хооронд нарийн зайтай хоолойд тохиолддог.Давсны уусмал завсар руу нэвчих үед цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ хэсэгт химийн түрэмгий хүчиллэгжүүлсэн төмрийн хлоридын уусмал (FeCl3) үүсдэг бөгөөд энэ нь цоорхойг түргэвчилсэн зэврэлтийг үүсгэдэг (Зураг 2).Хагарлын зэврэлт нь зэврэлт үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг тул нүхжилтээс хамаагүй бага температурт ан цавын зэврэлт үүсч болно.
Зураг 2 – Хоолой ба хоолойн тулгуур (дээд) хооронд болон хоолойг бусад гадаргууд (доод талд) ойртуулах үед цоорхойд төмрийн хлоридын химийн түрэмгий хүчиллэгжүүлсэн уусмал үүссэнээс ан цавын зэврэлт үүсч болно.
Хагарлын зэврэлт нь ихэвчлэн хоолойн хэсэг ба хоолойн тулгуур хүзүүвчний хооронд үүссэн цоорхойд хамгийн түрүүнд нүхжилтийг дуурайдаг.Харин хугарлын доторх шингэн дэх Fe++-ийн концентраци ихэссэнээр анхны юүлүүр нь ан цавыг бүхэлд нь хамрах хүртлээ томордог.Эцсийн эцэст ан цавын зэврэлт нь хоолойн цооролтод хүргэдэг.
Нягт хагарал нь зэврэлтийн хамгийн их эрсдэлийг илэрхийлдэг.Тиймээс хоолойн тойргийн томоохон хэсгийг тойрсон хоолойн хавчаарууд нь нээлттэй хавчаараас илүү эрсдэлтэй байдаг бөгөөд энэ нь хоолой ба хавчаар хоорондын контактын гадаргууг багасгадаг.Үйлчилгээний мэргэжилтнүүд бэхэлгээг тогтмол онгойлгож, хоолойн гадаргууг зэврэлтээс шалтгаалах замаар хагарлын зэврэлт, эвдрэлийн магадлалыг бууруулахад тусалдаг.
Тодорхой хэрэглээнд тохирсон металл хайлшийг сонгох замаар нүхжилт, ан цавын зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэх боломжтой.Тодорхойлогч нь үйл ажиллагааны орчин, үйл явцын нөхцөл болон бусад хувьсагчдаас хамааран зэврэлтээс үүсэх эрсдлийг багасгахын тулд дамжуулах хоолойн оновчтой материалыг сонгохдоо сайтар нягт нямбай ажиллах ёстой.
Тодорхойлогчдод материалын сонголтоо оновчтой болгоход туслахын тулд металлын PREN утгыг харьцуулж, тэдгээрийн орон нутгийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг тодорхойлох боломжтой.PREN-ийг хайлшийн химийн найрлага, түүний дотор хром (Cr), молибден (Mo), азотын (N) агууламжийг дараах байдлаар тооцоолж болно.
PREN нь хайлш дахь хром, молибден, азотын зэврэлтэнд тэсвэртэй элементүүдийн агууламжаар нэмэгддэг.PREN харьцаа нь химийн найрлагаас хамааран янз бүрийн зэвэрдэггүй гангийн нүхжилтийн хамгийн бага температур болох нүхжилтийн чухал температур (CPT) дээр суурилдаг.Үндсэндээ PREN нь CPT-тэй пропорциональ байдаг.Тиймээс PREN-ийн өндөр утгууд нь нүхжилтийн эсэргүүцлийг өндөр байгааг харуулж байна.PREN-ийн бага зэрэг өсөлт нь хайлштай харьцуулахад CPT-ийн багахан өсөлттэй тэнцэж байгаа бол PREN их хэмжээгээр нэмэгдсэн нь илүү өндөр CPT-тэй харьцуулахад гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц сайжирч байгааг харуулж байна.
Хүснэгт 1-д газрын тос, байгалийн хийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг төрөл бүрийн хайлшийн PREN утгыг харьцуулсан болно.Энэ нь техникийн үзүүлэлтүүд нь илүү өндөр чанартай хоолойн хайлш сонгох замаар зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг хэрхэн сайжруулж болохыг харуулж байна.PREN нь 316 SS-ээс 317 SS болж бага зэрэг нэмэгддэг.Super Austenitic 6 Mo SS эсвэл Super Duplex 2507 SS нь гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд тохиромжтой.
Зэвэрдэггүй ган дахь никель (Ni) өндөр агууламж нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.Гэсэн хэдий ч зэвэрдэггүй ган дахь никелийн агууламж нь PREN тэгшитгэлийн нэг хэсэг биш юм.Ямар ч тохиолдолд никель ихтэй зэвэрдэггүй ганг сонгох нь ихэвчлэн давуу талтай байдаг, учир нь энэ элемент нь орон нутгийн зэврэлтийн шинж тэмдэг илэрч буй гадаргууг нөхөн сэргээхэд тусалдаг.Никель нь аустенитийг тогтворжуулж, 1/8 хатуу хоолойг гулзайлгах эсвэл хүйтэн татах үед мартенсит үүсэхээс сэргийлдэг.Мартенсит нь зэвэрдэггүй гангийн орон нутгийн зэврэлт, хлоридын нөлөөгөөр стрессийн хагарлыг эсэргүүцэх чадварыг бууруулдаг металлын хүсээгүй талст үе юм.316/316 литрийн ган дахь никелийн агууламж дор хаяж 12% байх нь өндөр даралтын устөрөгчийн хийн хэрэглээнд тохиромжтой.ASTM 316/316L зэвэрдэггүй ганд шаардагдах никелийн хамгийн бага концентраци нь 10% байна.
Далайн орчинд ашиглагдаж буй дамжуулах хоолойн аль ч хэсэгт орон нутгийн зэврэлт үүсч болно.Гэсэн хэдий ч, аль хэдийн бохирдсон газруудад нүхжилт үүсэх магадлал өндөр байдаг бол ан цавын зэврэлт нь хоолой ба угсралтын тоног төхөөрөмжийн хоорондох нарийн зайтай газарт илүү их тохиолддог.Тодорхойлогч нь PREN-ийг үндэс болгон ашигласнаар аливаа төрлийн орон нутгийн зэврэлтээс үүсэх эрсдлийг багасгахын тулд хоолойн хамгийн сайн зэрэглэлийг сонгох боломжтой.
Гэсэн хэдий ч зэврэлт үүсэх эрсдэлд нөлөөлж болох бусад хувьсагчууд байдаг гэдгийг санаарай.Жишээлбэл, температур нь зэвэрдэггүй гангийн нүхэнд тэсвэртэй байдалд нөлөөлдөг.Далайн халуун цаг уурын хувьд супер аустенит 6 молибдений ган эсвэл супер дуплекс 2507 зэвэрдэггүй ган хоолойг нухацтай авч үзэх хэрэгтэй, учир нь эдгээр материалууд нь орон нутгийн зэврэлт, хлорын хагарлыг маш сайн эсэргүүцдэг.Сэрүүн цаг агаарт 316/316л хоолой хангалттай байж болно, ялангуяа амжилттай ашигласан түүхтэй бол.
Оффшор платформ эзэмшигчид болон операторууд хоолой суурилуулсны дараа зэврэлт үүсэх эрсдлийг бууруулах арга хэмжээ авч болно.Хоолойг цэвэрхэн байлгаж, нүхжилт үүсэх эрсдлийг бууруулахын тулд цэвэр усаар тогтмол угааж байх ёстой.Тэд мөн засварын техникчдийг байнгын хяналт шалгалтын үеэр хагарлын зэврэлтийг шалгахын тулд хавчаарыг онгойлгох хэрэгтэй.
Дээр дурдсан алхмуудыг дагаснаар платформ эзэмшигчид болон операторууд далайн орчинд хоолойн зэврэлт болон түүнтэй холбоотой гоожих эрсдлийг бууруулж, аюулгүй байдал, үр ашгийг дээшлүүлж, бүтээгдэхүүний алдагдал эсвэл оргон зайлсан ялгаруулалтыг бууруулж чадна.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Газрын тосны инженерүүдийн нийгэмлэгийн тэргүүлэх сэтгүүл болох Газрын тосны технологийн сэтгүүл нь дээд түвшний технологийн дэвшил, газрын тос, байгалийн хийн салбарын асуудлууд, SPE болон түүний гишүүдийн талаарх мэдээ, нийтлэлүүдийг багтаадаг.