स्टेनलेस स्टील पाईप्सचा अंतर्निहित गंज प्रतिकार असूनही, समुद्री वातावरणात स्थापित केलेले स्टेनलेस स्टील पाईप्स त्यांच्या अपेक्षित सेवा जीवनादरम्यान विविध प्रकारच्या गंजांच्या अधीन असतात.या गंजामुळे फरारी उत्सर्जन, उत्पादनाचे नुकसान आणि संभाव्य धोके होऊ शकतात.ऑफशोअर प्लॅटफॉर्म मालक आणि ऑपरेटर चांगल्या गंज प्रतिकारासाठी सुरवातीपासून मजबूत पाईप सामग्री निर्दिष्ट करून गंज होण्याचा धोका कमी करू शकतात.त्यानंतर, रासायनिक इंजेक्शन लाइन्स, हायड्रॉलिक आणि आवेग रेषा आणि प्रक्रिया इन्स्ट्रुमेंटेशन आणि इन्स्ट्रुमेंटेशनची तपासणी करताना, गंज स्थापित पाईपिंगच्या अखंडतेला धोका देत नाही किंवा सुरक्षिततेशी तडजोड करत नाही याची खात्री करण्यासाठी त्यांनी सतर्क राहणे आवश्यक आहे.
स्थानिकीकृत गंज अनेक प्लॅटफॉर्म, जहाजे, जहाजे आणि ऑफशोअर पाइपलाइनवर आढळू शकते.हे गंज खड्डे किंवा खड्डे गंजच्या स्वरूपात असू शकते, यापैकी एकतर पाईपची भिंत खोडून टाकू शकते आणि द्रव बाहेर पडू शकते.
ऍप्लिकेशनचे ऑपरेटिंग तापमान वाढते म्हणून गंज होण्याचा धोका वाढतो.उष्णता ट्यूबच्या संरक्षणात्मक बाह्य निष्क्रिय ऑक्साईड फिल्मच्या ऱ्हासाला गती देऊ शकते, ज्यामुळे पिटिंगला चालना मिळते.
दुर्दैवाने, स्थानिकीकृत खड्डा आणि खड्डे गंज शोधणे कठीण आहे, ज्यामुळे या प्रकारच्या गंज ओळखणे, अंदाज करणे आणि डिझाइन करणे कठीण होते.हे धोके लक्षात घेता, प्लॅटफॉर्म मालक, ऑपरेटर आणि डिझाइनींनी त्यांच्या अर्जासाठी सर्वोत्तम पाइपलाइन सामग्री निवडताना सावधगिरी बाळगली पाहिजे.सामग्रीची निवड ही त्यांची गंज विरूद्ध संरक्षणाची पहिली ओळ आहे, म्हणून ती योग्यरित्या मिळवणे फार महत्वाचे आहे.सुदैवाने, ते स्थानिकीकृत गंज प्रतिकार, पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य क्रमांक (PREN) चे एक अतिशय सोपे परंतु अतिशय प्रभावी माप वापरू शकतात.धातूचे PREN मूल्य जितके जास्त असेल तितके स्थानिकीकृत गंजांना त्याचा प्रतिकार जास्त असेल.
हा लेख खड्डा आणि खड्डा गंज कसा ओळखायचा आणि सामग्रीच्या PREN मूल्यावर आधारित ऑफशोअर ऑइल आणि गॅस ऍप्लिकेशन्ससाठी टयूबिंग सामग्रीची निवड कशी ऑप्टिमाइझ करायची ते पाहेल.
सामान्य गंजच्या तुलनेत स्थानिकीकृत गंज लहान भागात आढळते, जे धातूच्या पृष्ठभागावर अधिक एकसमान असते.जेव्हा धातूची बाह्य क्रोमियम-युक्त निष्क्रिय ऑक्साईड फिल्म खाऱ्या पाण्यासह संक्षारक द्रव्यांच्या संपर्कात आल्याने फाटते तेव्हा 316 स्टेनलेस स्टीलच्या टयूबिंगवर खड्डा आणि खड्डे गंजणे सुरू होते.क्लोराईडने समृद्ध असलेले सागरी वातावरण, तसेच उच्च तापमान आणि अगदी ट्युबिंग पृष्ठभागाची दूषितता, या पॅसिव्हेशन फिल्मच्या ऱ्हासाची शक्यता वाढवते.
pitting Pitting गंज तेव्हा होते जेव्हा पाईपच्या भागावरील पॅसिव्हेशन फिल्म तुटते, पाईपच्या पृष्ठभागावर लहान पोकळी किंवा खड्डे तयार होतात.इलेक्ट्रोकेमिकल रिअॅक्शन पुढे जात असताना असे खड्डे वाढण्याची शक्यता असते, परिणामी धातूतील लोह खड्ड्याच्या तळाशी असलेल्या द्रावणात विरघळते.विरघळलेले लोह नंतर खड्ड्याच्या शीर्षस्थानी पसरेल आणि ऑक्सिडाइज होऊन लोह ऑक्साईड किंवा गंज तयार होईल.जसजसा खड्डा खोल होतो, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियांना वेग येतो, गंज वाढते, ज्यामुळे पाईपच्या भिंतीला छिद्र पडू शकते आणि गळती होऊ शकते.
नलिका बाहेरील पृष्ठभाग दूषित असल्यास खड्डे पडण्याची अधिक शक्यता असते (आकृती 1).उदाहरणार्थ, वेल्डिंग आणि ग्राइंडिंग ऑपरेशन्समधील दूषित घटक पाईपच्या पॅसिव्हेशन ऑक्साईड लेयरला नुकसान पोहोचवू शकतात, ज्यामुळे खड्डा तयार होतो आणि वेग वाढतो.पाईप्समधून होणार्‍या प्रदूषणावरही हेच आहे.याव्यतिरिक्त, मीठाचे थेंब बाष्पीभवन झाल्यावर, पाईप्सवर तयार होणारे ओले मीठ क्रिस्टल्स ऑक्साईडच्या थराचे संरक्षण करतात आणि खड्डे पडू शकतात.या प्रकारच्या दूषिततेस प्रतिबंध करण्यासाठी, आपले पाईप्स नियमितपणे ताजे पाण्याने फ्लश करून स्वच्छ ठेवा.
आकृती 1. 316/316L स्टेनलेस स्टील पाईप ऍसिड, सलाईन आणि इतर ठेवींनी दूषित झाल्यामुळे खड्डा होण्यास अत्यंत संवेदनाक्षम आहे.
खड्डा गंज.बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ऑपरेटरद्वारे खड्डा सहजपणे शोधला जाऊ शकतो.तथापि, खड्डे गंज शोधणे सोपे नाही आणि ऑपरेटर आणि कर्मचार्‍यांना जास्त धोका निर्माण करतो.हे सहसा आसपासच्या सामग्रीमध्ये अरुंद अंतर असलेल्या पाईप्सवर घडते, जसे की क्लॅम्प्ससह पाईप्स किंवा पाईप्स जे एकमेकांच्या पुढे घट्ट बांधलेले असतात.जेव्हा समुद्र दरीमध्ये शिरते, कालांतराने, या भागात रासायनिकदृष्ट्या आक्रमक ऍसिडिफाइड फेरिक क्लोराईड द्रावण (FeCl3) तयार होते, ज्यामुळे अंतराचा प्रवेगक गंज होतो (चित्र 2).खड्डे गंजणे त्याच्या स्वभावामुळे गंज होण्याचा धोका वाढवते, खड्डे पेक्षा खूपच कमी तापमानात खड्डे क्षरण होऊ शकते.
आकृती 2 – पाईप आणि पाईप सपोर्ट (शीर्ष) दरम्यान आणि पाईप इतर पृष्ठभागाच्या (तळाशी) जवळ स्थापित केल्यावर गॅपमध्ये फेरिक क्लोराईडचे रासायनिक आक्रमक ऍसिडिफाइड द्रावण तयार झाल्यामुळे गळती होऊ शकते.
पाईप विभाग आणि पाईप सपोर्ट कॉलर यांच्यामध्ये निर्माण झालेल्या अंतरामध्ये क्रॅव्हिस गंज सामान्यतः प्रथम खड्ड्याचे अनुकरण करते.तथापि, फ्रॅक्चरच्या आतील द्रवामध्ये Fe++ च्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, प्रारंभिक फनेल संपूर्ण फ्रॅक्चर झाकून जाईपर्यंत मोठा आणि मोठा होतो.सरतेशेवटी, गळतीमुळे पाईपला छिद्र पडू शकते.
दाट क्रॅक गंज होण्याचा सर्वात मोठा धोका दर्शवतात.म्हणून, पाईपच्या परिघाच्या मोठ्या भागाला वेढलेले पाईप क्लॅम्प्स ओपन क्लॅम्प्सपेक्षा अधिक धोकादायक असतात, जे पाईप आणि क्लॅम्पमधील संपर्क पृष्ठभाग कमी करतात.सेवा तंत्रज्ञ नियमितपणे फिक्स्चर उघडून आणि गंजसाठी पाईपच्या पृष्ठभागाची तपासणी करून क्रॅव्हिस गंज खराब होण्याची किंवा अपयशाची शक्यता कमी करण्यात मदत करू शकतात.
विशिष्ट ऍप्लिकेशनसाठी योग्य धातूचे मिश्रण निवडून खड्डा आणि खड्डे गंजणे टाळता येते.ऑपरेटिंग वातावरण, प्रक्रिया परिस्थिती आणि इतर व्हेरिएबल्सवर अवलंबून, गंज होण्याचा धोका कमी करण्यासाठी इष्टतम पाइपिंग सामग्री निवडण्यासाठी स्पेसिफायर्सने योग्य परिश्रम घेतले पाहिजे.
स्पेसिफायर्सना त्यांच्या सामग्रीची निवड ऑप्टिमाइझ करण्यात मदत करण्यासाठी, ते स्थानिकीकृत गंजांना त्यांचा प्रतिकार निर्धारित करण्यासाठी धातूंच्या PREN मूल्यांची तुलना करू शकतात.PREN ची गणना मिश्रधातूच्या रसायनशास्त्रातून केली जाऊ शकते, त्यात क्रोमियम (Cr), मॉलिब्डेनम (Mo), आणि नायट्रोजन (N) सामग्री खालीलप्रमाणे आहे:
मिश्रधातूमध्ये क्रोमियम, मॉलिब्डेनम आणि नायट्रोजनच्या गंज-प्रतिरोधक घटकांच्या सामग्रीसह PREN वाढते.PREN प्रमाण क्रिटिकल पिटिंग टेंपरेचर (CPT) वर आधारित आहे – ज्यामध्ये पिटिंग होते ते सर्वात कमी तापमान – रासायनिक रचनेवर अवलंबून असलेल्या विविध स्टेनलेस स्टील्ससाठी.मूलत:, PREN हे CPT च्या प्रमाणात आहे.म्हणून, उच्च PREN मूल्ये उच्च पिटिंग प्रतिरोध दर्शवतात.PREN मधील एक लहान वाढ मिश्रधातूच्या तुलनेत CPT मध्ये फक्त थोड्या वाढीइतकीच आहे, तर PREN मध्ये मोठी वाढ जास्त CPT वर कामगिरीमध्ये लक्षणीय सुधारणा दर्शवते.
तक्ता 1 ऑफशोअर तेल आणि वायू उद्योगात सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या विविध मिश्रधातूंसाठी PREN मूल्यांची तुलना करते.उच्च दर्जाचे पाइप मिश्रधातू निवडून विनिर्देशनामुळे गंज प्रतिरोधकता कशी सुधारू शकते हे ते दाखवते.PREN 316 SS ते 317 SS पर्यंत थोडेसे वाढते.सुपर ऑस्टेनिटिक 6 Mo SS किंवा सुपर डुप्लेक्स 2507 SS लक्षणीय कामगिरी वाढीसाठी आदर्श आहेत.
स्टेनलेस स्टीलमध्ये उच्च निकेल (Ni) सांद्रता देखील गंज प्रतिकार वाढवते.तथापि, स्टेनलेस स्टीलची निकेल सामग्री PREN समीकरणाचा भाग नाही.कोणत्याही परिस्थितीत, उच्च निकेल सामग्रीसह स्टेनलेस स्टील्स निवडणे बरेचदा फायदेशीर ठरते, कारण हा घटक स्थानिकीकृत गंजची चिन्हे दर्शविणाऱ्या पृष्ठभागांना पुनर्संचयित करण्यास मदत करतो.निकेल ऑस्टेनाइट स्थिर करते आणि 1/8 कडक पाईप वाकताना किंवा कोल्ड ड्रॉइंग करताना मार्टेन्साइट तयार होण्यास प्रतिबंध करते.मार्टेन्साइट हा धातूंमध्ये एक अवांछित स्फटिकाचा टप्पा आहे जो स्टेनलेस स्टीलचा स्थानिक गंज तसेच क्लोराईड-प्रेरित ताण क्रॅकिंगचा प्रतिकार कमी करतो.316/316L स्टीलमध्ये किमान 12% ची उच्च निकेल सामग्री देखील उच्च दाब हायड्रोजन वायू अनुप्रयोगांसाठी इष्ट आहे.ASTM 316/316L स्टेनलेस स्टीलसाठी आवश्यक किमान निकेल एकाग्रता 10% आहे.
समुद्री वातावरणात वापरल्या जाणार्‍या पाइपलाइनमध्ये स्थानिकीकृत गंज कुठेही येऊ शकते.तथापि, आधीच दूषित असलेल्या भागात खड्डे पडण्याची अधिक शक्यता असते, तर पाईप आणि इंस्टॉलेशन उपकरणांमधील अरुंद अंतर असलेल्या भागात खड्डे पडण्याची शक्यता असते.आधार म्हणून PREN चा वापर करून, कोणत्याही प्रकारच्या स्थानिकीकृत क्षरणाचा धोका कमी करण्यासाठी निर्दिष्टकर्ता सर्वोत्तम पाईप ग्रेड निवडू शकतो.
तथापि, लक्षात ठेवा की इतर व्हेरिएबल्स आहेत ज्यामुळे गंज होण्याच्या जोखमीवर परिणाम होऊ शकतो.उदाहरणार्थ, तपमान स्टेनलेस स्टीलच्या पिटिंगच्या प्रतिकारावर परिणाम करते.गरम सागरी हवामानासाठी, सुपर ऑस्टेनिटिक 6 मोलिब्डेनम स्टील किंवा सुपर डुप्लेक्स 2507 स्टेनलेस स्टील पाईप्सचा गांभीर्याने विचार केला पाहिजे कारण या सामग्रीमध्ये स्थानिकीकृत गंज आणि क्लोराईड क्रॅकिंगला उत्कृष्ट प्रतिकार असतो.थंड हवामानासाठी, 316/316L पाइप पुरेसा असू शकतो, विशेषतः जर यशस्वी वापराचा इतिहास असेल.
ऑफशोअर प्लॅटफॉर्म मालक आणि ऑपरेटर देखील टयूबिंग स्थापित केल्यानंतर गंज होण्याचा धोका कमी करण्यासाठी पावले उचलू शकतात.खड्डे पडण्याचा धोका कमी करण्यासाठी त्यांनी पाईप स्वच्छ ठेवावे आणि नियमितपणे ताजे पाण्याने धुवावेत.त्‍यांच्‍याकडे त्‍याच्‍या देखभालीचे तंत्रज्ञ नियमित तपासणीच्‍या वेळी त्‍याच्‍या क्षरणाची तपासणी करण्‍यासाठी क्‍लॅम्प उघडतात.
वरील चरणांचे अनुसरण करून, प्लॅटफॉर्म मालक आणि ऑपरेटर सागरी वातावरणातील पाईप गंज आणि संबंधित गळतीचा धोका कमी करू शकतात, सुरक्षा आणि कार्यक्षमता सुधारू शकतात आणि उत्पादनाचे नुकसान किंवा फरारी उत्सर्जनाची शक्यता कमी करू शकतात.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
जर्नल ऑफ पेट्रोलियम टेक्नॉलॉजी, सोसायटी ऑफ पेट्रोलियम इंजिनीअर्सचे प्रमुख जर्नल, अपस्ट्रीम तंत्रज्ञान, तेल आणि वायू उद्योगातील समस्या आणि SPE आणि त्याच्या सदस्यांबद्दलच्या बातम्यांबद्दल अधिकृत संक्षिप्त आणि लेख प्रदान करते.