Pavarësisht rezistencës së natyrshme ndaj korrozionit të tubave inox, tubat prej çeliku inox të instaluar në mjedise detare i nënshtrohen llojeve të ndryshme korrozioni gjatë jetës së tyre të pritshme. Ky korrozion mund të çojë në emetime të paparashikuara, humbje të produktit dhe rreziqe të mundshme. Pronarët dhe operatorët e platformave në det të hapur mund të zvogëlojnë rrezikun e korrozionit duke specifikuar materialet më të forta ndaj korrozionit, kur ato duhet të sigurojnë rezistencë më të fortë ndaj korrozionit. linjat hidraulike dhe impulse, dhe pajisjet e përpunimit të instrumenteve dhe sensorëve për të siguruar që korrozioni të mos kërcënojë integritetin e tubacioneve të instaluara dhe të komprometojë sigurinë.
Korrozioni i lokalizuar mund të gjendet në shumë platforma, anije, anije dhe tubacione në instalimet në det të hapur. Ky korrozion mund të jetë në formën e korrozionit me gropa ose të çara, të cilat mund të gërryejnë murin e tubit dhe të shkaktojnë lëshim lëngu.
Rreziku i korrozionit është më i madh kur temperatura e funksionimit të aplikacionit rritet. Nxehtësia mund të përshpejtojë shkatërrimin e shtresës mbrojtëse të jashtme të oksidit pasiv të tubit, duke nxitur kështu formimin e korrozionit me gropë.
Fatkeqësisht, korrozioni i lokalizuar i gropave dhe i çarjeve mund të jetë i vështirë për t'u zbuluar, duke i bërë këto lloje të korrozionit më të vështira për t'u identifikuar, parashikuar dhe projektuar. Duke pasur parasysh këto rreziqe, pronarët e platformës, operatorët dhe të projektuarit duhet të tregojnë kujdes kur zgjedhin materialin më të mirë të tubacioneve për aplikimin e tyre. Zgjedhja e materialit është linja e tyre e parë e mbrojtjes kundër korrozionit, kështu që është shumë e rëndësishme që ta zgjedhin atë siç duhet, por mund të zgjedhin një masë të saktë të korrozionit. Numri i Ekuivalent i Rezistencës (PREN). Sa më e lartë të jetë vlera PREN e një metali, aq më e lartë është rezistenca e tij ndaj korrozionit të lokalizuar.
Ky artikull do të shqyrtojë se si të identifikohet korrozioni i gropave dhe të çarave dhe si të optimizohet përzgjedhja e materialit të tubit për aplikimet e naftës dhe gazit në det të hapur bazuar në vlerën PREN të materialit.
Korrozioni i lokalizuar ndodh në zona të vogla në krahasim me korrozionin e përgjithshëm, i cili është më uniform në sipërfaqen e metalit. Korrozioni me gropa dhe të çara fillojnë të formohen në 316 tuba çeliku të pandryshkshëm kur filmi i jashtëm i oksidit pasiv i pasur me krom të metalit çahet për shkak të ekspozimit ndaj lëngjeve gërryes, duke përfshirë mjedisin e lartë të kripës dhe temperaturën e lartë të kripur dhe të pasur me temperaturë të lartë të kripur. sipërfaqja e tubit, rrisin mundësinë e degradimit të këtij filmi pasivues.
Korrozioni me gropë ndodh kur filmi pasivizues në një gjatësi të tubit shkatërrohet, duke formuar zgavra të vogla ose gropa në sipërfaqen e tubit. Gropa të tilla ka të ngjarë të rriten ndërsa ndodhin reaksionet elektrokimike, duke bërë që hekuri në metal të shpërndahet në tretësirën në fund të gropës. Hekuri i tretur më pas do të shpërndahet ose oksidohet më thellë në gropën e sipërme të tij. , reaksionet elektrokimike përshpejtohen, korrozioni intensifikohet dhe mund të çojë në shpim të murit të tubit dhe të çojë në rrjedhje.
Tuba është më e ndjeshme ndaj korrozionit me gropë kur sipërfaqja e jashtme e tij është e ndotur (Figura 1). Për shembull, ndotja nga operacionet e saldimit dhe bluarjes mund të dëmtojë shtresën oksidore pasivuese të tubit, duke formuar dhe përshpejtuar korrozionin me gropë. E njëjta gjë vlen edhe për trajtimin e thjeshtë të ndotjes nga gypat. gypat bëjnë të njëjtën gjë për të mbrojtur shtresën okside dhe mund të çojnë në korrozion me gropa. Për të parandaluar këto lloj ndotjesh, mbajini tubat tuaja të pastra duke i shpëlarë rregullisht me ujë të freskët.
Figura 1 – Tubi çeliku inox 316/316L i kontaminuar me acid, shëllirë dhe depozita të tjera është shumë i ndjeshëm ndaj korrozionit me gropa.
korrozioni i çarjeve. Në shumicën e rasteve, gërryerja mund të identifikohet lehtësisht nga operatori. Megjithatë, korrozioni i të çarave nuk është i lehtë për t'u zbuluar dhe paraqet një rrezik më të madh për operatorët dhe personelin. Zakonisht ndodh në tuba që kanë hapësira të ngushta midis materialeve përreth, të tilla si tubat që mbahen në vend me kapëse ose gypat që janë të instaluar fort në mënyrë të mprehtë, duke u ngjitur në mënyrë kimike, anash gërvishtjeve. Solucioni i klorurit (FeCl3) formohet në zonë me kalimin e kohës dhe shkakton përshpejtimin e korrozionit të çarjeve (Figura 2). Për shkak se vetë të çarat rrisin rrezikun e korrozionit, korrozioni i të çarave mund të ndodhë në temperatura shumë më të ulëta se korrozioni me gropë.
Figura 2 – Korrozioni i çarjes mund të zhvillohet ndërmjet tubit dhe mbështetëses së tubit (sipër) dhe kur tubi instalohet afër sipërfaqeve të tjera (poshtë) për shkak të formimit të një solucioni kimikisht agresiv të acidifikuar të klorurit të hekurit në të çarë.
Korrozioni i çarjes zakonisht simulon korrozionin me gropë fillimisht në të çarën e formuar midis një gjatësie të tubit dhe kapëses mbështetëse të tubit. Megjithatë, për shkak të rritjes së përqendrimit të Fe++ në lëngun brenda thyerjes, krateri fillestar bëhet gjithnjë e më i madh derisa të mbulojë të gjithë thyerjen. Në fund të fundit, korrozioni i çarjes mund të shpojë tubin.
Plasaritjet e ngushta janë rreziku më i madh i korrozionit. Prandaj, kapëset e tubit që mbështjellin pjesën më të madhe të perimetrit të tubit kanë tendencë të paraqesin një rrezik më të madh sesa kapëset e hapura, të cilat minimizojnë sipërfaqen e kontaktit midis tubit dhe kapëses. Teknikët e mirëmbajtjes mund të ndihmojnë në zvogëlimin e gjasave të korrozionit të çarjes që shkakton dëmtim ose prishje të sipërfaqes së tubit në mënyrë të rregullt nga korrozioni.
Korrozioni i gropave dhe i çarjeve mund të parandalohet më së miri duke zgjedhur aliazhin e duhur metalik për aplikim. Specifikuesit duhet të ushtrojnë kujdesin e duhur për të zgjedhur materialin optimal të tubacionit për të minimizuar rrezikun e korrozionit bazuar në mjedisin e funksionimit, kushtet e procesit dhe variabla të tjerë.
Për të ndihmuar specifikuesit të optimizojnë përzgjedhjen e materialit, ata mund të krahasojnë vlerat PREN të metaleve për të përcaktuar rezistencën e tyre ndaj korrozionit të lokalizuar.PREN mund të llogaritet nga përbërja kimike e aliazhit, duke përfshirë përmbajtjen e tij të kromit (Cr), molibdenit (Mo) dhe azotit (N), si më poshtë:
PREN rritet me përmbajtjen e elementeve rezistente ndaj korrozionit, kromit, molibdenit dhe azotit në aliazh. Marrëdhënia PREN bazohet në temperaturën kritike të gropave (CPT) - temperatura më e ulët në të cilën vërehet korrozioni i gropave - për çeliqe të ndryshëm inoks në lidhje me përbërjen kimike. Në thelb, vlera më e lartë përpjestimore ndaj PREN. Rritja e vogël në PREN është vetëm ekuivalente me një rritje të vogël të CPT në krahasim me aliazhin, ndërsa një rritje e madhe në PREN tregon një përmirësim të ndjeshëm në performancë ndaj një CPT dukshëm më të lartë.
Tabela 1 krahason vlerat PREN të lidhjeve të ndryshme që përdoren zakonisht në aplikimet e naftës dhe gazit në det të hapur. Tregon sesi specifikimi mund të përmirësojë ndjeshëm rezistencën ndaj korrozionit duke zgjedhur një aliazh tubacioni të klasës më të lartë. PREN rritet vetëm pak kur kalon nga 316 në 317 çelik inoks. Për një rritje të konsiderueshme të performancës, 6 Mo çelik super inoks përdoret në mënyrë ideale 25 p.
Përqendrimet më të larta të nikelit (Ni) në çelik inox gjithashtu rrisin rezistencën ndaj korrozionit. Megjithatë, përmbajtja e nikelit në çelik inox nuk është pjesë e ekuacionit PREN. Në çdo rast, shpesh është e dobishme të specifikohen çeliqet inoks me përqendrime më të larta nikel, pasi ky element ndihmon në ri-pasivimin e sipërfaqeve të stabilizuara dhe njollësore që shfaqin shenja të korrozionit lokal. tub i fortë 1/8 me tërheqje ose tërheqje të ftohtë. Martensiti është një fazë kristalore e padëshiruar në metale që redukton rezistencën e çelikut të pandryshkshëm ndaj korrozionit të lokalizuar, si dhe plasaritjes së stresit të shkaktuar nga kloruri. Një përmbajtje më e lartë e nikelit prej të paktën 12% në 316/316L është gjithashtu e dëshirueshme për aplikimet me përqendrim të lartë të gazit16/13 të lartë të gazit16 më pak çelik në specifikimin standard ASTM është 10%.
Korrozioni i lokalizuar mund të ndodhë kudo në tubacionet e përdorura në mjediset detare. Megjithatë, korrozioni me gropë ka më shumë gjasa të ndodhë në zona që janë tashmë të kontaminuara, ndërsa korrozioni i çarjes ka më shumë gjasa të ndodhë në zonat me boshllëqe të ngushta midis tubit dhe pajisjes së montimit. Duke përdorur PREN si bazë, specifikuesi mund të zgjedhë çdo lloj gërryerjeje lokale të rrezikut më të mirë.
Megjithatë, mbani në mend se ka variabla të tjerë që mund të ndikojnë në rrezikun e korrozionit. Për shembull, temperatura ndikon në rezistencën e gërvishtjeve të çelikut inox. Për klimat e nxehta detare, duhet të merren seriozisht në konsideratë tubat prej 6 molibdeni super austenitik ose 2507 super të dyfishtë, sepse këto materiale kanë rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit të lokalizuar dhe, veçanërisht për plasaritjen e klimës më të ftohtë31. është vendosur përdorimi i suksesshëm.
Pronarët dhe operatorët e platformave në det të hapur mund të marrin gjithashtu hapa për të minimizuar rrezikun e korrozionit pas instalimit të tubit. Ata duhet t'i mbajnë gypat të pastër dhe të lajnë rregullisht me ujë të freskët për të reduktuar rrezikun e korrozionit me gropa. Ata gjithashtu duhet të kenë teknikët e mirëmbajtjes të hapura kapëset e tubit gjatë inspektimeve rutinë për të kërkuar praninë e korrozionit të çarjeve.
Duke ndjekur hapat e përshkruar më sipër, pronarët dhe operatorët e platformës mund të zvogëlojnë rrezikun e korrozionit të tubave dhe rrjedhjeve të lidhura me to në mjediset detare, duke përmirësuar sigurinë dhe efikasitetin, duke reduktuar njëkohësisht mundësinë e humbjes së produktit ose çlirimit të emetimeve të pasigurta.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Revista e Teknologjisë së Naftës është revista kryesore e Shoqatës së Inxhinierëve të Naftës, që ofron përmbledhje dhe veçori autoritare mbi përparimet në teknologjinë e kërkimit dhe prodhimit, çështjet e industrisë së naftës dhe gazit dhe lajmet rreth SPE dhe anëtarëve të saj.