Упркос инхерентној отпорности цеви од нерђајућег челика на корозију, цеви од нерђајућег челика инсталиране у морском окружењу су подложне различитим врстама корозије током свог очекиваног века трајања. Ова корозија може довести до фугитивних емисија, губитка производа и потенцијалних ризика. Власници и оператери платформи на мору могу да смање ризик од корозије специфицирајући јаче хемијске материјале за цеви, који морају да обезбеде бољу отпорност на хемикалије. , хидрауличне и импулсне водове, и процесну инструментацију и сензорску опрему како би се осигурало да корозија не угрожава интегритет инсталираних цевовода и угрожава безбедност.
Локализована корозија се може наћи на многим платформама, пловилима, бродовима и цевоводима у инсталацијама на мору. Ова корозија може бити у облику корозије удубљења или корозије у пукотинама, од којих свако може да еродира зид цеви и изазове ослобађање течности.
Ризик од корозије је већи када се радна температура апликације повећа. Топлота може убрзати уништавање заштитног спољашњег пасивног оксидног филма цеви, чиме се промовише формирање корозије удубљења.
Нажалост, локализовану корозију удубљења и пукотина може бити тешко открити, што отежава идентификовање, предвиђање и пројектовање ове врсте корозије. Имајући у виду ове ризике, власници платформи, оператери и пројектанти треба да буду опрезни када бирају најбољи материјал за цеви за њихову примену. Избор материјала је њихова прва линија одбране од корозије, тако да је веома важно да правилно одаберу отпорност на локалну отпорност. Еквивалентни број отпорности (ПРЕН). Што је већа ПРЕН вредност метала, већа је његова отпорност на локализовану корозију.
Овај чланак ће размотрити како да идентификујете корозију удубљења и пукотина и како да оптимизујете избор материјала за цеви за примену нафте и гаса на мору на основу ПРЕН вредности материјала.
Локализована корозија се јавља у малим областима у поређењу са општом корозијом, која је равномернија на површини метала. Корозија удубљења и пукотина почиње да се формира на цевима од нерђајућег челика 316 када спољашњи слој пасивног оксида богатог хромом пукне услед излагања корозивним течностима, укључујући слану воду. Површином, повећавају потенцијал за деградацију овог пасивационог филма.
питтинг. Корозија се јавља када се пасивациони филм на дужини цеви уништи, формирајући мале шупљине или рупице на површини цеви. Такве рупице ће вероватно расти како се одвијају електрохемијске реакције, узрокујући да се гвожђе у металу раствори у раствору на дну јаме. Растворено гвожђе ће се затим дифузовати према горњој јамици и формирати оксид и оксид. јама се продубљује, електрохемијске реакције се убрзавају, корозија се интензивира и може довести до перфорације зида цеви и цурења.
Цев је подложнија корозији удубљења када је њена спољна површина контаминирана (Слика 1). На пример, контаминација од операција заваривања и брушења може оштетити пасивизирајући оксидни слој цеви, чиме се формира и убрзава питинг корозија. Исто важи и за једноставно суочавање са контаминацијом из цеви. заштитите оксидни слој и може довести до корозије удубљења. Да бисте спречили ове врсте контаминације, одржавајте своје цеви чистим тако што ћете их редовно испирати свежом водом.
Слика 1 – Цев од нерђајућег челика 316/316Л контаминирана киселином, сланом водом и другим наслагама је веома подложна корозији.
корозија у пукотинама. Оператер може лако да идентификује удубљење. Међутим, корозију у пукотинама није лако открити и представља већи ризик за оператере и особље. Обично се јавља на цевима које имају уске просторе између околних материјала, као што су цеви које се држе на месту помоћу обујмица или цеви које су чврсто постављене једна поред друге. с у области током времена и узрокује убрзану корозију у пукотинама (Слика 2). Пошто пукотине саме по себи повећавају ризик од корозије, корозија у пукотинама се може јавити на температурама много нижим од питтинг корозије.
Слика 2 – Корозија пукотина може да се развије између цеви и носача цеви (горе) и када је цев постављена близу других површина (доле) услед формирања хемијски агресивног закисељеног раствора гвожђе хлорида у пукотину.
Корозија на пукотини обично симулира корозију удубљења прво у пукотини формираној између дужине цеви и обујмице цеви. Међутим, због повећања концентрације Фе++ у течности унутар фрактуре, почетни кратер постаје све већи и већи док не покрије цео прелом. На крају крајева, корозија у пукотини може да перфорира цев.
Чврсте пукотине представљају највећи ризик од корозије. Због тога, стезаљке за цеви које се омотавају око већег дела обима цеви имају тенденцију да представљају већи ризик од отворених стезаљки, које минимизирају контактну површину између цеви и обујмице. Техничари за одржавање могу помоћи у смањењу вероватноће корозије у пукотинама која узрокује оштећење или квар на површини цеви и редовно проверава да ли се површина отвора на корозији цеви смањи.
Корозија удубљења и пукотина се најбоље може спречити одабиром праве металне легуре за примену. Спецификатори би требало да се позабаве дужном пажњом да одаберу оптимални материјал цевовода како би се смањио ризик од корозије на основу радног окружења, услова процеса и других варијабли.
Да би помогли спецификацијама да оптимизују избор материјала, они могу да упореде ПРЕН вредности метала како би одредили њихову отпорност на локализовану корозију. ПРЕН се може израчунати из хемијског састава легуре, укључујући садржај хрома (Цр), молибдена (Мо) и азота (Н), на следећи начин:
ПРЕН се повећава са садржајем елемената отпорних на корозију хрома, молибдена и азота у легури. Однос ПРЕН се заснива на критичној температури питтинга (ЦПТ) – најнижој температури на којој се примећује корозија на корозију – за различите нерђајуће челике у односу на хемијски састав. само еквивалентно малом повећању ЦПТ-а у поређењу са легуром, док велико повећање ПРЕН-а указује на значајније побољшање перформанси за значајно већи ЦПТ.
Табела 1 упоређује ПРЕН вредности различитих легура које се обично користе у апликацијама за нафту и гас на мору. Показује како спецификација може значајно побољшати отпорност на корозију одабиром легуре цеви вишег квалитета. ПРЕН се само незнатно повећава када се прелази са 316 на 317 нерђајући челик. За значајно повећање перформанси, 6 Мо супер аустенитни 2 нерђајући челик је идеалан супер аустенитни нерђајући челик 507.
Веће концентрације никла (Ни) у нерђајућем челику такође повећавају отпорност на корозију. Међутим, садржај никла у нерђајућем челику није део ПРЕН једначине. У сваком случају, често је корисно навести нерђајуће челике са већом концентрацијом никла, јер овај елемент помаже да се поново пасивирају површине које показују знаке савијања аустена и спречавају савијање хладног никла. 1/8 тврда цев.Мартензит је нежељена кристална фаза у металима која смањује отпорност нерђајућег челика на локализовану корозију, као и на пуцање изазвано хлоридом. Већи садржај никла од најмање 12% у 316/316Л је такође пожељан за апликације које укључују гасовиту концентрацију високог притиска 316 водоника за сталан челик/16 потребну минималну концентрацију водоника без високог притиска. износи 10%.
Локализована корозија се може јавити било где на цевима које се користе у морском окружењу. Међутим, већа је вероватноћа да ће се корозија удубљења појавити у областима које су већ контаминиране, док је корозија у пукотинама већа вероватноћа да ће се појавити у областима са уским празнинама између цеви и монтажног хардвера. Користећи ПРЕН као основу, спецификовалац може да изабере најбољу легуру за цев од корозије било које врсте како би се смањио ризик од корозије на минимум.
Међутим, имајте на уму да постоје и друге варијабле које могу утицати на ризик од корозије. На пример, температура утиче на отпорност нерђајућег челика на удубљење. За врућу морску климу, 6 молибден супер аустенитна или 2507 супер дуплексна цев од нерђајућег челика треба озбиљно размотрити јер ови материјали имају одличну отпорност на локализовану корозију и хлоридну отпорност на корозију и хлорид, нарочито ако цев са хладнијим стресом може бити 36 успешна, нарочито ако 36 цев напрезања 31 може бити успешна. употреба је утврђена.
Власници и оператери платформи на мору такође могу да предузму кораке да минимизирају ризик од корозије након постављања цеви. Требало би да одржавају цеви чистима и редовно испирају свежом водом како би смањили ризик од корозије удубљења. Такође би требало да имају техничаре за одржавање да отворе стезаљке цеви током рутинских прегледа како би потражили присуство корозије у пукотинама.
Пратећи горе наведене кораке, власници платформи и оператери могу да смање ризик од корозије цеви и повезаних цурења у морском окружењу, побољшавајући безбедност и ефикасност, истовремено смањујући могућност губитка производа или ослобађања фугитивних емисија.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok Company.He can be reached at bradley.bollinger@swagelok.com.
Јоурнал оф Петролеум Тецхнологи је водећи часопис Друштва нафтних инжењера, који пружа ауторитативне сажетке и прилоге о напретку у технологији истраживања и производње, питањима индустрије нафте и гаса и вести о СПЕ и њеним члановима.