Licha ya upinzani wa asili wa kutu wa mabomba ya chuma cha pua, mabomba ya chuma cha pua yaliyowekwa katika mazingira ya baharini yanakabiliwa na aina mbalimbali za kutu wakati wa maisha yao ya huduma yanayotarajiwa.Kutu hii inaweza kusababisha hewa chafu, upotezaji wa bidhaa na hatari zinazowezekana.Wamiliki wa majukwaa ya pwani na waendeshaji wanaweza kupunguza hatari ya kutu kwa kubainisha nyenzo zenye nguvu zaidi za bomba tangu mwanzo kwa upinzani bora wa kutu.Baada ya hapo, lazima wawe macho wakati wa kukagua mistari ya sindano ya kemikali, laini za majimaji na msukumo, na utayarishaji wa zana na zana ili kuhakikisha kuwa kutu haitishii uadilifu wa bomba lililosakinishwa au kuathiri usalama.
Kutu iliyojanibishwa inaweza kupatikana kwenye majukwaa mengi, meli, meli na mabomba ya pwani.Kutu hii inaweza kuwa katika hali ya kutu ya shimo au mwanya, ambayo inaweza kumomonyoa ukuta wa bomba na kusababisha kioevu kutolewa.
Hatari ya kutu huongezeka kadri halijoto ya uendeshaji wa programu inavyoongezeka.Joto linaweza kuongeza kasi ya uharibifu wa filamu ya kinga ya nje ya bomba ya oksidi, na hivyo kukuza shimo.
Kwa bahati mbaya, mashimo yaliyojanibishwa na ulikaji wa mianya ni vigumu kutambua, hivyo kufanya iwe vigumu kutambua, kutabiri na kubuni aina hizi za kutu.Kwa kuzingatia hatari hizi, wamiliki wa majukwaa, waendeshaji na walioteuliwa lazima wawe waangalifu katika kuchagua nyenzo bora zaidi za bomba kwa matumizi yao.Uteuzi wa nyenzo ndio safu yao ya kwanza ya ulinzi dhidi ya kutu, kwa hivyo kuipata ni muhimu sana.Kwa bahati nzuri, wanaweza kutumia kipimo rahisi sana lakini cha ufanisi sana cha upinzani wa kutu wa ndani, Nambari Sawa ya Upinzani wa Pitting (PREN).Kadiri thamani ya PREN ya chuma inavyoongezeka, ndivyo upinzani wake kwa kutu wa ndani.
Nakala hii itaangalia jinsi ya kutambua kutu na shimo na jinsi ya kuboresha uteuzi wa nyenzo za bomba kwa matumizi ya mafuta na gesi ya pwani kulingana na thamani ya PREN ya nyenzo.
Uharibifu wa ndani hutokea katika maeneo madogo ikilinganishwa na kutu ya jumla, ambayo ni sare zaidi juu ya uso wa chuma.Kutu ya mashimo na mwanya huanza kutengeneza kwenye mirija ya chuma cha pua ya 316 wakati filamu ya nje ya chuma yenye oksidi tulivu yenye kromiamu inapopasuka kwa kuathiriwa na vimiminika babuzi, ikiwa ni pamoja na maji ya chumvi.Mazingira ya baharini yenye kloridi nyingi, pamoja na joto la juu na hata uchafuzi wa uso wa neli, huongeza uwezekano wa uharibifu wa filamu hii ya passivation.
shimo Kutua hutokea wakati filamu ya kupitisha kwenye sehemu ya bomba inavunjika, na kutengeneza mashimo madogo au mashimo kwenye uso wa bomba.Shimo kama hizo zinaweza kukua kadiri athari za kielektroniki zinavyoendelea, kama matokeo ambayo chuma kwenye chuma huyeyushwa katika suluhisho chini ya shimo.Kisha chuma kilichoyeyushwa kitasambaa hadi juu ya shimo na kuoksidisha kutengeneza oksidi ya chuma au kutu.Shimo linapozidi kuongezeka, athari za kielektroniki huharakisha, kutu huongezeka, ambayo inaweza kusababisha kutoboka kwa ukuta wa bomba na kusababisha uvujaji.
Mirija hushambuliwa zaidi na shimo ikiwa uso wake wa nje umechafuliwa (Mchoro 1).Kwa mfano, uchafuzi kutoka kwa shughuli za kulehemu na kusaga zinaweza kuharibu safu ya oksidi ya passivation ya bomba, na hivyo kuunda na kuharakisha pitting.Vile vile huenda kwa kushughulikia tu uchafuzi wa mazingira kutoka kwa mabomba.Kwa kuongezea, matone ya chumvi yanapoyeyuka, fuwele za chumvi zenye unyevu ambazo huunda kwenye bomba hulinda safu ya oksidi na inaweza kusababisha shimo.Ili kuzuia uchafuzi wa aina hii, weka mabomba yako safi kwa kuwasafisha mara kwa mara kwa maji safi.
Mchoro 1. 316/316L bomba la chuma cha pua iliyochafuliwa na asidi, salini, na amana zingine huathirika sana na shimo.
kutu ya mwanya.Katika hali nyingi, pitting inaweza kugunduliwa kwa urahisi na operator.Hata hivyo, kutu ya nyufa si rahisi kutambua na inaleta hatari kubwa kwa waendeshaji na wafanyakazi.Hii kwa kawaida hutokea kwenye mabomba ambayo yana mapengo finyu kati ya vifaa vinavyozunguka, kama vile mabomba yaliyowekwa pamoja na vibano au mabomba ambayo yamefungwa kwa karibu.Wakati brine inapoingia kwenye pengo, baada ya muda, suluhisho la kloridi ya feri yenye asidi ya kemikali (FeCl3) huundwa katika eneo hili, ambayo husababisha kutu kwa kasi ya pengo (Mchoro 2).Kwa kuwa kutu kwa mwanya kwa asili yake huongeza hatari ya kutu, kutu kwenye nyufa kunaweza kutokea kwa halijoto ya chini sana kuliko kuchimba.
Kielelezo 2 - Kutu ya mwanya inaweza kuendeleza kati ya bomba na usaidizi wa bomba (juu) na wakati bomba imewekwa karibu na nyuso nyingine (chini) kutokana na kuundwa kwa ufumbuzi wa kemikali wenye asidi ya kloridi ya feri kwenye pengo.
Kutu ya mwanya kawaida huiga shimo kwanza kwenye pengo lililoundwa kati ya sehemu ya bomba na kola ya usaidizi wa bomba.Hata hivyo, kutokana na ongezeko la mkusanyiko wa Fe ++ katika maji ndani ya fracture, funnel ya awali inakuwa kubwa na kubwa mpaka inafunika fracture nzima.Hatimaye, kutu ya mwanya inaweza kusababisha kutoboka kwa bomba.
Nyufa mnene zinawakilisha hatari kubwa ya kutu.Kwa hiyo, vifungo vya bomba vinavyozunguka sehemu kubwa ya mduara wa bomba huwa hatari zaidi kuliko vifungo vilivyo wazi, ambavyo hupunguza uso wa mawasiliano kati ya bomba na clamp.Mafundi wa huduma wanaweza kusaidia kupunguza uwezekano wa uharibifu au kutofaulu kwa mwanya kwa kufungua viunzi mara kwa mara na kukagua nyuso za bomba ili kubaini kutu.
Kutua kwa shimo na mwanya kunaweza kuzuiwa kwa kuchagua aloi sahihi ya chuma kwa matumizi maalum.Viainishi lazima vifanye bidii katika kuchagua nyenzo bora zaidi za kusambaza mabomba ili kupunguza hatari ya kutu, kulingana na mazingira ya uendeshaji, hali ya mchakato na vigezo vingine.
Ili kusaidia vibainishi kuboresha chaguo lao la nyenzo, wanaweza kulinganisha maadili ya PREN ya metali ili kubaini upinzani wao kwa kutu uliowekwa ndani.PREN inaweza kuhesabiwa kutoka kwa kemia ya aloi, ikijumuisha chromium (Cr), molybdenum (Mo), na maudhui ya nitrojeni (N), kama ifuatavyo:
PREN huongezeka kwa maudhui ya vipengele vinavyostahimili kutu vya chromium, molybdenum na nitrojeni kwenye aloi.Uwiano wa PREN unategemea joto muhimu la shimo (CPT) - joto la chini kabisa ambalo shimo hutokea - kwa vyuma mbalimbali vya pua kulingana na utungaji wa kemikali.Kimsingi, PREN inalingana na CPT.Kwa hivyo, viwango vya juu vya PREN vinaonyesha upinzani wa juu wa shimo.Ongezeko ndogo la PREN ni sawa na ongezeko ndogo tu la CPT ikilinganishwa na alloy, wakati ongezeko kubwa la PREN linaonyesha uboreshaji mkubwa wa utendaji juu ya CPT ya juu zaidi.
Jedwali la 1 linalinganisha maadili ya PREN kwa aloi anuwai zinazotumiwa sana katika tasnia ya mafuta na gesi ya pwani.Inaonyesha jinsi vipimo vinaweza kuboresha upinzani wa kutu kwa kuchagua aloi ya bomba ya ubora wa juu.PREN huongezeka kidogo kutoka 316 SS hadi 317 SS.Super Austenitic 6 Mo SS au Super Duplex 2507 SS ni bora kwa manufaa makubwa ya utendakazi.
Viwango vya juu vya nikeli (Ni) katika chuma cha pua pia huongeza upinzani wa kutu.Hata hivyo, maudhui ya nikeli ya chuma cha pua si sehemu ya mlinganyo wa PREN.Kwa hali yoyote, mara nyingi ni faida kuchagua chuma cha pua na maudhui ya juu ya nikeli, kwani kipengele hiki husaidia kurejesha nyuso zinazoonyesha ishara za kutu za ndani.Nickel hutuliza austenite na kuzuia uundaji wa martensite wakati wa kupinda au kuchora bomba 1/8 ngumu.Martensite ni awamu ya fuwele isiyohitajika katika metali ambayo hupunguza upinzani wa chuma cha pua kwa kutu iliyojanibishwa na pia kupasuka kwa mkazo unaosababishwa na kloridi.Kiwango cha juu cha nikeli cha angalau 12% katika chuma cha 316/316L pia kinafaa kwa matumizi ya gesi ya hidrojeni yenye shinikizo la juu.Kiwango cha chini cha nikeli kinachohitajika kwa ASTM 316/316L ya chuma cha pua ni 10%.
Kutu ya ndani inaweza kutokea mahali popote kwenye bomba linalotumiwa katika mazingira ya baharini.Hata hivyo, mashimo yana uwezekano mkubwa wa kutokea katika maeneo ambayo tayari yamechafuliwa, wakati kutu kwenye nyufa kuna uwezekano mkubwa wa kutokea katika maeneo yenye mapengo nyembamba kati ya bomba na vifaa vya ufungaji.Kwa kutumia PREN kama msingi, kibainishi kinaweza kuchagua daraja bora zaidi la bomba ili kupunguza hatari ya aina yoyote ya kutu iliyojanibishwa.
Hata hivyo, kumbuka kwamba kuna vigezo vingine vinavyoweza kuathiri hatari ya kutu.Kwa mfano, joto huathiri upinzani wa chuma cha pua kwa shimo.Kwa hali ya hewa ya bahari ya joto, mabomba ya chuma cha pua ya super austenitic 6 molybdenum au super duplex 2507 yanapaswa kuzingatiwa kwa uzito kwa sababu nyenzo hizi zina upinzani bora dhidi ya kutu iliyojaa na kupasuka kwa kloridi.Kwa hali ya hewa ya baridi, bomba la 316/316L linaweza kutosha, hasa ikiwa kuna historia ya matumizi mafanikio.
Wamiliki na waendeshaji majukwaa ya nje ya nchi wanaweza pia kuchukua hatua ili kupunguza hatari ya kutu baada ya mirija kusakinishwa.Wanapaswa kuweka mabomba safi na kusafishwa mara kwa mara na maji safi ili kupunguza hatari ya shimo.Pia wanapaswa kuwa na mafundi wa matengenezo wafungue vibano wakati wa ukaguzi wa kawaida ili kuangalia kama kuna ulikaji wa mianya.
Kwa kufuata hatua zilizo hapo juu, wamiliki na waendeshaji majukwaa wanaweza kupunguza hatari ya kutu ya mabomba na uvujaji unaohusiana nao katika mazingira ya baharini, kuboresha usalama na ufanisi, na kupunguza uwezekano wa upotevu wa bidhaa au utoaji wa hewa safi.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Jarida la Teknolojia ya Petroli, jarida kuu la Jumuiya ya Wahandisi wa Petroli, linatoa muhtasari wa mamlaka na makala juu ya maendeleo ya teknolojia ya juu, masuala ya sekta ya mafuta na gesi, na habari kuhusu SPE na wanachama wake.