Sa kabila ng likas na resistensya ng kaagnasan ng mga stainless steel pipe, ang mga stainless steel pipe na naka-install sa mga marine environment ay napapailalim sa iba't ibang uri ng kaagnasan sa panahon ng kanilang inaasahang buhay ng serbisyo.Ang kaagnasan na ito ay maaaring humantong sa mga fugitive emissions, pagkalugi ng produkto at mga potensyal na panganib.Maaaring bawasan ng mga may-ari at operator ng offshore platform ang panganib ng kaagnasan sa pamamagitan ng pagtukoy ng mas malalakas na materyales sa pipe mula sa simula para sa mas mahusay na resistensya sa kaagnasan.Pagkatapos nito, dapat silang manatiling mapagbantay kapag nag-inspeksyon ng mga linya ng pag-iiniksyon ng kemikal, hydraulic at impulse lines, at proseso ng instrumentation at instrumentation upang matiyak na ang kaagnasan ay hindi nagbabanta sa integridad ng naka-install na piping o nakompromiso ang kaligtasan.
Ang localized corrosion ay matatagpuan sa maraming platform, barko, barko at offshore pipeline.Ang kaagnasan na ito ay maaaring nasa anyo ng pitting o crevice corrosion, alinman sa mga ito ay maaaring makasira sa dingding ng tubo at maging sanhi ng paglabas ng likido.
Ang panganib ng kaagnasan ay tumataas habang tumataas ang operating temperature ng application.Maaaring mapabilis ng init ang pagkasira ng proteksiyon na panlabas na passive oxide film ng tubo, at sa gayon ay nagpo-promote ng pitting.
Sa kasamaang palad, mahirap tuklasin ang naka-localize na pitting at crevice corrosion, na nagpapahirap sa pagtukoy, hula, at disenyo ng mga ganitong uri ng corrosion.Dahil sa mga panganib na ito, ang mga may-ari ng platform, mga operator at mga itinalaga ay dapat mag-ingat sa pagpili ng pinakamahusay na materyal ng pipeline para sa kanilang aplikasyon.Ang pagpili ng materyal ay ang kanilang unang linya ng depensa laban sa kaagnasan, kaya ang pagkuha ng tama ay napakahalaga.Sa kabutihang palad, maaari silang gumamit ng isang napaka-simple ngunit napaka-epektibong sukatan ng naisalokal na resistensya ng kaagnasan, ang Pitting Resistance Equivalent Number (PREN).Kung mas mataas ang halaga ng PREN ng isang metal, mas mataas ang resistensya nito sa localized corrosion.
Titingnan ng artikulong ito kung paano matukoy ang pitting at crevice corrosion at kung paano i-optimize ang pagpili ng materyal sa tubing para sa offshore na mga aplikasyon ng langis at gas batay sa halaga ng PREN ng materyal.
Ang localized corrosion ay nangyayari sa maliliit na lugar kumpara sa pangkalahatang corrosion, na mas pare-pareho sa ibabaw ng metal.Nagsisimulang mabuo ang pitting at crevice corrosion sa 316 stainless steel tubing kapag ang panlabas na chromium-rich passive oxide film ng metal ay nabasag dahil sa pagkakalantad sa mga corrosive na likido, kabilang ang tubig-alat.Ang mga kapaligirang dagat na mayaman sa chlorides, pati na rin ang mataas na temperatura at maging ang kontaminasyon ng ibabaw ng tubing, ay nagpapataas ng posibilidad na masira ang passivation film na ito.
Pitting Ang pitting corrosion ay nangyayari kapag ang passivation film sa isang seksyon ng pipe ay nasira, na bumubuo ng maliliit na cavity o mga hukay sa ibabaw ng pipe.Ang mga naturang hukay ay malamang na lumaki habang nagpapatuloy ang mga electrochemical reaction, bilang isang resulta kung saan ang bakal sa metal ay natunaw sa solusyon sa ilalim ng hukay.Ang natunaw na bakal ay magkakalat sa tuktok ng hukay at mag-oxidize upang bumuo ng iron oxide o kalawang.Habang lumalalim ang hukay, bumibilis ang mga reaksiyong electrochemical, tumataas ang kaagnasan, na maaaring humantong sa pagbubutas ng dingding ng tubo at humantong sa pagtagas.
Ang mga tubo ay mas madaling kapitan sa pitting kung ang kanilang panlabas na ibabaw ay kontaminado (Larawan 1).Halimbawa, ang mga kontaminant mula sa mga operasyon ng welding at paggiling ay maaaring makapinsala sa passivation oxide layer ng pipe, sa gayon ay bumubuo at nagpapabilis ng pitting.Ganoon din sa simpleng pagharap sa polusyon mula sa mga tubo.Bilang karagdagan, habang ang mga patak ng asin ay sumingaw, ang mga basang kristal ng asin na nabubuo sa mga tubo ay nagpoprotekta sa layer ng oxide at maaaring humantong sa pitting.Upang maiwasan ang mga ganitong uri ng kontaminasyon, panatilihing malinis ang iyong mga tubo sa pamamagitan ng regular na pag-flush sa kanila ng sariwang tubig.
Figure 1. Ang 316/316L stainless steel pipe na kontaminado ng acid, saline, at iba pang deposito ay lubhang madaling kapitan sa pitting.
kaagnasan ng siwang.Sa karamihan ng mga kaso, ang pitting ay madaling matukoy ng operator.Gayunpaman, ang crevice corrosion ay hindi madaling matukoy at nagdudulot ng mas malaking panganib sa mga operator at tauhan.Karaniwan itong nangyayari sa mga tubo na may makitid na puwang sa pagitan ng mga nakapalibot na materyales, tulad ng mga tubo na nakalagay sa lugar na may mga clamp o mga tubo na mahigpit na nakaimpake sa tabi ng isa't isa.Kapag ang brine ay tumagos sa puwang, sa paglipas ng panahon, ang isang agresibong kemikal na acidified ferric chloride solution (FeCl3) ay nabuo sa lugar na ito, na nagiging sanhi ng pinabilis na kaagnasan ng puwang (Fig. 2).Dahil ang crevice corrosion sa likas na katangian nito ay nagpapataas ng panganib ng corrosion, ang crevice corrosion ay maaaring mangyari sa mas mababang temperatura kaysa sa pitting.
Figure 2 – Maaaring magkaroon ng crevice corrosion sa pagitan ng pipe at pipe support (itaas) at kapag ang pipe ay naka-install malapit sa iba pang surface (ibaba) dahil sa pagbuo ng chemically aggressive acidified solution ng ferric chloride sa puwang.
Karaniwang ginagaya ng crevice corrosion ang pitting muna sa puwang na nabuo sa pagitan ng pipe section at ng pipe support collar.Gayunpaman, dahil sa pagtaas ng konsentrasyon ng Fe++ sa likido sa loob ng bali, ang paunang funnel ay nagiging mas malaki at mas malaki hanggang sa masakop nito ang buong bali.Sa huli, ang crevice corrosion ay maaaring humantong sa pagbubutas ng tubo.
Ang mga siksik na bitak ay kumakatawan sa pinakamalaking panganib ng kaagnasan.Samakatuwid, ang mga pipe clamp na nakapaligid sa malaking bahagi ng circumference ng pipe ay malamang na maging mas mapanganib kaysa sa mga bukas na clamp, na nagpapaliit sa contact surface sa pagitan ng pipe at clamp.Makakatulong ang mga service technician na bawasan ang posibilidad ng pagkasira o pagkabigo ng crevice corrosion sa pamamagitan ng regular na pagbubukas ng mga fixture at pag-inspeksyon sa mga ibabaw ng tubo para sa kaagnasan.
Ang pitting at crevice corrosion ay maiiwasan sa pamamagitan ng pagpili ng tamang metal alloy para sa partikular na aplikasyon.Ang mga specifier ay dapat magsagawa ng angkop na pagsusumikap sa pagpili ng pinakamainam na materyal ng piping upang mabawasan ang panganib ng kaagnasan, depende sa kapaligiran ng pagpapatakbo, mga kondisyon ng proseso, at iba pang mga variable.
Upang matulungan ang mga specifier na i-optimize ang kanilang pagpili ng mga materyales, maaari nilang ihambing ang mga halaga ng PREN ng mga metal upang matukoy ang kanilang paglaban sa naisalokal na kaagnasan.Maaaring kalkulahin ang PREN mula sa kimika ng haluang metal, kabilang ang nilalaman ng chromium (Cr), molybdenum (Mo), at nitrogen (N), tulad ng sumusunod:
Ang PREN ay tumataas sa nilalaman ng mga elementong lumalaban sa kaagnasan ng chromium, molybdenum at nitrogen sa haluang metal.Ang ratio ng PREN ay batay sa critical pitting temperature (CPT) - ang pinakamababang temperatura kung saan nangyayari ang pitting - para sa iba't ibang stainless steel depende sa komposisyon ng kemikal.Sa esensya, ang PREN ay proporsyonal sa CPT.Samakatuwid, ang mas mataas na mga halaga ng PREN ay nagpapahiwatig ng mas mataas na pitting resistance.Ang isang maliit na pagtaas sa PREN ay katumbas lamang ng isang maliit na pagtaas sa CPT kumpara sa haluang metal, habang ang isang malaking pagtaas sa PREN ay nagpapahiwatig ng isang makabuluhang pagpapabuti sa pagganap sa isang mas mataas na CPT.
Inihahambing ng Talahanayan 1 ang mga halaga ng PREN para sa iba't ibang mga haluang metal na karaniwang ginagamit sa industriya ng langis at gas sa malayo sa pampang.Ipinapakita nito kung paano lubos na mapapabuti ng pagtutukoy ang resistensya ng kaagnasan sa pamamagitan ng pagpili ng mas mataas na kalidad na pipe alloy.Bahagyang tumataas ang PREN mula 316 SS hanggang 317 SS.Ang Super Austenitic 6 Mo SS o Super Duplex 2507 SS ay mainam para sa makabuluhang mga tagumpay sa pagganap.
Ang mas mataas na nickel (Ni) na konsentrasyon sa hindi kinakalawang na asero ay nagpapataas din ng resistensya sa kaagnasan.Gayunpaman, ang nickel content ng stainless steel ay hindi bahagi ng PREN equation.Sa anumang kaso, madalas na kapaki-pakinabang na pumili ng mga hindi kinakalawang na asero na may mas mataas na nilalaman ng nickel, dahil ang elementong ito ay nakakatulong upang muling i-repassivate ang mga ibabaw na nagpapakita ng mga palatandaan ng naisalokal na kaagnasan.Ang nikel ay nagpapatatag ng austenite at pinipigilan ang pagbuo ng martensite kapag baluktot o malamig ang pagguhit ng 1/8 na matibay na tubo.Ang Martensite ay isang hindi kanais-nais na crystalline phase sa mga metal na binabawasan ang resistensya ng stainless steel sa localized corrosion pati na rin ang chloride-induced stress cracking.Ang mas mataas na nilalaman ng nikel na hindi bababa sa 12% sa 316/316L na bakal ay kanais-nais din para sa mataas na presyon ng mga aplikasyon ng hydrogen gas.Ang minimum na konsentrasyon ng nickel na kinakailangan para sa ASTM 316/316L hindi kinakalawang na asero ay 10%.
Ang localized corrosion ay maaaring mangyari kahit saan sa isang pipeline na ginagamit sa isang marine environment.Gayunpaman, ang pitting ay mas malamang na mangyari sa mga lugar na kontaminado na, habang ang crevice corrosion ay mas malamang na mangyari sa mga lugar na may makitid na puwang sa pagitan ng pipe at installation equipment.Gamit ang PREN bilang batayan, maaaring piliin ng specifier ang pinakamahusay na grade ng pipe upang mabawasan ang panganib ng anumang uri ng localized corrosion.
Gayunpaman, tandaan na may iba pang mga variable na maaaring makaapekto sa panganib ng kaagnasan.Halimbawa, ang temperatura ay nakakaapekto sa paglaban ng hindi kinakalawang na asero sa pitting.Para sa mainit na maritime na klima, dapat na seryosong isaalang-alang ang super austenitic 6 molybdenum steel o super duplex 2507 stainless steel pipe dahil ang mga materyales na ito ay may mahusay na panlaban sa localized corrosion at chloride cracking.Para sa mas malamig na klima, maaaring sapat na ang 316/316L pipe, lalo na kung mayroong kasaysayan ng matagumpay na paggamit.
Ang mga may-ari at operator ng offshore platform ay maaari ding gumawa ng mga hakbang upang mabawasan ang panganib ng kaagnasan pagkatapos mai-install ang tubing.Dapat nilang panatilihing malinis ang mga tubo at regular na binubuga ng sariwang tubig upang mabawasan ang panganib ng pitting.Dapat din silang magkaroon ng mga maintenance technician na buksan ang mga clamp sa panahon ng regular na inspeksyon upang suriin kung may crevice corrosion.
Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga hakbang sa itaas, mababawasan ng mga may-ari at operator ng platform ang panganib ng kaagnasan ng tubo at mga kaugnay na pagtagas sa kapaligiran ng dagat, pagbutihin ang kaligtasan at kahusayan, at bawasan ang pagkakataon ng pagkawala ng produkto o mga fugitive emissions.
Brad Bollinger is the Oil and Gas Marketing Manager for Swagelok. He can be contacted at bradley.bollinger@swagelok.com.
Ang Journal of Petroleum Technology, ang flagship journal ng Society of Petroleum Engineers, ay nagbibigay ng mga makapangyarihang brief at artikulo sa mga pagsulong sa upstream na teknolohiya, mga isyu sa industriya ng langis at gas, at mga balita tungkol sa SPE at mga miyembro nito.