Как оптимизировать выбор материала трубок с помощью значения PREN

Несмотря на присущую им устойчивость к коррозии, трубы из нержавеющей стали, установленные в морской среде, на протяжении всего ожидаемого срока службы подвергаются различным типам коррозии. Такая коррозия может привести к неорганизованным выбросам, потере продукта и потенциальным рискам. Владельцы и операторы морских платформ могут с самого начала снизить риски коррозии, выбрав более прочные материалы труб, обеспечивающие лучшую коррозионную стойкость. В дальнейшем они должны сохранять бдительность при проверках линий впрыска химикатов, гидравлических и импульсных линий, а также технологических контрольно-измерительных приборов и сенсорного оборудования, чтобы убедиться, что коррозия не угрожает целостности установленных трубок и не влияет на безопасность.

Локализованную коррозию можно обнаружить на трубах многих платформ, кораблей, судов и морских объектов. Такая коррозия может иметь форму точечной или щелевой коррозии, каждая из которых может разъесть стенку трубки и привести к выбросу жидкости.

Риск коррозии возрастает при повышении рабочих температур оборудования. Тепло может ускорить разрушение защитной внешней пассивной оксидной пленки трубки, способствуя образованию точечной коррозии.

К сожалению, локализованную точечную и щелевую коррозию бывает трудно обнаружить, что затрудняет выявление, прогнозирование и противодействие этим типам коррозии. В свете этих рисков владельцы платформ, операторы и проектировщики должны проявлять должную осмотрительность при выборе оптимального материала труб для их применения. Выбор материала — это первая линия защиты от коррозии, поэтому важно сделать это правильно. К счастью, при выборе они могут использовать очень простой, но очень эффективный показатель устойчивости к локальной коррозии, известный как эквивалентное число питтинговой устойчивости (PREN). Чем выше значение PREN металла, тем выше его устойчивость к локальной коррозии.

В этой статье будет рассмотрено, как распознать точечную и щелевую коррозию, а также как оптимизировать выбор материала труб для морских нефтегазовых применений на основе значения PREN материала.

Локализованная коррозия проявляется на небольших участках по сравнению с общей коррозией, которая более равномерна по поверхности металла. Как точечная, так и щелевая коррозия начинает образовываться на трубах из нержавеющей стали 316, когда внешняя богатая хромом пассивная оксидная пленка металла разрушается из-за воздействия агрессивных жидкостей, включая соленую воду. Богатая хлоридами морская и прибрежная среда, а также повышенные температуры и даже загрязнение поверхности трубок повышают вероятность разрушения этой пассивной пленки.

Точечная коррозия. Когда пассивная пленка на трубке нарушается, может возникнуть точечная коррозия, образующая небольшие полости или ямки на поверхности трубки. Такие ямки, вероятно, будут расти по мере протекания электрохимических реакций, в результате которых железо в металле растворяется в раствор на дне ямы. Растворенное железо затем диффундирует к верху ямы и окисляется, образуя оксид железа или ржавчину. По мере углубления ямы электрохимическая реакция ускоряется, усиливая коррозию и потенциально приводя к перфорации стенок труб и возникновению утечек.

Трубы более подвержены точечной коррозии, когда ее внешняя поверхность загрязнена (рис. 1). Например, загрязнения в результате сварочных и шлифовальных операций могут нарушить пассивный оксидный слой трубок, что приведет к образованию и ускорению точечной коррозии. То же самое относится и к загрязнению в результате простого обращения с трубками. Кроме того, влажные кристаллы соли, образующиеся на трубках при испарении капель соленой воды, оказывают такое же воздействие на защитный оксидный слой и могут привести к точечной коррозии. Чтобы защититься от подобных загрязнений, держите трубки в чистоте, периодически промывая их пресной водой.

Рис. 1. Трубы из нержавеющей стали 316/316L, загрязненные кислотами, соленой водой и другими отложениями, очень подвержены точечной коррозии.