Paslanmaz Çelik Gaz Borularının Korozyon Direncini Etkileyen Faktörler

Paslanmaz çelik gaz borularının içindeki servis ortamı faktörleri

Gaz taşıyan paslanmaz çelik borular için en zararlı korozyon senaryoları genellikle boru duvarında iletken bir sıvı fazı oluştuğunda başlar. Elektrolit (genellikle su) olmadan çoğu iç korozyon mekanizması önemli ölçüde yavaşlar.

Su varlığı ve gaz çiğlenme noktası

Serbest su mümkün kılan koşuldur Çoğu iç korozyon için. Gaz bir tesisi "kuru" bıraksa bile, suyun çiğlenme noktası yeterince kontrol edilmezse güzergah boyunca sıcaklık düşüşleri suyun yoğunlaşmasına neden olabilir. Endüstri rehberliği, gazın çiğlenme noktasını azaltmak ve korozyonu teşvik eden koşulları ortadan kaldırmak için dehidrasyonu vurgulamaktadır.

• Islak gaza neden olan (veya yoğunlaşmaya izin veren) aksaklıklar, riski alçak noktalarda, ölü bacaklarda ve soğutmanın aşağı akışında yoğunlaştırır.
• Durgun bir şekilde durup tuz, demir tozu veya bakteri birikmesi durumunda küçük miktarlarda su yeterli olabilir.

Lokalize saldırıyı “aktive eden” asit gazları, oksijen ve tuzlar

Su mevcut olduğunda çözünmüş türler ciddiyeti ve arıza modunu etkiler:

• Klorürler (üretilen su taşınımı, hidrotest suyu, kıyı hava girişi veya temizleme sıvılarından kaynaklanan) oyuklanma/yarık korozyonu ve klorür stresli korozyon çatlağının en yaygın tetikleyicileridir.
• CO₂ yoğunlaşmış sudaki (karbonik asit) pH'ı düşürür ve karışık metal sistemlerde genel korozyon riskini artırabilir; oksijen girişi ıslak bölgelerde korozyonu daha da hızlandırabilir.
• H₂S ekşi ortamlarda çatlama duyarlılığını ve malzeme niteliği gerekliliklerini değiştirir; malzeme kullanımı genellikle MR0175/ISO 15156'ya tabidir.

Pratik çıkarım: süreci iç yüzeylerin görebileceği şekilde kontrol edin kuru gaz ve minimum tuz birikimi ; bunun garanti edilemediği durumlarda (başlatmalar, piglemeler, hidrotestler veya standart dışı gazlar) malzeme seçimi ve üretim kalitesi belirleyici hale gelir.

Alaşım kimyası ve kalite seçimi: neden “paslanmaz” tek bir malzeme değil

Paslanmaz çelikler korozyona karşı dayanıklıdır çünkü yüzeyde ince bir krom oksit pasif filmi oluşur. Klorür içeren ıslatmada, "yeterli" ve "yüksek" direnç arasındaki fark genellikle Çukurlaşma Direnci Eşdeğer Numarası (PREN) kullanılarak karşılaştırılan krom (Cr), molibden (Mo) ve nitrojen (N) içeriği tarafından belirlenir.

Çukurlaşma/çatlak direncini karşılaştırmak için PREN kullanma

PREN ≈ %Cr (3,3 × %Mo) (16 × %N) . Daha yüksek PREN genellikle klorür kaynaklı çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı gelişmiş direnci gösterir (ıslak gaz veya tuzlu yoğuşma mümkün olduğunda önemli bir sorun).

Pratik çıkarım: Klorürlerle ıslatma güvenilirse (yoğuşma suyu, hidrotest kalıntısı, kıyıya maruz kalma, üretilen su taşınması), kalite seçimi aşağıdakilere dayanmalıdır: lokal korozyon ve SCC marjı , yalnızca "paslanmaz ve karbon çeliği" değil.

Sıcaklık, klorürler ve stres: Gaz boruları için SCC "tuzak teli"

Klorür stresli korozyon çatlaması (Cl-SCC) aynı anda üç koşulu gerektirir: çekme gerilimi (artık kaynak gerilimi yeterli olabilir), ıslak yüzeydeki klorürler ve yüksek sıcaklık. Uygulamada sıcaklık, çoğu zaman yönetilebilir çukurlaşma riskini çatlama riskine dönüştüren faktördür.

Pratik bir eşik: 60°C (150°F) kılavuzu

Paslanmaz çelikler tamamen suya daldırıldığında, yaklaşık 60°C'nin (150°F) altında klorür SCC'sini görmek nadirdir. . Bu aralığın üzerinde duyarlılık keskin bir şekilde artar ve nispeten düşük klorür seviyeleri bile sorunlu hale gelebilir; özellikle tuzları yüzeyde yoğunlaştıran ıslak/kuru döngüde.

Gerçek boru sistemlerinde çalışan kontroller

• Mümkün olan yerlerde metal sıcaklıklarını SCC'ye duyarlı rejimin altında tutun (yalıtım tasarımı, yönlendirme ve sıcak noktalardan kaçınma).
• Hidrotest/devreye alma sırasında klorür maruziyetini azaltın ve iyice boşaltılıp kurutulmasını sağlayın (artık filmler daha sonra çatlaklara dönüşecek çukurları başlatabilir).
• Sıcaklık ve ıslak klorürlerden güvenilir bir şekilde kaçınılamazsa, dubleks/süper dubleks veya daha yüksek alaşımlı malzemeleri belirtin (ve bunları ilgili olduğu yerde geçerli ekşi/hizmet standartlarına göre nitelendirin).

Kaynak, ısıyla renk tonu ve yüzey durumu: fabrikasyon korozyon direncini nasıl silebilir?

Gaz için paslanmaz çelik borularda, birçok "gizemli" korozyon sorununun kökeni üretime kadar uzanır: ısıyla renklendirme, gömülü demir, ID'de zayıf temizleme, kaba bitirme ve eksik temizleme/pasivasyon. Bu sorunlar, pasif katmanın hasar gördüğü veya düzgün biçimde yenilenemediği zayıf noktalar oluşturur.

Kaynak sonrası ısı tonu ve oksit tabakası

Isı tonu, renk bozulmasından daha fazlasıdır: oksitlenmiş bir yüzeyi ve genellikle yüzeyde kromu tükenmiş bir katmanı gösterir. Yerinde bırakılırsa, artık gerilimlerin en yüksek olduğu yerde (ısıdan etkilenen bölge ve kaynak ucu) lokal korozyon direncini önemli ölçüde azaltabilir.

Asitleme ve pasivasyon (ve neden her ikisi de önemlidir)

Asitleme, kaynak pulunu/ısı tonunu ve hasarlı yüzey katmanını giderir; Pasivasyon sağlam bir pasif filmi teşvik eder. ASTM A380 (temizleme/kireç çözme/pasifleştirme uygulamaları) ve ASTM A967 (kimyasal pasivasyon işlemleri) gibi standartlar, kabul edilebilir süreçleri ve doğrulamayı tanımlamak için yaygın olarak kullanılır.

• Boru kaynak köklerinde aşırı iç oksidasyonu önlemek için uygun ID temizleme kullanın (özellikle montajdan sonra dahili erişimin sınırlı olduğu gaz boruları için kritik öneme sahiptir).
• Taşlama takımlarındaki veya karbon çeliğiyle temas eden demir kirliliğini giderin (demir toplayıcı yüzeyde "paslanabilir" ve tortu altı saldırısını başlatabilir).
• Kaynak yüzeyi için kabul kriterlerini belirtin (pürüzsüz geçişler, minimum çatlaklar) çünkü geometri, aralık kimyasını ve birikinti tutulmasını yönlendirir.

Korozyon performansını artıran tasarım ve kurulum ayrıntıları

Doğru kalite ve iyi kaynakla bile, tasarım ayrıntıları aşındırıcı sıvıların ve birikintilerin toplanıp toplanmayacağını, oksijenin içeri girip girmeyeceğini ve galvanik çiftlerin saldırıyı hızlandırıp hızlandırmayacağını belirler.

Yarıklardan, ölü bacaklardan ve sıvı tuzaklarından kaçının

• Pratik olan yerlerde eğim çizgileri vardır ve durgun yoğuşmayı önlemek için alçak noktalarda drenaj noktaları sağlar.
• Ölü bacakları ve kapalı dalları en aza indirin; Durgun su, mikrobiyolojik olarak etkilenen korozyonun (MIC) yaygın bir nedenidir.
• Klor bakımından zengin tuzlu suların yoğunlaştığı yerlerde kalıcı çatlaklar oluşturmayan conta/bağlantı tasarımları kullanın.

Galvanik etkileşimler ve karışık metaller

Paslanmaz çelik, daha az asil metallere (örneğin, karbon çeliği) elektriksel olarak bağlıysa ve bir elektrolit mevcutsa, galvanik korozyon, daha az asil bileşene saldırıyı hızlandırabilir ve bağlantı noktasında birikintileri yoğunlaştırabilir; bu da paslanmaz için lokal korozyon riski oluşturur. Yalıtım stratejileri (dielektrik bağlantılar, dikkatli topraklama tasarımı ve "ıslak" bağlantılardan kaçınma) bu riski azaltır.

Operasyonlar, hidrotest ve MIC: Uzun vadeli dirence karar veren "gizli" faktörler

Paslanmaz gaz borularındaki korozyon arızalarının çoğu, kararlı durum çalışması sırasında değil, devreye alma, hidrotest, kapatma veya su getiren ve geride kalıntı bırakan proses aksaklıkları sırasında tetiklenir.

Hidrotest su kalitesi ve kurutma disiplini

Hidrotest ve yıkama suyu, klorür ve mikropların bulaşmasına neden olabilir. Pratik endüstri rehberliği genellikle düşük klorürlü su önerir (genellikle ~50 ppm klorür muhafazakar bir ölçüt olarak) ve borunun içinde durgun suyun kalmaması için temizleme, boşaltma ve kurutma işlemlerini vurgular.

Su durgun kaldığında MİK riski

Mikrobiyolojik olarak etkilenen korozyon (MIC), durgun sularda (nispeten mütevazı klorür seviyelerinde bile) meydana gelebilir ve hidrotest sonrasında hatların drenajsız bırakıldığı paslanmaz sistemlerde belgelenmiştir. Anında kontrol çalışır durumdadır: Durgun su tabakaları bırakmayın ve prosesinizin ve düzenlemelerinizin izin verdiği durumlarda biyosit/kontrol önlemleri olmadan uzun süreli durgun bekletmelerden kaçının.

1. Tam boşaltma, kuru gaz blöfü (veya eşdeğeri) ve kuruluğun doğrulanmasıyla biten bir devreye alma sırası tanımlayın.
2. Islak bölgelerdeki oksijen saldırıyı hızlandırdığından, kesinti sırasında oksijen girişini kontrol edin (battaniyeleme, sıkı izolasyon ve sızıntı yönetimi).
3. Önce en zayıf yerleri inceleyin: alçak noktalar, ölü bacaklar, soğutucuların aşağı akışı ve kaynak ağırlıklı makaralar.

Pratik karar tablosu: faktör, arıza modu ve bu konuda ne yapılması gerektiği

Son paket: paslanmaz çelik gaz boruları, korozyon direncini bir sistem özelliği olarak ele aldığınızda en iyi performansı gösterir; proses kuruluğu, klorür yönetimi, alaşım seçimi (PREN/SCC marjı), imalat kalitesi ve sıvı yönetimi tasarımının hepsinin uyumlu olması gerekir.

Veri noktaları ve eşikler için kullanılan referanslar

• SSINA: Klorür Stresli Korozyon Çatlaması (tamamen suya daldırıldığında ~60 °C'nin altına düşmesi nadirdir).
• Birleşik Alaşımlar: PREN formülü ve örnek PREN aralıkları (PREN denklemi ve ortak dereceler için tipik aralıklar).
• PHMSA raporu: Boru Hattı Korozyonu (korozyonu teşvik eden koşulları ortadan kaldırmak için dehidrasyon ve çiğlenme noktası kontrolü).
• GRI: Gaz Boru Hatlarının İç Korozyonunun Doğrudan Değerlendirilmesi (çiy noktası tanımı ve su yoğunlaşma mekanizması).
• TWI: Kaynak sonrası korozyon özelliklerinin geri kazanılması (Isıyla renk tonu oksidi ve kromu tükenmiş tabakayı çıkarın).
• Nickel Institute teknik notu: Asitleme ve pasifleştirme (ASTM A380/A967 referansları ve amacı).
• Nikel Enstitüsü: Hidrotestten sonra paslanmazda MIC vaka örnekleri (temel neden olarak durgun su).
• NACE MR0175 / ISO 15156-1 (ekşi hizmet bağlamı ve H₂S ile ilgili önlemler çerçevesi).