A rozsdamentes acél gázcsövek korrózióállóságát befolyásoló tényezők

Szolgáltatási környezeti tényezők a rozsdamentes acél gázcsöveken belül

A gázt szállító rozsdamentes acélcsövek esetében a legkárosabb korróziós forgatókönyvek általában akkor kezdődnek, amikor egy vezetőképes folyadékfázis képződik a cső falán. Elektrolit (általában víz) nélkül a legtöbb belső korróziós mechanizmus drámaian lelassul.

Víz jelenléte és gáz harmatpontja

Az ingyenes víz az alapfeltétel a legtöbb belső korrózióhoz. Még ha a gáz „száraz”-on hagyja is el az üzemet, a hőmérséklet-csökkenés az útvonal mentén a víz lecsapódására kényszerítheti, ha a víz harmatpontját nem szabályozzák megfelelően. Az iparági útmutatás a dehidratációt hangsúlyozza a gáz harmatpontjának csökkentése és a korróziót elősegítő körülmények megszüntetése érdekében.

• A nedves gázt bevezető (vagy páralecsapódást lehetővé tévő) felborulások a kockázatot a mélypontokra, az elhalt lábakra és a hűtés után koncentrálják.
• Kis vízmennyiség is elegendő lehet, ha ülnek, és felhalmozódnak sók, vasszemcsék vagy baktériumok.

Savas gázok, oxigén és sók, amelyek „aktiválják” a helyi támadást

Ha víz van jelen, az oldott fajok a súlyosságot és a meghibásodási módot váltják ki:

• Kloridok (a keletkezett vízátvezető vízből, a hidrotesztvízből, a part menti levegő behatolásából vagy a tisztítófolyadékokból) a lyuk-/réskorrózió és a kloridfeszültség-korróziós repedés leggyakoribb kiváltó okai.
• CO₂ csökkenti a pH-t a kondenzvízben (szénsav), és növelheti az általános korróziós kockázatot kevert fémrendszerekben; az oxigén bejutása tovább gyorsíthatja a korróziót a nedves területeken.
• H₂S megváltoztatja a repedésérzékenységet és az anyagminősítési követelményeket savanyú környezetben; Az anyaghasználatot általában az MR0175/ISO 15156 szabvány szabályozza.

Praktikus elvihető: a folyamat vezérlése úgy, hogy a belső felületek lássanak száraz gáz és minimális sólerakódás ; amikor ez nem garantálható (indítás, töltés, hidroteszt vagy nem specifikált gáz), akkor az anyagválasztás és a gyártás minősége válik meghatározóvá.

Ötvözetkémia és minőségválasztás: miért nem egy anyag a „rozsdamentes”.

A rozsdamentes acélok ellenállnak a korróziónak, mert vékony króm-oxid passzív filmréteg képződik a felületen. A kloridtartalmú nedvesítés során a „megfelelő” és a „nagy” ellenállás közötti különbséget gyakran a króm (Cr), molibdén (Mo) és nitrogén (N) tartalom uralja, amelyeket általában a Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) segítségével hasonlítanak össze.

A PREN használata a lyukasztási/rés-ellenállás összehasonlítására

PREN ≈ %Cr (3,3 × %Mo) (16 × %N) . A magasabb PREN általában jobb ellenállást jelez a klorid által hajtott lyukkorrózióval és a réskorrózióval szemben (a kulcsfontosságú probléma, ha nedves gáz vagy sós kondenzátum lehetséges).

Gyakorlati elvitel: ha a kloridokkal való nedvesítés hiteles (kondenzátum, hidroteszt-maradvány, part menti kitettség, keletkezett vízátvezetés), a minőség kiválasztását a lokalizált korrózió és SCC margin , nem csak „rozsdamentes vs szénacél”.

Hőmérséklet, kloridok és feszültség: az SCC „kioldóhuzal” a gázvezetékekhez

A kloridfeszültségű korróziós repedés (Cl-SCC) három feltételt igényel egyszerre: húzófeszültség (a maradék hegesztési feszültség elegendő lehet), kloridok nedvesített felületen és megemelt hőmérséklet. A gyakorlatban a hőmérséklet az a tényező, amely a kezelhető lyukasztási kockázatot gyakran repedési kockázattá változtatja.

Gyakorlati küszöb: 60°C (150°F) útmutatás

Amikor a rozsdamentes acélokat teljesen bemerítik, ritkán látni 60 °C (150 °F) alatti klorid-SCC-t. . E tartomány felett az érzékenység meredeken növekszik, és még a viszonylag alacsony kloridszint is problémássá válhat – különösen a nedves/száraz ciklus során, amely a sókat a felszínen koncentrálja.

Valódi csőrendszerekben működő vezérlők

• Tartsa a fém hőmérsékletét az SCC-érzékeny rendszer alatt, ahol lehetséges (szigetelés kialakítása, útvonaltervezés és a forró pontok elkerülése).
• Csökkentse a klorid expozíciót a hidroteszt/üzembe helyezés során, és biztosítsa az alapos leeresztést és szárítást (a maradék filmek gödröket okozhatnak, amelyek később repedésekké alakulnak).
• Ha nem lehet megbízhatóan elkerülni a hőmérsékletet és a nedves kloridokat, adja meg a duplex/szuperduplex vagy magasabb ötvözetű anyagokat (és adott esetben minősítse azokat a vonatkozó savanyú/szolgáltatási szabványok szerint).

Hegesztés, hőszínezés és felület állapota: hogyan törölheti a gyártás a korrózióállóságot

A rozsdamentes acél gázcsövek esetében sok „rejtélyes” korróziós probléma a gyártásig vezethető vissza: hőszínezés, beágyazott vas, gyenge öblítés az ID-n, durva felületkezelés és hiányos tisztítás/passziválás. Ezek a problémák gyenge pontokat hoznak létre, ahol a passzív réteg megsérül, vagy nem tud egységesen megújulni.

Hőfesték és oxidréteg a hegesztés után

A hőtónus több, mint elszíneződés: oxidált felületet és gyakran krómszegény réteget jelez a felületen. Ha a helyén marad, jelentősen csökkentheti a helyi korrózióállóságot ott, ahol a legnagyobb a maradékfeszültség (a hőhatás zóna és a hegesztési láb).

Pácolás és passziválás (és miért számít mindkettő)

A pácolás eltávolítja a varratréteget/hőszínt és a sérült felületi réteget; A passziválás robusztus passzív filmet hoz létre. Az olyan szabványokat, mint az ASTM A380 (tisztítási/vízkőmentesítési/passziválási gyakorlatok) és az ASTM A967-et (kémiai passziválási kezelések) általában használják az elfogadható eljárások és ellenőrzések meghatározására.

• Használjon megfelelő ID öblítést, hogy megakadályozza a csőhegesztési gyökerek erős belső oxidációját (különösen kritikus gázvezetékeknél, ahol a belső hozzáférés az összeszerelés után korlátozott).
• Távolítsa el a vasszennyeződést a csiszolószerszámokról vagy a szénacéllal való érintkezésről (a vasfelszedő „rozsdásodhat” a felületen, és lerakódást okozhat).
• Adja meg a hegesztési felület elfogadási kritériumait (sima átmenetek, minimális repedések), mert a geometria befolyásolja a hasadékok kémiáját és a lerakódások megtartását.

Tervezési és beépítési részletek, amelyek növelik a korróziós teljesítményt

Még megfelelő minőség és jó hegesztés esetén is a tervezési részletek határozzák meg, hogy a korrozív folyadékok és lerakódások összegyűlnek-e, bejuthat-e az oxigén, és hogy a galvánpárok felgyorsítják-e a támadást.

Kerülje a hasadékokat, az elhalt lábakat és a folyadékcsapdákat

• Lejtős vonalak, ahol praktikus, és biztosítsanak leeresztőpontokat az alacsony helyeken, hogy megakadályozzák a kondenzvíz stagnálását.
• Minimalizálja az elhalt lábakat és a sapkás ágakat; Az állóvíz a mikrobiológiailag befolyásolt korrózió (MIC) gyakori hajtóereje.
• Használjon olyan tömítéseket/csatlakozó-konstrukciókat, amelyek nem hoznak létre tartós repedéseket, ahol kloridban gazdag sóoldatok koncentrálódnak.

Galvanikus kölcsönhatások és kevert fémek

Ha a rozsdamentes acél kevésbé nemesfémekhez (például szénacélhoz) van elektromosan csatlakoztatva, és elektrolit van jelen, a galvanikus korrózió felgyorsíthatja a kevésbé nemes komponensek támadását, és a csomópontban koncentrálódhat a lerakódások, ami helyi korrózióveszélyt jelent a rozsdamentes acél esetében is. Az elkülönítési stratégiák (dielektromos csatlakozások, gondos földelési tervezés és a „nedves” csomópontok elkerülése) csökkentik ezt a kockázatot.

Műveletek, hidrotesztelés és MIC: a „rejtett” tényezők, amelyek meghatározzák a hosszú távú ellenállást

Sok rozsdamentes gázvezeték korróziós meghibásodása nem az állandósult üzem alatt, hanem az üzembe helyezés, a hidrotesztelés, a leállás vagy a folyamat felborulása során keletkezik, amely vizet vezet be és maradványokat hagy maga után.

Hidroteszt vízminőség és szárítási fegyelem

A hidroteszt és az öblítővíz kloridokat és mikrobákat juttathat be. A gyakorlati iparági útmutató általában alacsony kloridtartalmú vizet ajánl (gyakran ~50 ppm klorid konzervatív viszonyítási alapként) és a tisztítást, leürítést és szárítást helyezi előtérbe, hogy a pangó víz ne maradjon a csőben.

MIC kockázat, ha a víz stagnál

Mikrobiológiailag befolyásolt korrózió (MIC) előfordulhat állóvizekben – még viszonylag szerény kloridszint esetén is –, és dokumentálták rozsdamentes rendszerekben, ahol a vezetékek víztelenítés nélkül maradtak a hidrotesztelés után. Az azonnali ellenőrzés működőképes: ne hagyjon pangó vízréteget, és kerülje el a hosszú pangó tartást biocid/ellenőrzési intézkedések nélkül, ahol az eljárás és az előírások lehetővé teszik.

1. Határozzon meg egy üzembe helyezési sorrendet, amely teljes leeresztéssel, száraz gázlefúvatással (vagy ezzel egyenértékű) és a szárazság ellenőrzésével végződik.
2. Az állásidő alatt szabályozza az oxigén bejutását (takarás, szoros szigetelés és szivárgáskezelés), mert a nedves területeken az oxigén felgyorsítja a támadást.
3. Vizsgálja meg először a legsebezhetőbb helyeket: a mélypontokat, az elhalt lábakat, a hűtők utáni szakaszokat és a hegesztéssel nehéz orsókat.

Gyakorlati döntési táblázat: tényező, hibamód, és mit kell tenni ellene

Utolsó elvitel: A rozsdamentes acél gázcsövek akkor teljesítenek a legjobban, ha a korrózióállóságot rendszertulajdonságként kezelik – a folyamatszárazságnak, a kloridkezelésnek, az ötvözetválasztásnak (PREN/SCC margin), a gyártási minőségnek és a folyadékkezelési tervezésnek meg kell egyeznie.

Adatpontokhoz és küszöbértékekhez használt hivatkozások

• SSINA: Klorid stresszkorróziós repedés (teljesen bemerítve ritka ~60 °C alatt).
• Egységes ötvözetek: PREN képlet és példa PREN tartományok (PREN egyenlet és tipikus tartományok a gyakori évfolyamokhoz).
• PHMSA jelentés: Pipeline Corrosion (kiszáradás és harmatpont szabályozása a korróziót elősegítő körülmények eltávolítására).
• GRI: Gázvezetékek belső korróziójának közvetlen értékelése (harmatpont meghatározása és vízkondenzációs mechanizmus).
• TWI: A korróziós tulajdonságok helyreállítása hegesztés után (távolítsa el a hőtónus oxidot és a krómmentes réteget).
• Nickel Institute műszaki megjegyzés: Pácolás és passziválás (ASTM A380/A967 hivatkozások és cél).
• Nickel Institute: MIC esetpéldák rozsdamentes acélból hidrotesztelés után (pangó víz kiváltó ok).
• NACE MR0175 / ISO 15156-1 (savanyú szolgáltatási környezet és a H₂S-hez kapcsolódó óvintézkedések keretrendszere).