مشخصات استاندارد API 5L PSL2 برای قابلیت اطمینان خدمات ناکافی است. یک لوله میتواند مشخصات پایه API را برآورده کند و همچنان در محیطهای H2S در عرض 24 ماه به طور فاجعهباری از کار بیفتد. تیم های تدارکات اغلب «API 5L X65 PSL2 PSL2 NACE compliant» را با فرض ایمنی سفارش می دهند، اما بدون استناد صریح API 5L Annex H , این نام گذاری بی معنی است. استاندارد PSL2 اجازه می دهد تا محتوای گوگرد تا 0.015٪. در تجربه میدانی ما، هر چیزی بیش از 0.002٪ در گاز ترش مرطوب یک بدهی است.
تعریف سریع: لوله LINE PIPE Line لوله های کربنی یا آلیاژی با استحکام بالا هستند که مطابق با مشخصات API 5L برای حمل و نقل نفت و گاز تولید می شوند و در گریدهای فولاد کربنی به محیط هایی با pH > 3.5 و فشارهای جزئی H2S کمتر از 0.05 psi، مگر اینکه از نظر شیمیایی افزایش یافته باشد، محدود شده است.
سوالات میدانی متداول در مورد LINE PIPE
آیا میتوانیم X65 PSL2 استاندارد را در محیطهای trace H2S اجرا کنیم؟
خیر. حتی ردیابی H2S نیاز به مقاومت در برابر ترک ناشی از هیدروژن (HIC) دارد. PSL2 استاندارد فاقد گاز زدایی خلاء مورد نیاز برای رسیدن به کمتر از 0.002% گوگرد و کنترل شکل کلسیم مورد نیاز برای جلوگیری از ترک خوردن است.
آیا لوله خط 13Cr جایگزین مناسبی برای فولاد کربنی است؟
به ندرت. برخلاف لولههای سوراخ، لولههای خط 13Cr به عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) نیاز دارند که از نظر لجستیکی تقریباً در بارج غیرممکن است. از 13Cr صرف نظر می کنیم و مستقیماً به Duplex 2205 یا Clad می رویم.
چه چیزی باعث شکاف طولی (شکست زیپ) در لوله ERW می شود؟
نقص خط باند. در لوله های جوش داده شده با فرکانس بالا (HFW/ERW)، اکسیدها یا 'نفوذها' در درز باقی می مانند. هیدروژن اتمی در اینجا جمع می شود و باعث باز شدن زیپ درز می شود. ما ERW را برای سرویس H2S > 1 psi ممنوع می کنیم.
نقطه شکست اقتصادی: فولاد کربن در مقابل CRAها
تصمیم برای کنار گذاشتن فولاد کربنی (CS) برای آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی (CRA) فقط در مورد نرخ خوردگی نیست. این یک معادله OPEX در مقابل CAPEX است. ما معمولاً از Inhibited CS به Clad/Solid Duplex تغییر می کنیم زمانی که:
فشار جزئی H2S از 20 psi (0.14 مگاپاسکال) فراتر می رود: در این سطح، حجم بازدارنده خوردگی مورد نیاز، تنگناهای لجستیکی و OPEX ایجاد می کند که از حق بیمه CRA در عرض 5 سال فراتر می رود.
PH در محل به زیر 3.5 می رسد: بازده مهارکننده در محیط های بسیار اسیدی از بین می رود. تکیه بر مواد شیمیایی در اینجا یک قمار عملیاتی است که ما از انجام آن خودداری می کنیم.
هزینه چرخه عمر: اگر کمک هزینه خوردگی مدلسازیشده به ضخامت دیوار بیش از 25 میلیمتر نیاز داشته باشد، زمان جوشکاری برای CS دیواره سنگین اغلب نصب CRA دیوار نازک با مقاومت بالا را ارزانتر میکند.
مشخصات فنی: ضمیمه H و محدودیت های سخت شیمیایی
هنگام تعیین کربن فولاد برای خدمات ترش، 'NACE Compliant' یک مشخصات نیست. یک اصطلاح بازاریابی است. برای جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از هیدروژن (HIC) باید شیمی را به آسیاب دیکته کنید.
گوگرد (S): حداکثر 0.002٪. استاندارد PSL2 اجازه 0.015٪ را می دهد. اگر محدودیت های استاندارد را بپذیرید، رشته های سولفیدی دراز به عنوان محل شروع ترک عمل می کنند.
منگنز (Mn): حداکثر 1.45%. منگنز بالا جداسازی خط مرکزی را ترویج می کند و یک مسیر ریزساختار سخت برای ترک هیدروژن ایجاد می کند.
نسبت Ca/S: حداقل 1.5:1. این غیر قابل مذاکره است. این آخال های سولفید را مجبور می کند تا کروی (بی ضرر) باشند تا کشیده (خطرناک).
چرا نسبت کلسیم به گوگرد برای سرویس ترش حیاتی است؟
کنترل شکل ایجاد می کند. نسبت 1.5:1 تضمین میکند که آخالها کروی باقی میمانند، و از افزایش استرس که منجر به لایهلایه شدن در فشارهای H2S > 0.05 psi میشود، جلوگیری میکند.
عیب یابی حالت های شکست: خوردگی جوش و ERW
خوردگی ترجیحی جوش (PWC): در سیستم های مهار شده، ریشه جوش اغلب خورده می شود در حالی که بدنه لوله ایمن باقی می ماند. این معمولاً به این دلیل است که مهندسان جوش نیکل (> 0.5٪) را برای چقرمگی به فلز پرکننده اضافه می کنند. با این حال، نیکل جوش را به منطقه متاثر از حرارت (HAZ) کاتدی می کند و باعث حل شدن HAZ می شود (حمله با خط چاقو). شما باید شیمی جوش را دقیقاً با شیمی لوله مطابقت دهید.
ERW در مقابل بدون درز: ما توصیه می کنیم در سرویس های شدید ترش از لوله ERW/HFW خودداری کنید. خط پیوند یک تله ریزساختاری برای هیدروژن است. برای قطرهای <16' از Seamless (SMLS). برای > 16' از LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welded) با UT حجمی 100% استفاده کنید.
حداکثر مقدار نیکل مجاز در جوش CS برای سرویس ترش چقدر است؟
به طور معمول <1.0٪ نیکل، اگرچه ما کمتر از 0.5٪ نیکل را ترجیح می دهیم تا از سلول های گالوانیکی که مهارکننده ها نمی توانند سرکوب کنند، اجتناب کنیم.
مقایسه: X65 در مقابل Clad در مقابل Duplex
در زیر منطق انتخاب فیلدهای 'منطقه خاکستری' آمده است.
ویژگی
API 5L X65 (ضمیمه H) دوبلکس جامد
با پوشش مکانیکی (دو فلزی)
(2205)
استفاده اولیه
H2S < 10 psi، pH > 4.0
H2S > 10 psi، CO2 بالا
فشار بالا، ترش شدید
ضعف
نیاز به بازداری مداوم دارد.
ریزش لاینر بر اثر کاهش فشار
سختی جوش (تعادل فاز).
عامل هزینه
1x (پایه)
3x - 4x
5x - 8x
آمادهسازی عملیاتی: از لولههای با پوشش مکانیکی (MLP) برای کاربردهای قرقره استفاده نکنید، مگر اینکه کاملاً واجد شرایط باشند. فشار خمشی آستر را چروک می کند. برای خطوط نوسان پرفشار، Solid Duplex با وجود هزینه ایمن تر است.
وقتی خط لوله انتخاب اشتباهی است (محدودیت های منفی)
اعتماد با دانستن زمان گفتن 'نه' ایجاد می شود. API 5L Carbon Steel را حتی با ضمیمه H، تحت این شرایط مشخص نکنید:
خطوط جریانی که به 13Cr نیاز دارند: هرگز لوله خط جامد 13Cr را امتحان نکنید. نمی توان آن را به طور موثر در میدان جوشکاری کرد. به جای آن از Duplex 2205 یا Super Duplex 2507 استفاده کنید.
آلودگی اکسیژن > ppb 10: اگر سیستم شما نتواند حذف O2 را تضمین کند (به عنوان مثال، آب بندی ضعیف تزریق آب)، فولاد کربن بدون توجه به دوز بازدارنده، به سرعت حفره می کند.
دماهای > 185 درجه فارنهایت (85 درجه سانتیگراد) با FBE استاندارد: پوششهای اپوکسی با چسب استاندارد فیوژن بالاتر از این دما خراب/تاول میشوند. برای جلوگیری از خوردگی خارجی باید به اپوکسی مایع یا 3LPP (پلی پروپیلن 3 لایه) بروید.
سؤالات متداول خریدار: رسیدگی به اضطراب
آیا لوله X65 Annex H در سرویس ترش خراب می شود؟
اگر به درستی واجد شرایط باشد، خیر. شما باید آزمایش NACE TM0284 HIC را روی گرمای ویژه فولاد در طول تولید درخواست کنید. اگر آسیاب آزمایش HIC را رد کند، لوله از کار می افتد.
آیا استاندارد API 5L PSL2 با NACE MR0175 مطابقت دارد؟
اگر سختی کمتر از 22 HRC باشد، PSL2 استاندارد می تواند مطابق با استاندارد باشد، اما نیست کافی . MR0175 به موادی اجازه می دهد که هنوز هم ممکن است از HIC رنج ببرند. ضمیمه H محافظ خرید است که خلوص شیمیایی لازم را اضافه می کند.
جایگزین فولاد برای خطوط کم فشار چیست؟
برای خطوط جریان کمتر از 6 اینچ و فشار کمتر از 1500 psi، RTP (لوله ترموپلاستیک تقویت شده) برتر است. حلقه خوردگی را به طور کامل حذف می کند، اگرچه محدودیت های دما دارد (معمولاً کمتر از 140 درجه فارنهایت).
