Analiza e modalitetit të dështimit: Korrozioni preferencial i saldimit (PWC) dhe çarjet 'zipper' ERW

Specifikimet standarde të API 5L PSL2 janë strukturore të shëndosha, por metalurgjikisht të pamjaftueshme për operacionet moderne të shërbimit të thartë. Një tub mund të plotësojë kërkesat bazë të fuqisë së rrjedhjes së X65 dhe ende të pësojë plasaritje katastrofike të shkaktuar nga hidrogjeni (HIC) brenda 24 muajve nëse pastërtia kimike - veçanërisht ndarja e squfurit dhe manganit - nuk menaxhohet në mënyrë agresive përtej specifikimeve standarde. Ne mbështetemi në tubacionin e linjës për transportin me shumicë, por besimi i vulës së paracaktuar 'PSL2' të mullirit pa modifikimin e Aneksit H është një shkak kryesor i dështimeve në terren në fillim të jetës.

Realiteti i 'Paper Safe' kundër 'Field Safe': Mandatet e Aneksit H

Mospërputhja midis një certifikate mulliri (MTR) dhe performancës në terren zakonisht qëndron në përfshirjet. Në mjedise të tharta, hidrogjeni atomik migron në matricën e çelikut. Nëse ndeshet me përfshirje të zgjatura të sulfurit të manganit, ai rikombinohet në hidrogjen molekular (H2), duke krijuar flluska presioni që çajnë çelikun nga brenda jashtë.

Për të parandaluar këtë, ekipi ynë teknik zbaton kufizime të rrepta kimike që zëvendësojnë API 5L PSL2:

• Squfuri (S):  Duhet të kufizohet në  0,002%  (Standard është 0,015%). Çdo më i lartë, dhe ju rrezikoni Plasaritjen hap pas hapi (SWC).

• Mangani (Mn):  Kapak në 1.45%. Mn i lartë nxit ndarjen e vijës qendrore, duke krijuar një rrugë të vështirë mikrostrukturore për përhapjen e çarjeve.

• Trajtimi me kalcium (raporti Ca/S):  Minimumi 2:1. Kjo detyron sulfidet e mbetura të jenë sferike (globulare) në vend të vargjeve të zgjatura, duke reduktuar përqendrimin e stresit që shkakton çarje.

Pika e thyerjes ekonomike: Kur çeliku i karbonit bëhet një detyrim

Vendimi për të përdorur tubin e linjës prej çeliku të karbonit (CS) kundrejt lidhjeve rezistente ndaj korrozionit (CRA) si Clad ose Duplex është një llogaritje OPEX, jo vetëm CAPEX. Ndërsa CS është dukshëm më i lirë në fillim, kostoja e kimikateve frenuese dhe pigging rritet në mënyrë eksponenciale me përqendrimin e H2S.

Logjika e pikës së thyer:

• Zona A (e sigurt për CS):  H2S < 0,3 kPa (0,05 psi). Shtojca standarde H CS është me kosto efektive.

• Zona B (Kërkohet frenim):  H2S 1 - 15 psi. CS është i zbatueshëm  nëse  pH > 4.5. Megjithatë, frenimi i OPEX (përafërsisht 0,50 - 1,50 dollarë për fuçi ujë) shpesh thyen ekonominë e projektit gjatë një cikli jetësor 20-vjeçar.

• Zona C (Zona e rrezikut):  H2S > 20 psi ose CO2 > 10%. Në këto nivele, efikasiteti i frenuesit nuk është i besueshëm. Rreziku i një rrjedhjeje tejkalon kursimet e kostos. Ne mandatojmë kalimin në  316L Clad ose Solid Duplex 2205.

Krahasimi i besueshmërisë së materialit

Klasa e materialit	Modaliteti kryesor i rrezikut	Kërkesa operacionale	Faktori i kostos
API 5L X65 (Shtojca H)	HIC / Korrozioni me gropa	Frenim i vazhdueshëm + Derrkim i rregullt	1,0x (Bazë)
Solid Duplex (2205)	Klorid SCC / Thyerje e brishtë	Kufijtë e rreptë të temperaturës (<150°C)	5.0x - 8.0x
Me rreshtim mekanik (Bi-Metal)	Rënia/përkulja e astarit	Normat e kujdesshme të uljes së presionit	3.0x - 4.0x

Transporti operacional:  Mos zgjidhni Tub me rreshtim mekanik për linjat që kërkojnë ulje të shpeshtë të presionit të shpejtë ose lëvizje agresive, pasi astari i hollë CRA mund të shkëputet dhe të shtrëngohet (shpërthehet) në kushte vakum.

Zgjidhja e problemeve të mënyrave të dështimit: PWC dhe çarje zinxhiri

Pse ndodh Korrozioni Preferencial i Saldimit (PWC)?

PWC është 'sekret i ndyrë' i linjave të frenuara të rrjedhës. Frenuesit shpesh filmojnë metalin bazë në mënyrë efektive, por nuk arrijnë të lidhen me rrënjën e saldimit për shkak të dallimeve mikro-strukturore. Nëse materiali konsumues i saldimit përmban  nikel (Ni) > 0,5%  (i shtuar për rezistencë), saldimi bëhet katodik në raport me zonën e prekur nga nxehtësia (HAZ). Kjo drejton një qelizë galvanike ku shpërbëhet HAZ-i njohur si 'sulm me vijë me thikë'.

Efekti ERW 'Zipper'.

Tubi i salduar me frekuencë të lartë (HFW/ERW) prodhohet duke rrotulluar një pllakë dhe duke salduar shtresën. Në shërbimin e thartë, oksidet ose 'depërtuesit' të bllokuar në këtë linjë lidhëse veprojnë si pika fillestare për plasaritjen e hidrogjenit. Nën presion të lartë, plasaritja zbërthehet në mënyrë gjatësore. Ne kemi parë seksione prej 5 miljesh të tubacionit të dështojnë në një mënyrë zinxhiri. Për shërbimin kritik të thartë,  LSAW (Longitudinal Undermerged Arc Welding)  ose  SMLS (Seamless)  është i vetmi standard i pranueshëm.

Kur tubacioni i linjës është zgjedhja e gabuar (Kufizime negative)

Pavarësisht nga klasa e çelikut, API 5L Carbon Steel është rreptësisht i ndaluar në kushtet e mëposhtme:

1. pH nën 3.5:  Në këtë nivel aciditeti, frenuesit nuk mund të mbajnë një film të qëndrueshëm. Humbja e metalit do të ndodhë pavarësisht nga shkalla e injektimit kimik.

2. Ndotja e oksigjenit (> 10 ppb):  Nëse lëngu i procesit përmban oksigjen të tretur (p.sh., injektim i dobët i ujit të deaerizuar), çeliku i karbonit do të groposet me shpejtësi (deri në 5 mm/vit). Frenuesit e projektuar për H2S/CO2  nuk  ndalojnë korrozionin e oksigjenit.

3. Shpejtësia > 15 m/s:  Shpejtësitë e larta heqin shtresën e frenuesit dhe shkaktojnë erozion-korozion. Nëse normat e larta të rrjedhës janë të detyrueshme, kërkohet CRA solide.

Pyetjet e shpeshta të blerësit: Menaxhimi i rrezikut

A do të dështojë X65 në shërbimin e thartë nëse nuk e përdor Aneksin H?

Me shumë mundësi, po. Standardi X65 nuk është prodhuar me praktika çeliku të pastër. Ai përmban squfur të lartë dhe ndarje të vijës qendrore që, ndonëse mekanikisht i fortë, ofron një shesh lojërash për atomet e hidrogjenit që të shkaktojnë flluska dhe çarje në prani të H2S.

A është në përputhje përdorimi i pajisjeve 'NACE Compliant' në tubacionet jo-NACE?

Jo. I gjithë sistemi duhet të jetë në përputhje. Një fllanxhë 'NACE' e salduar në një tub jo-NACE krijon një sistem që nuk përputhet. Lidhja më e dobët (tubi jo-NACE) dikton vlerësimin e sistemit. Pajtueshmëria me NACE MR0175 është një kërkesë në të gjithë sistemin, jo një ngjitëse e nivelit të komponentit.

Cila është alternativa nëse 316L Clad është shumë i shtrenjtë?

Për diametra më të vegjël (nën 6 inç) dhe presione më të ulëta (< 1500 psi),  Tubi termoplastik i përforcuar (RTP) ose tub i përbërë fleksibël është alternativa më e mirë. Është imun ndaj korrozionit, kërkon frenim zero dhe mund të mbështillet nga bobina, duke ulur ndjeshëm kostot e instalimit.