Понимание различий: точечная коррозия против щелевой

Точечная коррозия vs щелевая коррозия: идентификация различий

Коррозия — разрушение инженерных материалов химическим взаимодействием со средой — невероятно дорогая проблема. Повреждения от неконтролируемой коррозии трубных систем — ведущая причина потерь прибыли для офшорных и прибрежных приложений, стоимость которой исчисляется миллиардами ежегодно. Коррозию можно предотвратить, если знать, что искать, и принимать превентивные меры вовремя.

Почти любой металл в нашем мире корродирует при определенных обстоятельствах. Существуют шаги для предотвращения коррозии в нефтегазовых приложениях, особенно офшорных. Они требуют фундаментального понимания различных типов коррозии и их причин. Знание мест, где искать коррозию, минимизирует риски на нефтяных платформах и НПЗ — экономя значительное время и деньги.

Интересуетесь подбором правильных материалов для офшорных и прибрежных сред? Примите меры по контролю коррозии с Руководством по выбору материалов Swagelok.

Как возникает коррозия

Коррозия происходит, когда атом металла окисляется средой, веду к потере материала на поверхности металла. Результирующая потеря материала уменьшает толщину стенки компонентов из углеродистых и низколегированных сталей, подверженных общей коррозии, делая их склонными к механическому разрушению.

Металлические трубные системы чаще всего используются для аналитического и процессного приборостроения, гидравлических линий, систем управления и коммунальных нужд. Многие инженерные металлы в нефтегазе сделаны из нержавеющей стали с более чем 10% хрома. Хром помогает сформировать оксидный слой, защищающий металл от коррозии. Коррозия нержавейки все же происходит, когда экологические условия разрушают этот слой.

Почти любой металл корродирует при определенных обстоятельствах. Например, ржавчина — распространенный продукт коррозии углеродистой стали, результат окисления железа до оксида железа. Но существует множество других типов коррозии. Каждый несет уникальную угрозу, которую нужно оценивать при выборе оптимального материала для вашего приложения.

Идентификация распространенных типов коррозии

Существует множество типов коррозии, разрушающих нефтегазовые установки. Многие типы специфичны для химического состава металла и эксплуатационной среды. Далее сфокусируемся на двух формах локальной коррозии в нержавейке: точечной и щелевой.

Точечная коррозия (Pitting Corrosion)

Точечная коррозия возникает, когда защитный оксидный слой на поверхности нержавейки разрушается, обнажая чистый металл потере электронов через окисление в присутствии коррозионно-активного водного раствора. Эта электрохимическая реакция инициирует образование мелких полостей — «точек» (pits).

Хотя обычно обнаруживаемые тщательным визуальным осмотром, эти ямки могут расти достаточно глубоко, чтобы пробить стенку трубы насквозь. Точечная коррозия также может инициировать трещины в компонентах под растяжением. Среды с высокой концентрацией хлоридов, включая образующиеся при испарении капель морской воды, склонны к точечной коррозии — особенно при высоких температурах.

При осмотре металлических труб на точечную коррозию ищите рыже-коричневые налеты оксида железа и потенциальные ямки на поверхности металла.

Щелевая коррозия (Crevice Corrosion)

Аналогично точечной, щелевая коррозия начинается с разрушения защитного оксидного слоя нержавейки и продолжается образованием мелких ямок. Однако, в отличие от точечной, щелевая коррозия — как следует из названия — развивается в щелях.

В типичной жидкостной системе щели существуют между трубой и опорами/хомутами, между соседними прогонами труб, под грязью и налетами на поверхностях. Щели практически неизбежны при монтаже труб, и тесные щели несут одну из крупнейших угроз для целостности нержавейки. Щелевая коррозия происходит, когда морская вода диффундирует в щель, создавая химически агрессивную среду, где коррозионно-активные ионы не могут легко выдиффундировать. В таком сценарии вся поверхность внутри щели может корродировать с высокой скоростью.

Щелевую коррозию можно визуально наблюдать только при снятии хомута с установленной трубы. Важно помнить, что щелевая коррозия может возникать при более низких температурах, чем точечная, потому что для создания «ямки» под геометрической щелью (например, хомутом) требуется меньше энергии.

Как предотвратить коррозию

Коррозию во многих случаях можно минимизировать обучением персонала базовым знаниям материалов:

Выбор материалов: Во-первых, рассмотрите выбор материалов для трубных приложений — от самой трубы до опор и хомутов. Трубы из нержавейки типа 316 хорошо работают во многих установках при условии чистоты и неэксцессивных температур. В более теплых климатах, особенно где легко образуются солевые налеты и где ржавчина от конструкций из углеродистой стали накапливается на поверхностях нержавейки, коррозия труб типа 316 наблюдается чаще.

Для таких ситуаций трубы из супераустенитных (например, 6Mo или 6HN) или супердуплексных (например, 2507) нержавеющих сталей дают гораздо лучшую коррозионную стойкость. Более высокие предел текучести и прочность супердуплексной стали также облегчают строительство систем с более высоким максимально допустимым рабочим давлением (MAWP). Чтобы избежать дорогостоящих ошибок и определить правильный материал для вашего приложения, обратитесь в местный авторизованный центр продаж и сервиса Swagelok за консультацией по выбору продуктов и материалов.

Размещение и проектирование: Тщательные системные практики необходимы для предотвращения коррозии, чтобы минимизировать количество мест, где может возникнуть щелевая коррозия. Один из способов уменьшить щели в трубной системе — избегать укладки труб прямо у стен или друг к другу. Когда наблюдается щелевая коррозия труб типа 316, можно заменить их на более коррозионно-стойкие трубы, которые можно монтировать с экономичными фитингами типа 316. Swagelok предлагает несколько инженерных комбинаций фитингов типа 316 с трубами из разных коррозионно-стойких сплавов.

Обучение коррозии и материаловедению

Помимо этих простых мер, лучший подход к предотвращению коррозии — углубленное обучение и внедрение регулярной и надежной программы мониторинга коррозии. Swagelok предлагает обучение материаловедению, чтобы научить инженеров, технических сотрудников и всех, кто участвует в процессе выбора материалов, подбору правильных коррозионно-стойких сплавов для ваших жидкостных систем. Формирование базового понимания коррозии — как она выглядит, где происходит и почему — у тех, кто ежедневно работает с трубными системами, предотвращает материальные отказы и дорогостоящие ремонты. Обратитесь в местный центр продаж и сервиса Swagelok, чтобы узнать, как программа обучения материаловедению может помочь вашей организации противостоять коррозии.