Точечная коррозия и щелевая коррозия

Точечная коррозия и щелевая коррозия:выявление различий

Коррозия — разрушение инженерных материалов в результате химического взаимодействия с окружающей средой — является чрезвычайно дорогостоящей проблемой. Повреждение трубных систем из-за неконтролируемой коррозии является основной причиной потери прибыли для морских и прибрежных приложений, ежегодно обходясь в миллиарды долларов. Коррозию можно предотвратить, если компании знают, на что обращать внимание, и принимают упреждающие меры для снижения рисков коррозии, пока не стало слишком поздно.

Почти каждый металл, используемый в нашем мире, подвергается коррозии при определенных обстоятельствах. Существуют меры, которые можно предпринять для предотвращения коррозии в нефтегазовой отрасли, особенно на шельфе. Эти шаги требуют фундаментального понимания различных типов коррозии и их причин. Знание того, где искать коррозию, может свести к минимуму риски на нефтяных вышках и нефтеперерабатывающих заводах, существенно сэкономив время и деньги.

Заинтересованы в поиске подходящих материалов для морской и прибрежной среды? Примите меры для борьбы с коррозией с помощью Руководства по выбору материалов Swagelok.

Как возникает коррозия

Коррозия возникает, когда атом металла окисляется жидкостью, что приводит к потере материала на поверхности металла. Возникающие в результате потери материала уменьшают толщину стенок деталей из углеродистых и низколегированных сталей, подверженных общей коррозии, что делает их склонными к механическим повреждениям.

Системы металлических труб чаще всего используются для аналитического и технологического оборудования, гидравлических линий, а также для систем управления и коммунальных услуг. Многие инженерные металлы, используемые в нефтегазовой промышленности, изготавливаются из нержавеющей стали, которая содержит более 10% хрома. Последний способствует образованию оксидного слоя, защищающего металлы от коррозии. Однако коррозия нержавеющей стали возникает, когда условия окружающей среды вызывают разрушение этого слоя.

Почти каждый металл подвергается коррозии при определенных обстоятельствах. Например, ржавчина является часто встречающимся побочным продуктом коррозии углеродистой стали в результате коррозии железа и образования оксида железа. Однако существует много других типов коррозии. Каждый тип представляет собой уникальную угрозу, которую необходимо учитывать при выборе оптимального материала для вашего приложения.

Определение распространенных типов коррозии

Существует множество видов коррозии, которые могут нанести ущерб нефтегазовым установкам. Многие виды коррозии зависят от химического состава металла и условий эксплуатации. Пока вы читаете дальше, мы сосредоточимся на двух формах локальной коррозии нержавеющей стали:точечной и щелевой коррозии.

Питтинговая коррозия

Питтинговая коррозия возникает, когда защитный оксидный слой на поверхности нержавеющей стали разрушается, позволяя оголенному металлу под ним становятся восприимчивыми к потере электронов в результате окисления в присутствии агрессивного водного раствора. Эта электрохимическая реакция инициирует образование небольших полостей или «ямок».

Хотя обычно эти ямки обнаруживаются при тщательном визуальном осмотре, они могут расти достаточно глубоко, чтобы полностью перфорировать стенку трубы. Питтинговая коррозия также может способствовать возникновению трещин в компонентах, подвергающихся растяжению. Окружающая среда с более высокой концентрацией хлоридов, в том числе созданная в результате испарения осажденных капель соленой воды, подвержена точечной коррозии, особенно при высоких температурах.

При осмотре металлических труб на предмет точечной коррозии ищите красновато-коричневые отложения оксида железа, а также потенциальные ямки, которые могли образоваться на поверхности металла.

Щелевая коррозия

Подобно точечной коррозии, щелевая коррозия начинается с разрушения защитной оксидной пленки нержавеющей стали и продолжается с образованием из неглубоких ям. Однако щелевая коррозия, как следует из названия, происходит не на виду, а в щелях.

В типичной жидкостной системе между трубками и опорами или зажимами трубок, между соседними участками трубок и под грязью и отложениями, которые могут скопиться на поверхностях, существуют щели. Трещин практически невозможно избежать в трубных установках, а узкие щели представляют собой одну из самых больших опасностей для целостности нержавеющей стали. Щелевая коррозия возникает, когда морская вода диффундирует в щель, что приводит к химически агрессивной среде, в которой ионы, вызывающие коррозию, не могут легко диффундировать из щели. В таком случае вся поверхность внутри щели может подвергаться быстрой коррозии.

Щелевую коррозию можно наблюдать только визуально, когда с установленной трубки снят хомут. Важно помнить, что щелевая коррозия может возникать при более низких температурах, чем точечная коррозия, потому что требуется меньше усилий для создания «ямки» под геометрической щелью (например, трубным хомутом).

Как предотвратить коррозию

Во многих случаях коррозию можно свести к минимуму, обучив персонал базовым знаниям о материалах:

Выбор материала:во-первых, рассмотрите выбор материалов для трубок, от самих трубок до трубных опор и хомутов. Трубки из нержавеющей стали типа 316 хорошо работают во многих установках, если они содержатся в чистоте и температура не слишком высока. В более теплом климате, особенно в местах, где легко образуются солевые отложения, и в установках, где ржавчина от конструкционных балок и полов из углеродистой стали накапливается на поверхностях из нержавеющей стали, коррозия труб из нержавеющей стали типа 316 наблюдается легче.

Для таких ситуаций трубы из супераустенитной (например, 6Mo или 6HN) или супердуплексной (например, 2507) нержавеющей стали обеспечивают гораздо лучшую коррозионную стойкость. Более высокая текучесть и прочность на растяжение супердуплексной нержавеющей стали также упрощают создание систем, которые должны быть рассчитаны на более высокое максимально допустимое рабочее давление (МДРД). Чтобы избежать дорогостоящих ошибок и определить, какой материал подходит для вашего применения, свяжитесь с местным уполномоченным центр продаж и обслуживания Swagelok для получения рекомендаций по выбору подходящих продуктов и материалов.

Размещение и проектирование:для предотвращения коррозии необходимы тщательные методы работы системы, чтобы свести к минимуму количество мест, где может возникнуть щелевая коррозия. Один из способов уменьшить щели в трубной системе — избегать размещения трубок непосредственно у стен или друг против друга. При обнаружении щелевой коррозии трубок из нержавеющей стали типа 316 можно заменить трубки типа 316 на более устойчивые к коррозии, которые можно установить с помощью экономичных трубных фитингов типа 316. Компания Swagelok предлагает несколько специально разработанных комбинаций трубных обжимных фитингов из нержавеющей стали типа 316 с трубками из различных коррозионностойких сплавов.

Обучение по коррозии и материаловедению

Помимо этих простых мер, лучший подход к предотвращению коррозии включает в себя углубленное обучение и внедрение регулярной и надежной программы мониторинга коррозии. Компания Swagelok предлагает обучение материаловедению для обучения инженеров, технических специалистов и всех, кто участвует в процессе выбора материалов, тому, как правильно выбирать коррозионно-стойкие сплавы для жидкостных систем. Базовое понимание коррозии — как она выглядит, где возникает и по каким причинам — среди тех, кто каждый день работает с трубными системами, может предотвратить выход материала из строя и дорогостоящий ремонт. Обратитесь в местный центр продаж и обслуживания Swagelok, чтобы узнать, как программа обучения материаловедению может помочь вашей организации бороться с коррозией.