Оптимизация выбора материалов для офшорных жидкостных систем: повышение безопасности и снижение затрат

Почему оптимизированный выбор материалов жидкостных систем может улучшить офшорную безопасность и снизить затраты

Натали Хаган, менеджер по продукту, Swagelok

Оптимизация затрат — одна из самых важных целей для владельцев офшорных нефтегазовых платформ и плавучих судов — второе по важности только после обеспечения безопасной и соответствующей эксплуатации на протяжении всего срока службы платформы.

Оба приоритета можно достичь, специфицируя подходящие материалы для широкого спектра жидкостных систем и компонентов по всей платформе. Например, трубы и фитинги из нержавейки 316 дают хорошую коррозионную стойкость и являются экономичным выбором во многих платформенных приложениях. Некоторые более сложные приложения, однако, потребуют усиленную коррозионную стойкость более надежных сплавов вроде супераустенитного 6-молибденового или супердуплексного 2507, которые имеют более высокую первоначальную стоимость.

Офшорная среда представляет сложные операционные условия — и может быть соблазном специфицировать эти более надежные сплавы для всех труб и фитингов по всей платформе. Но учитывая мили труб и тысячи фитингов, необходимых, этот выбор может существенно увеличить затраты, давая мало или никакой выгоды в приложениях, работающих в более мягких условиях. Также частое предположение, что материалы для труб и фитингов должны совпадать, но это не всегда верно при использовании двух разных, совместимых материалов, устойчивых к контактной коррозии.

Вместо этого спецификация инженерных комбинаций 316 SS и более надежных сплавов по всей платформе может дать высокие уровни безопасности, помогая держать затраты управляемыми. Вот что владельцы должны знать о типах коррозии, возникающих в различных офшорных средах, и как применить знания материаловедения для правильного выбора для своей конкретной платформы:

Понимание угрозы коррозии

Трубы и трубные фитинги, составляющие различные платформенные приложения — химические дозировочные скиды, гидравлические силовустановки, топсайдные утилитарные терминации, панели управления скважиной и др. — соответственно восприимчивы к разным формам коррозии. Трубы могут поддаваться точечной и щелевой коррозии, а трубные фитинги — угрозе коррозионного растрескивания под напряжением. Каждый из этих типов может привести к отказу трубы или фитинга, и в конечном счете к утечке, которая может стать серьезной угрозой безопасности для вашего персонала.

Точечная и щелевая коррозия в трубах

Точечная и щелевая коррозия возникают на поверхности трубы в концентрированных зонах, где защитный хромсодержащий оксидный слой металла разрушается из-за воздействия хлоридов, обычно встречающихся в морской воде.

Точечная коррозия выглядит как мелкие полости, или ямки, на поверхности металла. Щелевая коррозия — по сути то же явление, но концентрированная в тесных щелях — чаще всего между трубой и хомутами, под грязью и налетами на поверхностях труб, или между соседними прогонами труб.

Надежные материалы с более высокими критическими температурами точечной коррозии (CPT) и критическими температурами щелевой коррозии (CCCT), такие как 6-молибденовые сплавы 254 или 6HN (UNS N08367), супердуплексный сплав 2507, или никелевые сплавы 825, 625, C-276 или 400, являются хорошей защитой от этих угроз коррозии. Пластиковые хомуты также могут использоваться для смягчения щелевой коррозии. Некоторые новые пластиковые хомуты, позволяющие сливу жидкостей, также могут применяться.

Хлоридное коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)

SCC может стать преобладающей проблемой в высокохлоридных средах, когда трубные фитинги находятся под растягивающим напряжением, особенно при использовании низкогрейдных фитингов. Сборка фитинга и давивание системы могут вызвать формирование напряженной трещины на гайке фитинга. Хлориды затем заставляют эти трещины разветвляться и пролиферировать. В конечном счете гайка может отказать трещинобразованием, иногда внезапно.

Те же более надежные сплавы, снижающие вероятность точечной и щелевой коррозии, могут также помочь снизить риск CSCC. Однако качественная нержавейка 316 SS, сформулированная с повышенным содержанием никеля (минимум 12%) и хрома (минимум 17%), превышающим минимальные требования применимых стандартов ASTM, может быть столь же эффективна в мягко и умеренно коррозионных средах, предоставляя владельцам способ оптимизировать затраты при сохранении безопасных систем.

Оптимизация вашей спецификации

Зная, как разные типы коррозии влияют на трубы и трубные фитинги соответственно, и какие типы материалов могут надежно противостоять каждому типу коррозии, решение становится ясным: Трубы из надежных сплавов в паре с качественными трубными фитингами 316 SS могут обеспечить надежный, затратно-оптимизированный контроль коррозии и повышенную системную безопасность.

Есть еще несколько качеств для учета при выборе трубных фитингов. Помимо повышенного содержания никеля и хрома в 316 SS, владельцы должны искать фитинги с закаленными кольцами, создающими надежный, надежный захват трубы. Это помогает создать герметичную уплотнение и обеспечить отличную виброустойчивость. Для верификации производительности попросите поставщика предоставить отчеты тестов данной комбинации фитинга и трубы. Также мудро спросить о контроле качества, имеющемся на производстве, для обеспечения качества и производительности.

Наконец, помните о важности правильных методов установки. Даже если ваши материалы оптимизированы, плохая установка может негативно сказаться на производительности. Обеспечьте, чтобы платформенные техники знали, как правильно обрабатывать трубы и собирать трубные фитинги для надежной, герметичной работы. Ваш поставщик может предложить возможности обучения для повышения знаний вашего персонала.

В конечном счете, выбор инженерной комбинации материалов для платформенных жидкостных систем будет зависеть от ваших операционных и экологических условий, ваших предпочтений, толерантности к риску и бюджета. Но существует множество операционных сред, где возможность сэкономить на соединениях может быть реализована безопасно с правильным поставщиком.

Интересуетесь подробнее о правильном выборе материалов и комбинаций для ваших офшорных жидкостных систем? Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как Swagelok может помочь вам оптимизировать материалы сегодня.