Повысьте безопасность и экономьте с помощью оптимизированных материалов

Почему выбор оптимизированного материала жидкостной системы может помочь повысить безопасность морских работ и снизить затраты

Натали Хаган, менеджер по продукции, Swagelok

Оптимизация затрат является одной из наиболее важных целей для владельцев морских нефтегазовых платформ и плавучих судов, уступая только обеспечению безопасной и соответствующей требованиям эксплуатации на протяжении всего срока службы платформы.

Приоритизация обеих целей может быть достигнута путем выбора подходящих материалов, которые можно использовать в широком спектре жидкостных систем и компонентов по всей платформе. Например, трубы и фитинги из нержавеющей стали 316 обладают хорошей коррозионной стойкостью и являются экономичным выбором для многих платформ. Однако для некоторых более сложных применений потребуется повышенная коррозионная стойкость, обеспечиваемая более прочными сплавами, такими как супераустенитный 6-молибден или супердуплекс 2507, которые требуют более высоких первоначальных затрат.

Оффшорная среда представляет собой сложные условия эксплуатации, и может возникнуть соблазн выбрать эти более прочные сплавы для всех труб и фитингов на платформе. Но, учитывая километры труб и тысячи необходимых фитингов, этот выбор может существенно увеличить затраты, при этом практически не давая преимуществ в приложениях, работающих в более мягких условиях. Также распространено мнение, что материалы, используемые для труб и трубных фитингов, должны совпадать, но это не всегда верно при использовании двух разных совместимых материалов, устойчивых к гальванической коррозии.

Вместо этого использование инженерных комбинаций нержавеющей стали 316 и более прочных сплавов по всей платформе может обеспечить высокий уровень безопасности при сохранении управляемости затрат. Вот что владельцы должны знать о типах коррозии, которые могут возникать в различных оффшорных средах, и о том, как применить некоторые знания в области материаловедения, чтобы сделать правильный выбор для своей конкретной платформы:

Понимание угрозы коррозии

Трубопроводы и трубные фитинги, из которых состоят различные платформы — модули для закачки химикатов, гидравлические силовые установки, заделки шлангокабеля наверху, панели управления устьем скважины и т. д. — соответственно подвержены различным формам коррозии. Трубки могут подвергаться точечной и щелевой коррозии, а трубным фитингам может угрожать коррозия растрескивания под напряжением. Каждый из этих типов может привести к выходу из строя трубы или фитинга и, в конечном счете, к утечке, которая может представлять серьезную угрозу безопасности вашего персонала.

Точечная и щелевая коррозия в трубках

Точечная и щелевая коррозия возникают на поверхности труб в концентрированных местах, где разрушается защитный оксидный слой металла, богатый хромом, из-за воздействия хлоридов, обычно встречающихся в соленой воде.

Питтинговая коррозия проявляется в виде небольших полостей или ямок на поверхности металла. Щелевая коррозия — это, по сути, то же явление, но она концентрируется в узких щелях — чаще всего между трубками и трубными хомутами, под грязью и отложениями на поверхности труб или между соседними участками труб.

Прочные 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 можно использовать для смягчения щелевой коррозии. Также можно использовать некоторые новые пластиковые хомуты, позволяющие сливать жидкости.

Коррозионное растрескивание под напряжением хлорида (SCC)

SCC может стать распространенной проблемой в средах с высоким содержанием хлоридов, когда трубные фитинги испытывают растягивающее напряжение, особенно при использовании трубных фитингов более низкого качества. Сборка фитинга и повышение давления в системе могут привести к образованию трещины под напряжением на гайке фитинга. Затем хлориды могут вызвать разветвление и разрастание этих трещин. В конце концов, гайка может выйти из строя, треснув, иногда внезапно.

Те же самые, более прочные сплавы, которые могут снизить вероятность точечной и щелевой коррозии, также могут помочь снизить риск CSCC. Тем не менее, высококачественная нержавеющая сталь 316 с повышенным содержанием никеля (минимум 12%) и хрома (минимум 17%), превышающая минимальные требования применимых стандартов ASTM, может быть столь же эффективной в слабо и умеренно агрессивных средах, обеспечивая способ для владельцев оптимизировать затраты при сохранении безопасности систем.

Оптимизация спецификации

Зная, как различные типы труб и трубных фитингов подвержены коррозии, а также типы материалов, которые могут надежно противостоять каждому типу коррозии, решение становится очевидным:трубы из прочного сплава в сочетании с высококачественными трубными фитингами из нержавеющей стали 316 обеспечивают надежную и экономичную защиту от коррозии. контроль и повышенная безопасность системы.

Есть несколько других качеств, которые следует учитывать при выборе трубных фитингов. Помимо повышенного содержания никеля и хрома в нержавеющей стали 316, владельцам следует искать трубные фитинги с закаленными наконечниками, обеспечивающими прочный и надежный захват трубы. Это помогает создать герметичное уплотнение и обеспечивает отличную виброустойчивость. Чтобы помочь проверить производительность, попросите своего поставщика предоставить отчеты об испытаниях этой комбинации фитинга и трубки. Также может быть целесообразно узнать о контроле качества, который осуществляется во время производства, чтобы гарантировать качество и производительность.

Наконец, имейте в виду важность правильных методов установки. Даже если ваши материалы были оптимизированы, неправильная установка может негативно сказаться на производительности. Убедитесь, что технические специалисты платформы знают, как правильно обращаться с трубками и собирать трубные фитинги, чтобы обеспечить надежную и герметичную работу. Ваш поставщик может предложить возможности обучения для повышения уровня знаний вашего персонала.

В конечном счете, выбор инженерной комбинации материалов для жидкостных систем платформы будет зависеть от ваших условий эксплуатации и окружающей среды, ваших предпочтений, допустимого риска и вашего бюджета. Но существует множество операционных сред, в которых можно безопасно сэкономить на подключениях, обратившись к правильному поставщику.

Хотите узнать больше о правильном выборе материалов и комбинаций для ваших морских жидкостных систем? Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как компания Swagelok может помочь вам оптимизировать материалы уже сегодня.