Сравнение точечной и щелевой коррозии: Выявление различий

Сравнение точечной и щелевой коррозии: выявление различий

Коррозия — повреждение технических материалов в результате химического взаимодействия с окружающей средой — представляет собой необычайно затратную проблему. Неконтролируемая коррозия систем трубок — главная причина ежегодных миллиардных убытков в сфере шельфовой добычи. Коррозию можно предотвратить, если знать, на что обратить внимание, и своевременно принять упреждающие меры для снижения рисков возникновения коррозии.

 

Почти все металлы в нашем мире подвержены коррозии при определенных условиях. Существуют способы предотвращения коррозии в нефтегазовой отрасли, в особенности при шельфовой добыче. Однако они требуют фундаментальных знаний различных видов коррозии и понимания причин ее возниковения. Понимание того, где искать коррозию, помогает свести к минимуму риски ее возникновения на буровых платформах и нефтеперерабатывающих заводах, а также существенно экономит время и деньги.

Хотите найти подходящие материалы для шельфовой добычи? Руководство Swagelok по подбору материалов поможет принять меры для предотвращения коррозии.

ПРОСМОТРЕТЬ РУКОВОДСТВО ПО ПОДБОРУ МАТЕРИАЛОВ

Возникновение коррозии

Коррозия возникает при окислении атомов металла под воздействием жидкости или газа, что ведет к потере материала на его поверхности. Такая потеря материала приводит к уменьшению толщины стенок компонентов из углеродистой и низколегированных сталей, которые подвержены общей коррозии, что повышает вероятность механических повреждений.

Системы металлических трубок чаще всего используются в аналитических и технологических системах, гидравлических трубопроводах, а также в системах управления и бытовых системах. Многие специализированные металлы, используемые в нефтегазовой отрасли, представляют собой нержавеющую сталь с содержанием хрома более 10 %. Это способствует формированию оксидного слоя, защищающего металл от коррозии. Тем не менее при разрушении этого слоя под воздействием окружающей среды возникает коррозия нержавеющей стали.

Практически все металлы подвержены коррозии при определенных условиях. К примеру, ржавление является обычным явлением, сопутствующим коррозии углеродистой стали, в результате которого происходит разрушение железа и образование оксида железа. Однако существует и множество других видов коррозии. Каждый вид коррозии представляет опасность, которую необходимо оценить при выборе наиболее подходящего материала для вашей области применения.

Выявление распространенных видов коррозии

Существует множество различных видов коррозии, которые могут нанести серьезный урон нефтегазовым установкам. Многие виды коррозии возникают только при определенном химическом составе металла и условиях эксплуатации. Далее мы рассмотрим две формы местной коррозии нержавеющей стали: точечную и щелевую.

Точечная коррозия

Точечная коррозия возникает при разрушении защитного оксидного слоя на поверхности нержавеющей стали, в результате чего находящиеся под ним атомы чистого металла могут начать терять электроны путем окисления в коррозионном водном растворе. Эта электрохимическая реакция вызывает образование небольших точечных выемок, или «питтингов».

Как правило, питтинги можно обнаружить при тщательном визуальном осмотре, однако они могут распространяться глубоко, полностью пронизывая стенку трубки. Точечная коррозия также может способствовать образованию трещин в компонентах, находящихся под механической нагрузкой. В средах с повышенной концентрацией хлора, в том числе вызванной испарением из капель соленой воды, вероятность точечной коррозии выше, особенно при высоких температурах.

Во время осмотра металлических трубок на предмет точечной коррозии ищите красновато-коричневые отложения оксида железа и точечные выемки на поверхности металла.

Щелевая коррозия

Как и точечная коррозия, щелевая коррозия начинается с разрушения защитной оксидной пленки нержавеющей стали с дальнейшим образованием неглубоких выемок. Однако щелевая коррозия, как следует из названия, возникает не на виду, а в щелях.

В обычной жидкостной или газовой системе щели имеются между трубками и их опорами или хомутами, между соседними линиями трубопроводов, а также под слоем грязи и отложений, которые могут скапливаться на поверхностях. Избежать образования щелей в трубопроводных конструкциях практически невозможно, а узкие щели представляют собой большую опасность нарушения целостности нержавеющей стали. Щелевая коррозия возникает в результате диффузии морской воды в щель, что приводит к образованию агрессивной химической среды, в которой вызывающие коррозию ионы растворяются и не могут быстро диффундировать из щели. В такой ситуации коррозия может быстро распространиться по всей поверхности внутри щели.

Щелевую коррозию можно увидеть только после снятия хомута с установленной трубки. Важно помнить, что щелевая коррозия может возникать при более низких температурах, чем точечная коррозия, поскольку под геометрической щелью (например, под трубным хомутом) легче образуется «питтинг».

Предотвращение коррозии

Зачастую коррозию можно свести к минимуму благодаря обучению персонала, предоставив ему базовые знания о материалах.

Подбор материалов. Прежде всего уделите внимание подбору материалов для трубок, опор и хомутов. Трубки из нержавеющей стали 316 подходят во многих случаях при условии, что их содержат в чистоте, а температура не слишком высока. В теплом климате, особенно в местах, где быстро образуются отложения солей, и в ситуациях, когда ржавчина со строительных балок и пола из углеродистой стали скапливается на поверхностях нержавеющей стали, коррозия трубок из нержавеющей стали 316 наблюдается чаще.

В таких случаях лучше использовать трубки из супераустенитной (например, 6Mo или 6HN) или супердуплексной (например, 2507) нержавеющей стали, которые имеют гораздо более высокую стойкость к коррозии. Повышенный предел прочности на разрыв и предел текучести супердуплексной нержавеющей стали также упрощает создание систем с более высоким максимально допустимым рабочим давлением (МДРД). Во избежание дорогостоящих ошибок обратитесь в региональный авторизованный центр продаж и сервисного обслуживания Swagelok, где вам помогут подобрать подходящие продукты и материалы для вашей области применения.

Расположение и конструкция. Для предотвращения щелевой коррозии требуется тщательное проектирование системы для сведения к минимуму числа мест, в которых может возникнуть коррозия. Один из способов уменьшения количества щелей в системе трубок — избегать размещения трубок вплотную к стенам или друг к другу. При выявлении щелевой коррозии трубок из нержавеющей стали 316 можно заменить их трубками из более устойчивого к коррозии материала и смонтировать их при помощи недорогих трубных обжимных фитингов из нержавеющей стали 316. Компания Swagelok предлагает несколько сочетаний трубных обжимных фитингов из нержавеющей стали 316 с трубками из различных коррозионностойких сплавов.

Курс обучения — материаловедение и коррозия

Помимо этих простых мер рекомендованный подход к предотвращению коррозии включает в себя углубленное обучение и внедрение эффективной программы регулярного контроля коррозии. Компания Swagelok предлагает курс обучения материаловедению, который поможет инженерам, техническим специалистам и другим сотрудникам, участвующим в процессе подбора материалов, выбрать подходящие коррозионностойкие сплавы для жидкостных и газовых систем. Получение базового представления о коррозии — как она выглядит, где и по каким причинам возникает — теми, кто работает с трубными системами каждый день, может предотвратить разрушение материалов и дорогостоящий ремонт. Обратитесь в региональный центр продаж и сервисного обслуживания Swagelok и узнайте, как курс обучения материаловедению может помочь вашей организации в борьбе с коррозией.

ПОДРОБНЕЕ О КУРСЕ ОБУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ SWAGELOK