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材料至关重要:选择合适的耐腐蚀材料

材料至关重要:选择合适的耐腐蚀材料

2019年3月19日 | Behram Ginwalla

海上平台可能拥有近 50,000 英尺的管道系统、20,000 多个流体系统元件、不低于 10,000 个接头以及高达 8,000 个机械式连接。这就是为什么在选择材料时选择耐腐蚀金属如此重要的原因。

在指定材料以帮助控制腐蚀时,需要从多方面考虑。许多因素甚至超出了材料本身。尽管初始质量是出发点,但专业知识与技术支持相结合会让材料与众不同。

质量控制措施general (uniform) corrosion

几乎每种金属在一定条件下都会腐蚀。(图 1)。当金属原子被流体氧化时会发生腐蚀,从而导致金属表面的材料损失。这会减小卡套管等元件的厚度,并使其更易于引发机械故障。可能会发生多种类型的腐蚀,并且每种类型的腐蚀都会构成威胁,因此在为您的应用选择最理想的材料时必须对其进行评估

尽管材料的化学成分会影响耐腐蚀性,但减少因材料缺陷而引起的失效的最重要因素之一是所使用材料的整体质量。从棒材的资格认证到元件的最终检验,质量应该是每个环节不可或缺的一部分。 

材料过程控制与检验

ASTM-spcification

防止出现问题的最佳方法是在发生问题之前发现问题。一种方法是确保供应商采取严格的质量控制措施来防止腐蚀,即始于过程控制和出厂料棒材检验。可以采取多种方式检验,从在视觉上确保材料无任何表面缺陷到到进行专门的测试, 以检测材料对腐蚀的敏感性。

供应商可以帮助您验证材料适用性的另一种方法是检查材料成分中特定元素的含量。对于耐腐蚀性、强度、可焊性和延展性而言,起点是优化合金的化学成分。例如,316 不锈钢中的镍 (Ni) 和铬 (Cr) 含量高于 ASTM 国际® (ASTM) 标准规范所规定的最低要求,使材料具有更出色的耐腐蚀性。  供应商应始终提供材料的化学成分,并表明成分符合国际标准组织 (ISO) 和 ASTM 发布的标准(图 2)。

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在生产过程中

理想情况下,供应商应在生产过程中的每个步骤检验元件。第一步是验证是否遵循了正确的生产作业指导书。制造元件后,进一步的实验应确认已正确制作零件,无视觉缺陷或其他可能妨碍性能的缺陷。额外的实验应确保元件按预期运行且密封良好。

材料科学专业知识

了解到材料和生产的元件达到或超过性能标准后,下一步是做出正确的选择, 以解决您的操作环境中不可或缺的问题。这是一家具有材料科学基础的可信赖供应商才能作出的独具匠心的选择。 

在技术方面,考虑机械性能和材料兼容性等因素可以帮助您了解如何做出正确选择。.

机械性能

材料的机械性能包括屈服强度和抗拉强度(图 3)。  高强度材料可用于制造必须在高压下可靠工作的元件。


材料兼容性

腐蚀可能是一个代价高昂的问题。据美国腐蚀工程师协会 (NACE) 估算,整个石油和天然气生产行业的年腐蚀总成本为 13 亿美元。不过,如果您可以从视觉上识别腐蚀并了解查找腐蚀的位置,则可以将风险降至最低。更好的是,如果工程师能够预测腐蚀并选择最合适的材料,会改善系统完整性、资产寿命、性能和安全性。

采取以下措施降低腐蚀对应用的影响:
  • 确定腐蚀类型 - 腐蚀外观、发生的位置以及腐蚀原因
  • 选择耐腐蚀材料
  • 最大限度地减少可能发生缝隙腐蚀的位置,并减少与不相容金属的接触
  • 指定从支承件和夹子到卡套管本身的每个组件,以减少潜在的腐蚀 

持续支持

然而,安装由优质材料制成的流体系统元件才只是开始。为确保您的应用寿命,采购后获得持续支持同样至关重要。务必选择了解您所面临挑战且能够推荐和支持保护您材料投资的解决方案的供应商。

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