Faktorer som påvirker korrosjonsmotstanden til gassrør i rustfritt stål

Servicemiljøfaktorer inne i gassrør i rustfritt stål

For rør av rustfritt stål som fører gass, starter de mest skadelige korrosjonsscenariene vanligvis når en ledende væskefase dannes på rørveggen. Uten en elektrolytt (vanligvis vann), bremser de fleste interne korrosjonsmekanismer dramatisk.

Vanntilstedeværelse og gassduggpunkt

Gratis vann er den muliggjørende betingelsen for mest innvendig korrosjon. Selv om gass forlater en plante "tørr", kan temperaturfall langs ruten tvinge vannet til å kondensere hvis vannets duggpunkt ikke er tilstrekkelig kontrollert. Bransjeveiledning legger vekt på dehydrering for å redusere gassduggpunktet og fjerne forholdene som fremmer korrosjon.

• Forstyrrelser som introduserer våt gass (eller tillater kondensering) konsentrerer risikoen ved lave punkter, døde ben og nedstrøms for kjøling.
• Små mengder vann kan være nok hvis de står stille og samler opp salter, jern eller bakterier.

Sure gasser, oksygen og salter som "aktiverer" lokalisert angrep

Når vann er tilstede, driver oppløste arter alvorlighets- og feilmodusen:

• Klorider (fra produsert vannoverføring, hydrotestvann, inntrengning av kystluft eller rensevæsker) er den vanligste utløseren for grop-/sprekkekorrosjon og kloridspenningskorrosjon.
• CO₂ senker pH i kondensert vann (karbonsyre) og kan øke generell korrosjonsrisiko i blandede metallsystemer; oksygeninntrenging kan ytterligere akselerere korrosjon i våte områder.
• H2S endrer oppsprekkingsfølsomhet og materialkvalifikasjonskrav i sure miljøer; materialbruk er vanligvis regulert av MR0175/ISO 15156.

Praktisk takeaway: kontroller prosessen slik at indre overflater ser tørr gass og minimal saltavsetning ; når det ikke kan garanteres (start-ups, pigging, hydrotester eller off-spec gass), blir materialvalg og fabrikasjonskvalitet avgjørende.

Legeringskjemi og karaktervalg: hvorfor "rustfritt" ikke er ett materiale

Rustfritt stål motstår korrosjon fordi det dannes en tynn kromoksid-passiv film på overflaten. Ved kloridholdig fukting er forskjellen mellom "tilstrekkelig" og "høy" motstand ofte dominert av innhold av krom (Cr), molybden (Mo) og nitrogen (N), som ofte sammenlignes med Pitting Resistance Equivalent Number (PREN).

Bruker PREN for å sammenligne grop-/spaltemotstand

PREN ≈ %Cr (3,3 × %Mo) (16 × %N) . Høyere PREN indikerer generelt forbedret motstand mot kloriddrevet gropdannelse og sprekkkorrosjon (et nøkkelproblem når våt gass eller saltkondensat er mulig).

Praktisk takeaway: hvis fukting med klorider er troverdig (kondensat, hydrotestrester, kysteksponering, produsert vannoverføring), bør karaktervalg baseres på lokalisert korrosjon og SCC-margin , ikke bare "rustfritt vs karbonstål."

Temperatur, klorider og stress: SCC "tripwire" for gassrør

Kloridspenningskorrosjonssprekker (Cl-SCC) krever tre forhold samtidig: strekkspenning (restsveisespenning kan være nok), klorider på en fuktet overflate og forhøyet temperatur. I praksis er temperatur faktoren som ofte gjør en håndterbar groprisiko til en sprekkrisiko.

En praktisk terskel: 60 °C (150 °F) veiledning

Når rustfritt stål er helt nedsenket, er det sjelden å se klorid SCC under ca. 60 °C (150 °F) . Over dette området øker følsomheten kraftig, og selv relativt lave kloridnivåer kan bli problematiske - spesielt med våt/tørr sykling som konsentrerer salter på overflaten.

Kontroller som fungerer i ekte rørsystemer

• Hold metalltemperaturer under det SCC-sensitive regimet der det er mulig (isolasjonsdesign, ruting og unngå hot spots).
• Reduser klorideksponeringen under hydrotest/igangkjøring og sørg for grundig drenering og tørking (restfilmer kan sette i gang groper som senere utvikler seg til sprekker).
• Hvis temperatur og våte klorider ikke kan unngås på en pålitelig måte, spesifiser dupleks/super dupleks eller høyere legerte materialer (og kvalifiser dem til gjeldende sur/service-standarder der det er relevant).

Sveising, varmefarge og overflatetilstand: hvordan fabrikasjon kan slette korrosjonsmotstand

For gassrør i rustfritt stål spores mange "mystiske" korrosjonsproblemer tilbake til fabrikasjon: varmefarge, innebygd jern, dårlig rensing på ID, grov etterbehandling og ufullstendig rengjøring/passivering. Disse problemene skaper svake punkter der det passive laget er skadet eller ikke kan reformeres jevnt.

Varmefarge og oksidavleiring etter sveising

Varmefarge er mer enn misfarging: det indikerer en oksidert overflate og ofte et kromfattigt lag på overflaten. Hvis den blir stående på plass, kan den redusere lokalisert korrosjonsmotstand markant akkurat der restspenningene er høyest (den varmepåvirkede sonen og sveisetåen).

Sylting og passivering (og hvorfor begge deler betyr noe)

Beising fjerner sveiseskala/varmefarge og det skadede overflatelaget; passivering fremmer en robust passiv film. Standarder som ASTM A380 (rengjøring/avkalking/passiveringspraksis) og ASTM A967 (kjemisk passiveringsbehandling) brukes ofte for å definere akseptable prosesser og verifisering.

• Bruk riktig ID-rensing for å forhindre kraftig intern oksidasjon på rørsveiserøtter (spesielt kritisk for gassrør hvor intern tilgang er begrenset etter montering).
• Fjern jernforurensning fra slipeverktøy eller kontakt med karbonstål (jernoppsamling kan "ruste" på overflaten og initiere underavsetningsangrep).
• Spesifiser akseptkriterier for sveisefinish (glatte overganger, minimale sprekker) fordi geometri driver sprekkkjemi og avleiringsretensjon.

Design- og installasjonsdetaljer som driver korrosjonsytelse

Selv med riktig karakter og god sveising avgjør designdetaljer om korrosive væsker og avleiringer samler seg, om oksygen kan trenge inn og om galvaniske par fremskynder angrepet.

Unngå sprekker, døde ben og væskefeller

• Skråningslinjer er praktiske og gir dreneringspunkter på lave steder for å forhindre stillestående kondens.
• Minimer døde ben og avkortet grener; stillestående vann er en vanlig driver for mikrobiologisk påvirket korrosjon (MIC).
• Bruk paknings-/koblingsdesign som ikke skaper vedvarende sprekker der kloridrike saltvann konsentreres.

Galvaniske interaksjoner og blandede metaller

Hvis rustfritt stål er elektrisk koblet til mindre edle metaller (f.eks. karbonstål) og en elektrolytt er tilstede, kan galvanisk korrosjon akselerere angrepet på den mindre edle komponenten og konsentrere avleiringer ved krysset – og skape lokal korrosjonsrisiko også for rustfritt stål. Isolasjonsstrategier (dielektriske koblinger, nøye jordingsdesign og unngåelse av "våte" veikryss) reduserer denne risikoen.

Operasjoner, hydrotesting og MIC: de "skjulte" faktorene som bestemmer langsiktig motstand

Mange korrosjonsfeil i rustfrie gassrør utløses ikke under stabil drift, men under igangkjøring, hydrotesting, nedstengninger eller prosessforstyrrelser som introduserer vann og etterlater rester.

Hydrotest vannkvalitet og tørkedisiplin

Hydrotest og spylevann kan introdusere klorider og mikrober. Praktisk bransjeveiledning anbefaler vanligvis vann med lavt kloridinnhold (ofte ~50 ppm klorid som en konservativ målestokk) og legger vekt på rengjøring, drenering og tørking slik at stillestående vann ikke forblir inne i røret.

MIC-risiko når vannet står stille

Mikrobiologisk påvirket korrosjon (MIC) kan oppstå i stillestående vann – selv ved relativt beskjedne kloridnivåer – og har blitt dokumentert i rustfrie systemer der linjer ble stående udrenerte etter hydrotesting. Den umiddelbare kontrollen er operativ: ikke la stillestående vannfilmer, og unngå lange stillestående hold uten biocid-/kontrolltiltak der det er tillatt i din prosess og forskrifter.

1. Definer en igangkjøringssekvens som avsluttes med full drenering, tørrgassutblåsing (eller tilsvarende), og verifisering av tørrhet.
2. Kontroller oksygeninntrengning under nedetid (teppe, tett isolasjon og lekkasjehåndtering) fordi oksygen i våte områder akselererer angrepet.
3. Inspiser de mest sårbare stedene først: lavpunkter, døde ben, nedstrøms for kjølere og sveisetunge spoler.

Praktisk beslutningstabell: faktor, feilmodus og hva du skal gjøre med det

Siste takeaway: gassrør i rustfritt stål yter best når du behandler korrosjonsmotstand som en systemegenskap – prosesstørrhet, kloridhåndtering, valg av legeringer (PREN/SCC-margin), fabrikasjonskvalitet og væskehåndteringsdesign må alle være på linje.

Referanser brukt for datapunkter og terskler

• SSINA: Kloridspenningskorrosjonssprekker (sjelden under ~60 °C når den er helt nedsenket).
• Unified Alloys: PREN-formel og eksempel PREN-serier (PREN-ligning og typiske områder for vanlige karakterer).
• PHMSA rapport: Rørledningskorrosjon (dehydrering og duggpunktkontroll for å fjerne forhold som fremmer korrosjon).
• GRI: Intern Corrosion Direct Assessment of Gas Pipelines (duggpunktdefinisjon og vannkondenseringsmekanisme).
• TWI: Gjenopprette korrosjonsegenskaper etter sveising (fjern varmefargeoksid og kromfattige lag).
• Nikkelinstituttet teknisk merknad: Beising og passivering (ASTM A380/A967 referanser og formål).
• Nickel Institute: MIC case eksempler i rustfritt stål etter hydrotesting (stillestående vann som rotårsak).
• NACE MR0175 / ISO 15156-1 (sur tjenestekontekst og H₂S-relaterte forholdsregler).