PREN 値を使用してチューブ材料の選択を最適化する方法

耐腐食性を備えているにもかかわらず、海洋環境に設置されたステンレス鋼チューブは、その予想される耐用年数を通じてさまざまな種類の腐食を受けます。 このような腐食は、漏洩排出、製品の損失、および潜在的なリスクにつながる可能性があります。 オフショアプラットフォームの所有者とオペレーターは、より優れた耐食性を提供するより堅牢なチューブ材料を指定することで、最初から腐食のリスクを軽減できます。 その後、腐食が設置されたチューブの完全性を脅かし、安全性に影響を与えていないことを確認するために、化学薬品注入ライン、油圧ライン、導圧ライン、プロセス計装および感知装置の検査において常に警戒を続ける必要があります。

局所的な腐食は、多くのプラットフォーム、船舶、船舶、海洋施設の配管で見られます。 このような腐食は、孔食または隙間腐食の形で発生する可能性があり、いずれもチューブの壁を侵食し、流体の放出につながる可能性があります。

アプリケーションの動作温度が上昇すると、腐食のリスクが高くなります。 熱によりチューブの外側保護不動態酸化膜の破壊が促進され、孔食の形成が促進されることがあります。

残念ながら、局所的な孔食や隙間腐食は検出が難しい場合があり、この種の腐食を特定、予測、設計することがより困難になります。 これらのリスクを考慮して、プラットフォームの所有者、オペレーター、および指定者は、アプリケーションに最適なチューブ材料を選択する際に適切な注意を払う必要があります。 材料の選択は腐食に対する防御の第一線であるため、正しく選択することが重要です。 幸いなことに、彼らは選択を行うために、孔食抵抗当量数 (PREN) として知られる局部腐食に対する耐性の非常にシンプルでありながら非常に効果的な尺度を使用することができます。 金属の PREN 値が高いほど、局所的な腐食に対する耐性が高くなります。

この記事では、孔食や隙間腐食を認識する方法と、材料の PREN 値に基づいて海洋石油およびガス用途向けのチューブ材料の選択を最適化する方法について説明します。

局所的な腐食は、金属の表面全体に均一な全体的な腐食と比較して、狭い領域で発生します。 316 ステンレス鋼チューブでは、塩水などの腐食性流体にさらされて金属の外側のクロムを多く含む不動態酸化膜が破壊され、孔食と隙間腐食の両方が発生し始めます。 塩化物が豊富な沖合および陸上の海洋環境、高温、さらには配管表面の汚染により、この不動態皮膜が劣化する可能性が高くなります。

孔食。 チューブ上の不動態皮膜が破壊されると、孔食が進行し、チューブの表面に小さな空洞またはピットが形成されることがあります。 このようなピットは、電気化学反応が起こるにつれて成長し、金属中の鉄がピットの底の溶液に溶解する可能性があります。 溶解した鉄はピットの上部に向かって拡散し、酸化して酸化鉄や錆が生成されます。 ピットが深くなるにつれて電気化学反応が加速し、腐食が増加し、チューブの壁に穴が開いて漏れが発生する可能性があります。

チューブの外面が汚染されていると、チューブの孔食が発生しやすくなります (図 1)。 たとえば、溶接や研削作業による汚染により、チューブの不動態酸化層が遮断され、孔食が発生して加速する可能性があります。 単にチューブを扱った場合の汚染についても同様です。 さらに、塩水滴が蒸発するときにチューブ上に形成される湿った塩の結晶は、保護酸化層に同じ影響を与え、孔食を引き起こす可能性があります。 このような種類の汚染を防ぐために、チューブを定期的に真水ですすいで清潔に保ちます。

図 1—酸、塩水、その他の堆積物によって汚染された 316/316L ステンレス鋼チューブは、孔食を形成しやすくなります。