孔食と隙間腐食

孔食と隙間腐食:違いの特定

環境との化学的相互作用によるエンジニアリング材料の劣化である腐食は、非常にコストのかかる問題です。チューブシステムのチェックされていない腐食による損傷は、オフショアおよびニアショアアプリケーションの利益損失の主な原因であり、毎年数十億ドルの費用がかかります.企業が何を探すべきかを知っていて、手遅れになる前に腐食のリスクを軽減するための予防措置を講じている限り、腐食を防ぐことができます。

世界中で使用されているほぼすべての金属は、特定の状況下で腐食します。石油およびガス用途、特にオフショアでの腐食を防止するために講じることができる手順があります。これらの手順では、さまざまな種類の腐食とその原因についての基本的な理解が必要です。腐食を探す場所を知ることで、石油掘削装置や製油所のリスクを最小限に抑えることができ、時間と費用を大幅に節約できます。

オフショアおよびニアショア環境に適した素材を見つけることに興味がありますか? Swagelok の材料選択ガイドを使用して、腐食を制御するための措置を講じてください。

腐食が発生する仕組み

腐食は、金属原子が流体によって酸化されると発生し、金属表面の材料が失われます。結果として生じる材料の損失により、全体的な腐食の影響を受ける炭素鋼および低合金鋼で作られたコンポーネントの肉厚が減少し、機械的故障が発生しやすくなります。

金属管システムは、分析およびプロセス計装、油圧ライン、制御およびユーティリティ アプリケーションに最もよく使用されます。石油およびガス用途で使用される多くの工業金属は、10% 以上のクロムを含むステンレス鋼で作られています。後者は、金属を腐食から保護する酸化物層を形成するのに役立ちます。ただし、環境条件によって層が破壊されると、ステンレス鋼の腐食が発生します。

特定の状況下では、ほぼすべての金属が腐食します。たとえば、さびは、鉄の腐食と酸化鉄の形成に起因する、炭素鋼の腐食の一般的に発生する副産物です。しかし、他の多くの種類の腐食が存在します。それぞれのタイプは、用途に最適な材料を選択する際に評価する必要がある固有の脅威をもたらします。

一般的な種類の腐食の特定

石油およびガス設備に大損害を与える可能性のある腐食には、さまざまな種類があります。多くのタイプの腐食は、金属の化学組成と動作環境に固有のものです。この記事では、ステンレス鋼の局部腐食の 2 つの形態、孔食と隙間腐食に焦点を当てます。

孔食

ステンレス鋼の表面の保護酸化層が壊れて、その下の裸の金属が破壊されると、孔食が発生します。腐食性の水溶液が存在すると、酸化により電子が失われやすくなります。この電気化学反応は、小さな空洞、つまり「ピット」の形成を開始します。

通常は完全な目視検査で検出できますが、これらの穴はチューブの壁全体に穴を開けるほど深く成長する可能性があります。孔食は、引張応力がかかった構成部品の亀裂の開始を促進することもあります。堆積した塩水滴からの蒸発によって生じる環境など、塩化物濃度が高い環境では、特に高温で孔食が発生しやすくなります。

金属チューブの孔食を検査するときは、赤褐色の酸化鉄の堆積物と、金属表面に形成された可能性のある孔を探します。

隙間腐食

孔食と同様に、隙間腐食はステンレス鋼の保護酸化膜の破壊から始まり、形成を続けます。浅いピットの。しかし、隙間腐食は、その名の通り、目に見えるところで発生するのではなく、隙間で発生します。

典型的な流体システムでは、チューブとチューブ サポートまたはクランプの間、隣接するチューブの間、および表面に蓄積した可能性のある汚れや堆積物の下に隙間が存在します。隙間は、チューブの取り付けで回避することは事実上不可能であり、狭い隙間はステンレス鋼の完全性にとって最大の危険の 1 つです。隙間腐食は、海水が隙間に拡散するときに発生し、腐食の原因となるイオンが隙間から容易に拡散できない化学的に攻撃的な環境をもたらします。このようなシナリオでは、隙間内の表面全体が急速に腐食する可能性があります。

隙間腐食は、取り付けられたチューブからチューブ クランプを取り外したときにのみ目視で確認できます。隙間腐食は孔食よりも低い温度で発生する可能性があることを覚えておくことが重要です。これは、幾何学的な隙間 (チューブ クランプなど) の下に「ピット」を作成するのに必要な労力が少ないためです。

腐食を防ぐ方法

腐食は、多くの場合、基本的な材料知識を従業員に教育することで最小限に抑えることができます:

材料の選択:まず、チューブ自体からチューブ サポートおよびクランプまで、チューブ アプリケーションの材料の選択を検討します。タイプ 316 ステンレス鋼チューブは、清潔に保たれ、温度が過度に高くない限り、多くの設備でうまく機能します。温暖な気候、特に塩の堆積物が形成されやすい場所や、炭素鋼の構造梁や床からの錆がステンレス鋼の表面に蓄積する場所では、タイプ 316 ステンレス管の腐食がより容易に観察されます。

このような状況では、スーパーオーステナイト (6Mo または 6HN など) またはスーパーデュプレックス (2507 など) ステンレス鋼のチューブは、はるかに優れた耐食性を提供します。スーパーデュプレックス ステンレス鋼の降伏強度と引張強度が高いため、より高い最大許容使用圧力 (MAWP) に定格する必要があるシステムの構築も容易になります。適切な製品と材料の選択については、Swagelok 販売およびサービス センターでご案内します。

配置と設計:隙間腐食が発生する可能性のある場所の数を最小限に抑えるために、腐食防止には慎重なシステム プラクティスが必要です。チューブ システムの隙間を減らす方法の 1 つは、チューブを直接壁や互いに対して配置しないようにすることです。タイプ 316 ステンレス スチール チューブの隙間腐食が観察された場合、タイプ 316 チューブをより耐食性の高いチューブに交換できます。このチューブは、費用対効果の高いタイプ 316 チューブ継手で取り付けることができます。 Swagelok では、タイプ 316 ステンレス鋼製チューブ継手とさまざまな耐食性合金製のチューブを組み合わせて設計された製品をいくつか提供しています。

腐食および材料科学トレーニング

これらの単純な対策を超えて、腐食を防止するための最善のアプローチには、詳細なトレーニングと、定期的かつ堅牢な腐食監視プログラムの実施が含まれます。スウェージロックでは、エンジニア、テクニカル アソシエイト、および材料選択プロセスに携わるすべての人に、流体システムに適した耐食性合金の選択方法を教える材料科学トレーニングを提供しています。腐食がどのように見えるか、どこで発生し、どのような理由で発生するかなど、腐食の基本的な理解を日々チューブシステムで作業する人々の間で構築することで、材料の破損や費用のかかる修理を防ぐことができます。材料科学トレーニング プログラムが組織の腐食対策にどのように役立つかについては、最寄りのスウェージロック セールスおよびサービス センターにお問い合わせください。