Melhore a segurança e economize com materiais otimizados

Por que a seleção otimizada de materiais para sistemas de fluidos pode ajudar a melhorar a segurança offshore e reduzir custos

Natalie Hagan, gerente de produto, Swagelok

A otimização de custos é uma das metas mais importantes para proprietários de plataformas offshore de petróleo e gás e embarcações flutuantes, perdendo apenas para garantir uma operação segura e compatível durante toda a vida útil da plataforma.

A priorização de ambos os objetivos pode ser alcançada pela especificação de materiais apropriados que podem ser usados ​​em uma ampla variedade de sistemas e componentes de fluidos em toda a plataforma. Por exemplo, tubos e conexões de tubos de aço inoxidável 316 oferecem boa resistência à corrosão e são uma escolha econômica em muitas aplicações de plataforma. Algumas aplicações mais desafiadoras, no entanto, exigirão maior resistência à corrosão oferecida por ligas mais robustas, como super austenítico 6-moly ou super duplex 2507, que vêm com um custo inicial mais alto.

Os ambientes offshore apresentam condições operacionais desafiadoras – e pode ser tentador especificar essas ligas mais robustas para todos os tubos e conexões em toda a plataforma. Mas, considerando os quilômetros de tubulação e milhares de conexões necessárias, essa escolha pode aumentar substancialmente os custos, proporcionando pouco ou nenhum benefício em aplicações que operam em condições mais brandas. Também é uma suposição comum que os materiais usados ​​para tubos e conexões de tubos devem corresponder, mas isso nem sempre é verdade ao usar dois materiais diferentes e compatíveis que podem resistir à corrosão galvânica.

Em vez disso, a especificação de combinações projetadas de aço inoxidável 316 e ligas mais robustas em toda a plataforma pode resultar em altos níveis de segurança e, ao mesmo tempo, ajudar a manter os custos gerenciáveis. Aqui está o que os proprietários devem saber sobre os tipos de corrosão que podem ocorrer em uma variedade de ambientes offshore e como aplicar um pouco de conhecimento da ciência dos materiais para fazer a seleção certa para sua plataforma específica:

Compreendendo a ameaça de corrosão

Os tubos e conexões de tubos que compõem várias aplicações de plataforma - skids de injeção química, unidades de energia hidráulica, terminações umbilicais de topside, painéis de controle de cabeça de poço e muito mais - são, respectivamente, suscetíveis a diferentes formas de corrosão. A tubulação pode sucumbir à corrosão por pites e fendas, e os encaixes dos tubos podem ser ameaçados pela corrosão por rachaduras por tensão. Cada um desses tipos pode resultar em falha do tubo ou conexão e, em última análise, um vazamento que pode ser uma ameaça significativa à segurança do seu pessoal.

Corrosão por pites e fendas na tubulação

A corrosão por pites e fendas ocorre na superfície da tubulação em áreas concentradas onde a camada protetora de óxido rico em cromo do metal se rompe devido à exposição a cloretos comumente encontrados em água salgada.

A corrosão por pites aparece como pequenas cavidades, ou pites, na superfície do metal. A corrosão em fresta é essencialmente o mesmo fenômeno, mas está concentrada em frestas apertadas – mais comumente entre a tubulação e as braçadeiras de tubo, sob sujeira e depósitos nas superfícies dos tubos ou entre trechos de tubulação adjacentes.

Materiais robustos com temperaturas críticas de corrosão (CPT) e temperaturas críticas de corrosão em fenda (CCCT) mais altas, como ligas de 6 molibdênio 254 ou 6HN (UNS N08367), liga super duplex 2507 ou ligas de níquel 825, 625, C-276 ou 400 , são uma boa defesa contra essas ameaças de corrosão. Grampos de plástico também podem ser usados ​​para ajudar a mitigar a corrosão em frestas. Alguns novos grampos de plástico que permitem a drenagem de líquidos também podem ser usados.

Quebra por corrosão por estresse por cloreto (SCC)

O SCC pode se tornar um problema predominante em ambientes com alto teor de cloreto quando as conexões de tubo estão sob tensão de tração, especialmente quando são usadas conexões de tubo de baixo grau. O conjunto da conexão e a pressurização do sistema podem causar a formação de uma rachadura de tensão na porca da conexão. Os cloretos podem então fazer com que essas rachaduras se ramifiquem e proliferem. Eventualmente, a porca pode falhar ao se abrir, às vezes de repente.

As mesmas ligas mais robustas que podem reduzir a probabilidade de corrosão por pites e fendas também podem ajudar a reduzir o risco de CSCC. No entanto, 316 SS de alta qualidade que é formulado com teor elevado de níquel (mínimo de 12%) e cromo (mínimo de 17%), que excede os requisitos mínimos dos padrões ASTM aplicáveis, pode ser tão eficaz em ambientes corrosivos leves e moderados, proporcionando uma maneira de os proprietários otimizarem os custos enquanto mantêm os sistemas seguros.

Otimizando sua especificação

Sabendo como os diferentes tipos de corrosão afetam tubos e conexões de tubos, respectivamente, e os tipos de materiais que podem resistir de forma confiável a cada tipo de corrosão, uma solução se torna clara:tubos de liga robustos combinados com conexões de tubos 316 SS de alta qualidade podem fornecer corrosão confiável e com custo otimizado controle e maior segurança do sistema.

Existem algumas outras qualidades a serem consideradas ao selecionar conexões para tubos. Além dos teores elevados de níquel e cromo em 316 SS, os proprietários devem procurar conexões para tubos com ponteiras endurecidas que criem um aperto de tubo robusto e confiável. Isso ajuda a criar uma vedação à prova de vazamentos e oferece excelente resistência à vibração. Para ajudar a verificar o desempenho, peça ao seu fornecedor para fornecer relatórios de teste dessa combinação de conexão e tubulação. Também pode ser aconselhável perguntar sobre os controles de qualidade que estão em vigor durante a fabricação para garantir a qualidade e o desempenho.

Finalmente, tenha em mente a importância dos métodos de instalação adequados. Mesmo que seus materiais tenham sido otimizados, uma má instalação pode afetar negativamente o desempenho. Certifique-se de que os técnicos da plataforma saibam como manusear adequadamente a tubulação e montar as conexões de tubo para garantir uma operação confiável e à prova de vazamentos. Seu fornecedor pode oferecer oportunidades de treinamento para aprimorar o conhecimento de seu pessoal.

Em última análise, a seleção de uma combinação projetada de materiais para sistemas de fluido de plataforma dependerá de suas condições operacionais e ambientais, suas preferências, tolerância ao risco e seu orçamento. Mas há uma variedade de ambientes operacionais onde a oportunidade de economizar custos em suas conexões pode ser feita com segurança com o fornecedor certo.

Interessado em aprender mais sobre a seleção de materiais e combinações corretas para seus sistemas de fluidos offshore? Entre em contato para descobrir como a Swagelok pode ajudá-lo a otimizar os materiais hoje mesmo.