Otimize a Seleção de Materiais para Sistemas de Fluidos Offshore: Aumente a Segurança e Reduza Custos

Por Que a Seleção Otimizada de Materiais de Sistemas de Fluidos Pode Ajudar a Melhorar a Segurança Offshore e Reduzir Custos

Natalie Hagan, Gerente de Produto, Swagelok

A otimização de custos é um dos objetivos mais importantes para proprietários de plataformas de óleo e gás offshore e navios flutuantes — segundo apenas a garantir operação segura e em conformidade durante a vida útil da plataforma.

Priorizar ambos os objetivos pode ser realizado especificando materiais apropriados que podem ser usados em uma ampla gama de sistemas de fluidos e componentes em toda a plataforma. Por exemplo, tubulação e conexões de tubo 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, requererão resistência à corrosão aprimorada oferecida por ligas mais robustas como super austenítico 6-moly ou super duplex 2507, que vêm com um custo inicial mais alto.

Ambientes offshore apresentam condições operacionais desafiadoras — e pode ser tentador especificar essas ligas mais robustas para toda a tubulação e conexões em toda a plataforma. Mas dada as milhas de tubulação e milhares de conexões requeridas, esta escolha pode aumentar substancialmente os custos enquanto fornece pouco ou nenhum benefício em aplicações que operam sob condições mais brandas. Também é uma suposição comum de que materiais usados para tubulação e conexões de tubo devem combinar, mas isso nem sempre é verdade quando se usam dois materiais diferentes, compatíveis, que podem resistir à corrosão galvânica.

Em vez disso, especificar combinações projetadas de 316 SS e ligas mais robustas em toda a plataforma pode resultar em altos níveis de segurança enquanto ajuda a manter 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 de ciência dos materiais para fazer a seleção certa para sua plataforma específica:

Entendendo a Ameaça da Corrosão

A tubulação e conexões de tubo que compõem várias aplicações de plataforma — skids de injeção química, unidades de potência hidráulica, terminações umbilicais de topside, painéis de controle de cabeçote de poço e mais — são respectivamente suscetíveis a diferentes formas de corrosão. A tubulação pode sucumbir a corrosão por pites e fendas, e conexões de tubo podem ser ameaçadas por trincas por tensão de corrosão. Cada um destes tipos pode resultar em falha de tubo ou conexão, e, finalmente, um vazamento que pode ser uma ameaça significativa de segurança para seu pessoal.

Corrosão por Pites e Fendas na Tubulação

Corrosão por pites e fendas ocorre na superfície da tubulação em áreas concentradas onde a camada protetora de óxido rica em cromo do metal se degrada 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 por fendas é essencialmente o mesmo fenômeno mas concentrada em fendas apertadas — mais comumente entre tubulação e braçadeiras de tubo, sob sujeira e depósitos em superfícies de tubos, ou entre trechos de tubulação adjacentes.

Materiais robustos com Temperaturas Críticas de Pites (CPT) e Temperaturas Críticas de Corrosão por Fendas (CCCT) mais altas, como ligas 6-moly 254 ou 6HN (UNS N08367), super duplex liga 2507, ou ligas de níquel 825, 625, C-276 ou 400, são uma boa defesa contra estas ameaças de corrosão. Braçadeiras plásticas também podem ser usadas para ajudar a mitigar corrosão por fendas. Algumas novas braçadeiras plásticas que permitem drenagem de líquidos também podem ser usadas.

Trincas por Tensão de Corrosão por Cloretos (SCC)

SCC pode se tornar um problema prevalente em ambientes de alto cloreto quando conexões de tubo estão sob tensão de tração, especialmente quando conexões de tubo de grau inferior são usadas. Montagem da conexão e pressurização do sistema podem causar uma trinca de tensão se formar na porca da conexão. Cloretos podem então fazer estas trincas se ramificarem e proliferarem. Eventualmente, a porca pode falhar trincando aberta, às vezes repentinamente.

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 níquel elevado (mínimo 12%) e cromo (mínimo 17%), que excede os requisitos mínimos dos padrões ASTM aplicáveis, pode ser igualmente eficaz em ambientes levemente e moderadamente corrosivos, fornecendo uma maneira para proprietários otimizarem custo enquanto mantêm sistemas seguros.

Otimizando Sua Especificação

Sabendo como diferentes tipos de corrosão impactam tubos e conexões de tubo respectivamente, e os tipos de materiais que podem resistir confiavelmente a cada tipo de corrosão, uma solução se torna clara: Tubulação de liga robusta combinada com conexões de tubo 316 SS de alta qualidade pode fornecer controle de corrosão custo-otimizado confiável e segurança de sistema aprimorada.

Existem algumas outras qualidades a considerar ao selecionar conexões de tubo. Além de teores elevados de níquel e cromo em 316 SS, proprietários devem procurar conexões de tubo com anilhas endurecidas que criam um aperto de tubo robusto e confiável. Isso ajuda a criar uma vedação livre de vazamentos e fornece excelente resistência à vibração. Para ajudar a verificar desempenho, peça ao seu fornecedor para fornecer relatórios de teste daquela combinação de conexão e tubulação. Também pode ser sábio indagar sobre controles de qualidade em vigor durante a fabricação para garantir qualidade e desempenho.

Finalmente, lembre-se da importância de métodos adequados de instalação. Mesmo se seus materiais foram otimizados, uma instalação ruim pode impactar negativamente o desempenho. Garanta que técnicos da plataforma saibam como manusear adequadamente a tubulação e montar conexões de tubo para garantir operação confiável e livre de vazamentos. Seu fornecedor pode ser capaz de oferecer oportunidades de treinamento para aprimorar o conhecimento de seu pessoal.

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

Interessado em saber mais sobre a seleção e combinações certas de materiais para seus sistemas de fluidos offshore? Entre em contato para descobrir como a Swagelok pode ajudar você a otimizar materiais hoje.