Применение различных дуплексных стальных труб в оффшорной инженерии

Оффшорная инженерия, как специализированная область, характеризующаяся высоким риском и высокой коррозией, предъявляет строгие требования к характеристикам материалов. Двухшпиндельная труба нержавеющей стали, со своей превосходной коррозионной устойчивостью, высокопрочным, и хорошим велдабилиты, была материалом выбора для критических объектов как оффшорные платформы, подводные трубопроводы, и системы очистки морской воды. В данной статье анализируется практическое применение различных типов дуплексных стальных труб в морском машиностроении на основе конкретных тематических исследований.

1. Применение двухшпиндельной стальной трубы 2205 в системе охлаждения морской воды морской нефтяной платформы

Система охлаждения морской воды морской нефтяной платформы на Ближнем Востоке уже давно сталкивается с проблемами из-за высоких концентраций соли, высоких температур и коррозии хлорид-ионов. Традиционные трубы из нержавеющей стали 316L из-за точечной и щелевой коррозии требуют частой замены, что приводит к высоким расходам на техническое обслуживание.

Решение: двухшпиндельная стальная труба 2205 (УНС С32205) была использована для замены первоначальных труб 316Л. Сталь 2205 содержит 22% хрома, 5% никеля и 3% молибдена. Своя структура дуплекса феррит-аустенита дает ему значение (PREN) сопротивления питтинга соответствующее превышая 33, значительно более высоко чем 25 для 316L.

Валидация: После пяти лет эксплуатации инспекции платформы не выявили видимой коррозии на внутренней стенке трубопровода 2205, в то время как трубопровод 316L, который не был заменен в течение того же периода, имел локализованную глубину питтинга до 1,2 мм. Кроме того, труба 2205 примерно в два раза прочнее, чем 316L, что позволяет использовать более тонкие стенки и примерно на 15% снизить вес при том же уровне давления, экономя пространство полезной нагрузки платформы.

II. Применение супер стали дуплекса 2507 в Deepsea трубопроводах нефти и газ

История вопроса: Проект глубоководного нефте-и газопровода на нефтяном месторождении в Норвежском Северном море требовал трубопроводов, устойчивых к высокому давлению и сульфидному растрескиванию (SSC). Глубина воды превысила 1200 метров, а среда содержала H2S (парциальное давление 0,05 psi) и CO₂ (концентрация 3%).

Решение: Супер дуплексная сталь 2507 (УНС С32750) была выбрана. Он содержит хромий 25%, молибден 4%, и 0,25% азота, приводящ в ПРЕН значении превышая 40 и превосходном сопротивлении к водородн-индуцированному трескать (HIC). Трубопровод прошел испытания HIC и SSC по стандарту API 5L и соответствует спецификации DNVGL-OS-F101 для подводных трубопроводов.

Фактическая производительность: Данные мониторинга в течение трех лет после ввода в эксплуатацию показывают, что труба 2507 не подвержена коррозии или механической деградации в средах высокого давления (12 МПа) и низких температур (4 ° C). По сравнению с обычной дуплексной сталью 2205, 2507 имеет примерно в три раза больше срока службы в средах, содержащих H₂ S, что значительно снижает риски технического обслуживания при глубоководных операциях.

III. Применение экономной двухшпиндельной стали 2304 в системах судовых балластных вод

История дела: Система балластных вод балластного балкена весом 180 000 тонн первоначально использовала решение из углеродистой стали + покрытие. Однако, отказ покрытия привел к локализованной корозии, требуя ежегодного времени простоя для обслуживания. Судовладелец искал более надежное решение для металлических трубопроводов.

Решение: двухшпиндельная сталь 2304 (УНС С32304) была использована для замены стали углерода. 2304 имеет более низкое содержание никеля (приблизительно 4,5%) и приблизительно 15% более менее дорогое чем сталь 2205, пока все еще предлагая достаточную устойчивость к коррозии в напряженном состоянии хлорида (CLSCC) и соответствующий для окружающих сред низко-к средне-корозии.

Результаты внедрения: Данные пятилетнего наблюдения после модернизации показали, что трубопроводы 2304 остались нетронутыми даже без защиты покрытия, при этом эрозионная коррозия не наблюдалась при скоростях до 3 м/с в балластных цистернах. По оценкам судовладельца, стоимость жизненного цикла (включая техническое обслуживание) была на 28% ниже, чем первоначальное решение из углеродистой стали, и риск задержаний государственной инспекции порта из-за коррозии был предотвращен.