Теңіз материалдарын таңдау бойынша нұсқаулық: қандай негізгі құрылымдар тот баспайтын болатты пайдалануы керек?
Теңіз платформасы, пайдалануға берілгеннен кейін үш жыл өткен соң. Қосқыш фланецтегі болттар тот басып, сына бастайды.
Бір болтты ауыстыру дерлік ештеңеге тұрмайды. Бірақ теңіз кемесін жұмылдыру, жұмысты тоқтату және жөндеуді аяқтау жүздеген мың долларға оңай түсуі мүмкін. Бұл аса қауіпті жағдай емес. Тұздың көп түсуі, жоғары ылғалдылық және жоғары кернеу бір мезгілде әсер ететін теңіз ортасында дұрыс емес материал таңдау күтілгеннен әлдеқайда ерте істен шығуға әкелуі мүмкін.
Бұл нұсқаулық төрт нәрсені қамтиды:
- теңіз ортасы неге ерекше талапшыл,
- тот баспайтын болаттың қандай түрін қолдану керек,
- басқа материалдар қолайлы болған кезде қандай компоненттер тот баспайтын болаттан жасалуы керек,
- және материалды таңдаудағы ең көп таралған қателіктер.
Неліктен теңіз ортасы құрылымдық материалдардан көбірек талап етеді?
Жер үсті құрылысында көміртекті болат негізгі құрылымдық материал болып табылады — арзан, жоғары беріктікке ие, оңай жасалады. Қорғаныш жабындарымен ол қалыпты атмосфералық жағдайларда жақсы жұмыс істейді және 20 жыл немесе одан да көп уақытқа шыдай алады.
Бірақ теңіз ортасында бұл тәсіл бұзыла бастайды. Бір уақытта үш шарт орындалады:
Тұз спрейі (хлоридтер)
Тұз спрейі (хлоридтер) коррозияның негізгі қозғаушы күші болып табылады. Хлорид иондары металл беттеріндегі пассивті оксид қабатын ыдыратады, көміртекті болаттағы тотты жеделдетеді және тот баспайтын болатта шұңқырлардың пайда болуын тудырады. Теңіз бетіне неғұрлым жақын болса, хлорид концентрациясы соғұрлым жоғары болады.
Жоғары ылғалдылық
Жоғары ылғалдылық электрохимиялық коррозияға қажетті электролитті үздіксіз қамтамасыз етеді. Теңіз суына тікелей батырылмаса да, үнемі ылғалды бет коррозияның үзіліссіз жүруін қамтамасыз етеді.
Жоғары стресс
Жоғары стресс ең қауіпті қосылыс факторы болып табылады. Созылу кернеуі мен хлорид иондары бірге әсер еткенде, олар кернеу коррозиясының жарылуын (SCC) тудырады. — теңіз құрылымдарындағы бекіткіштердің, ілгіштердің және тіректердің негізгі істен шығу режимдерінің бірі.
Үшеуі біріккенде, Құрлықта 20 жылға дейін қызмет ететін көміртекті болатпен қапталған ерітінді теңізде 5 жылдан аз уақыт ішінде істен шығуы мүмкін. NACE International зерттеуіне сәйкес, істен шыққан компонентті теңізде ауыстырудың жалпы құны ...құрлықтағы баламалы жөндеуден 5-20 есе жоғары.
Дегенмен, тот баспайтын болатқа ауысудың өзі жеткіліксіз — дұрыс емес сортты таңдау да дәл осындай мәселелерді тудырады.
Теңіз ортасына қандай тот баспайтын болат түрі сәйкес келеді?
Коррозияға және ылғалға төзімділікке келгенде, көпшіліктің алғашқы түйсігі - бұл Grade 304 тот баспайтын болат.
Алайда, теңіз жобаларында 304 ұсынылмайды.
Себебі бір элементке байланысты: молибден.
- Баға 316 құрамында 2–3% молибден бар, ол хлориді жоғары ортада шұңқырлардың пайда болуына төзімділікті айтарлықтай жақсартады.
- Баға 304 құрамында молибден жоқ және шашыраңқы аймақтарда тез арада шұңқыр коррозиясын дамытады.
NORSOK M-001 және басқа да халықаралық теңіз инженерлік стандарттары теңіз атмосферасына немесе шашыраңқы аймақтарға ұшыраған кез келген компонент үшін кемінде 316/316L талап етеді — 304 қолайлы балама емес.
Іс жүзінде 304 және 316 бірдей көрінеді. Тауарларды қабылдау кезіндегі сапасын тексерудің жалғыз сенімді жолы - MTR (диірмен сынақ есебін) тексеріңіз және растаңыз молибден мөлшері ≥ 2%.
MTR оқу бойынша нұсқаулық алу үшін біздің [MTR Оқу нұсқаулығы] — біз нақты мысалды қадам бойынша қарастырамыз.
Дуплексті тот баспайтын болатқа қашан ауысу керек?
316L дәрежесі теңізге ашық компоненттердің көпшілігін қамтиды, бірақ кейбір шарттар жаңартуды қажет етеді дуплексті тот баспайтын болат (2205):
Теңіз суына толығымен батырылған компоненттер (тек шашыраған аймаққа ғана емес)
Хлоридпен жанасқан кезде 60°C жоғары жұмыс температурасы
Хлорид концентрациясының айтарлықтай қаупі бар аймақтар, мысалы, булану аймақтары
Стандартты шашыраңқы аймақ және атмосфералық аймақ компоненттері үшін 316L жеткілікті. Жобаны толық дуплекске жаңарту сирек қажет.
Қандай компоненттер тот баспайтын болаттан жасалған болуы керек?
Тізімді қарап шықпас бұрын бір маңызды мәселе: Коррозияның бұзылуы көбінесе көрінетін негізгі құрылымдық беттерде емес, саңылауларда, жанасу интерфейстерінде және жасырын қосқыштарда пайда болады. Бетінде шұңқырлар таза көрінеді, ал металл ішкі бөлігі қатты коррозияға ұшыраған — Зақым көрінген кезде, ену жиі орын алған болады. Бұл жасырын орындарды жөндеу де ең қиын, және ауыстыру құны бастапқы материалдың құнынан бірнеше есе көп болуы мүмкін.
Келесі бес компонент түрі мыналарды қамтиды: ең жоғары қауіпті және теңіз ортасында тот баспайтын болатты пайдалану керек — ерекшеліктер жоқ.
Бекіткіштер және болттармен бекітілген қосылыстар
Бекіткіштер теңіз құрылымдарындағы коррозияның бұзылуының жалғыз басты себебі болып табылады. Шағын, төмен бірлік құны және сатып алуды қарау кезінде оңай төмендетіледі — дегенмен істен шыққаннан кейін ауыстыру құны материал бағасының айырмашылығынан жүздеген есе көп болуы мүмкін.
Ыстықтай батырылған мырышталған көміртекті болат бекіткіштерінің әдетте мырыш қабатының қызмет ету мерзімі бар теңіз шашырау аймақтарында 5 жасқа дейін, кез келген жобаны жобалау мерзімінен әлдеқайда қысқа.
Ұсынылатын сипаттама: 316 баспайтын болат, ISO 3506 A4 класы бойынша сатып алынған. Аустениттік тот баспайтын болаттан жасалған жіптердің суық дәнекерленуіне (ұсталуына) жол бермеу үшін орнату кезінде тозуға қарсы майлағышты жағыңыз.
Бекіткіш болттар және ендірілген бөлшектер
Бетон іргетасқа құйылғаннан кейін, бекіткіш болттар мен ендірілген бөлшектер негізінен тұрақты болып табылады. Ақаулық дегеніміз - ең аз дегенде құрылымдық жөндеу - қондырғыларды орнату, қайта цементтеу немесе іргетастың ішінара қайта құру - мұның бәрі үлкен шығындарға әкеледі.
Бұл компоненттердің бастапқы материалдық құны жобаның жалпы құнының елеусіз бөлігін құрайды. Сәтсіздіктің салдары ондай емес.
Бірыңғай талап: 316л немесе дуплекс 2205. Толық MTR құжаттамасы тауарларды қабылдаудың міндетті шарты болып табылады.
Құбыр тіректері, қысқыштар және ілгіштер
Құбыр тіректері - классикалық жасырын жоғары қауіпті зат, әдетте құрылымның ішіне немесе платформа палубаларының астына орнатылады, сирек тексеріледі. Ауыстыру үшін құрылыс тіректерімен немесе антенналық жұмыс платформаларымен жұмыс істеу қажет. Жалпы ауыстыру құны кез келген бастапқы материалдық үнемдеуден айтарлықтай асып түседі.
Аймақ бойынша:
Шашыраңқы аймақ және атмосфералық аймақ: 316L
Толқын аймағы: 2205 дуплексіне жаңарту
Қоршаулар, торлар және палуба арматуралары
Бюджет шектеулі болған кезде негізгі қоршаулар мен торлардың бөліктері жабынды көміртекті болатқа бағалануы мүмкін. Дегенмен, жабын сызылғаннан кейін, коррозия жарылғаннан кейін тез таралады және кең таралған бұзылуға әкелуі мүмкін.
Ең бастысы, торлы панельдерді ұстап тұратын қысқыштар мен байланыстырушы болттарды ауыстыру панельдердің өздеріне қарағанда әлдеқайда қиын. Егер бұл бекіткіштер көміртекті болаттан жасалған болса, тіпті бүтін панельдер де қосылыстар істен шыққан кезде мерзімінен бұрын ауыстыруды қажет етеді.
Қорытынды: барлық бекіткіштер мен қосқыштар тот баспайтын болаттан жасалған болуы керек. Негізгі құрылымдық бөлімдерді бюджет бойынша бағалауға болады, ал қосқыштар мүмкін емес.
Құбыр тіректері, қысқыштар және ілгіштер
Құбыр тіректері - классикалық жасырын жоғары қауіпті зат, әдетте құрылымның ішіне немесе платформа палубаларының астына орнатылады, сирек тексеріледі. Ауыстыру үшін құрылыс тіректерімен немесе платформалардың антенналық жұмыстарымен жұмыс істеу қажет. Ауыстырудың жалпы құны бастапқы материал үнемдеуінен айтарлықтай асып түседі.
Аймақ бойынша:
Шашыраңқы аймақ және атмосфералық аймақ: 316L
Толқын аймағы: 2205 дуплексіне жаңарту
Аспап кронштейндері және кабель науалары
Теңіз жобаларында материалды таңдауда аспаптар көбінесе көрінбейтін нүкте болып табылады. Әдетте аспаптардың өздері коррозиядан қорғаудың қатаң талаптарын орындайды, бірақ оларды ұстап тұратын кронштейндер мен кабель науалары кейде қарапайым көміртекті болатты пайдаланып, ішкі стандарттарға сәйкес сатып алынады.
Кронштейндер істен шыққан кезде, бұл тек құрылымдық мәселе емес - ол жерге тұйықталуға төзімділік пен оқшаулау тұтастығына әсер етеді, бұл басқару жүйесіндегі өлшеу дәлдігі мен қауіпсіздік функцияларына нұқсан келтіруі мүмкін.
Ұсынылатын сипаттама: Барлық кронштейндер мен науаларға арналған 316 тот баспайтын болат — алюминий емес, ол жоғары хлоридті ортада ойықтардың пайда болуына бірдей сезімтал. Гальваникалық коррозияны болдырмау үшін тот баспайтын болаттан жасалған кронштейндер мен көміртекті болаттан жасалған негізгі құрылымның арасына оқшаулағыш төсемдерді орнатыңыз.
Қапталған көміртекті болат қашан жарамды?
Теңіз жобасындағы әрбір компонент тот баспайтын болатты қажет етпейді. Шекараны нақты анықтау - бюджетті оның нақты маңызды жеріне қалай бағыттайтыныңызды білдіреді.
Қапталған көміртекті болат тек қана жарамды балама болып табылады барлығы келесі шарттардың бірі орындалады:
Компонент атмосфералық аймақта, шашырау аймағының үстінде орналасқан (әдетте теңіз бетінен 10 м-ден астам қашықтықта)
Толық жабынды тексеру және техникалық қызмет көрсету жоспары бар (толық тексеруден 3-5 жыл сайын өту ұсынылады)
Бөлшекті ауыстыру оңай және жүк көтермейді немесе қауіпсіздік үшін маңызды емес
Компонент дегеніміз бір реттік ендірілген бөлшек емес
Бір мәселеге күмән келтіруге болмайды: тіпті негізгі құрылым жабыны бар көміртекті болатты пайдаланғанның өзінде, барлық қосқыштар тот баспайтын болаттан жасалған болуы керек. Қосқыштар — болттар, қысқыштар, қысқыштар — орнату және қызмет көрсету кезінде жабынның зақымдалуына ең бейім. Жабын сынғаннан кейін коррозия ішке қарай тез таралады және бүкіл құрастырманы құлатуы мүмкін. Бұл теңіз жобаларындағы ең көп таралған ақаулықтардың бірі және ең алдын алуға болатындардың бірі.
Материалды таңдаудағы төрт кең таралған қателік
Дұрыс баға көрсетілгеннің өзінде де, жобалар әлі де сәтсіздікке ұшырайды — сапасыз материалдардан емес, жобалау, сатып алу және орнату кезінде шешімдердің қалай қабылданатынын ескере отырып. Бұл төрт қателік теңіз жобаларындағы алдын алуға болатын коррозия ақауларының көпшілігін құрайды.
Негізгі құрылымға назар аудара отырып, байланыстырушыларды елемейді
Қосқыштар коррозия басталатын және ауыстыру ең қымбатқа түсетін жер. Қосқыштар үшін дұрыс емес материалдарды пайдаланып, негізгі құрылымды дұрыс жасау бүкіл жүйенің істен шығуына әкеледі.
Қаптамаларды тұрақты шешім ретінде өңдеу
Жабындар механикалық зақымдану мен ескіруден тозады. Техникалық қызмет көрсету жоспарынсыз жабындар тек коррозияны баяулатады — олар оны жоймайды. Маңызды компоненттер үшін жабынды өткізіп жіберіп, тот баспайтын болатты көрсетіңіз.
Гальваникалық коррозияны тудыратын аралас металдар
Алюминий кабель науаларына орнатылған көміртекті болат болттар немесе көміртекті болаттың негізгі құрылымымен тікелей жанасатын тот баспайтын болат кронштейндер — екеуі де беткі қабаттағы коррозияны жеделдетеді. Барлық әртүрлі металл түйісу нүктелерінде оқшаулағыш төсемдер қажет.
Сұрыпты атамай «коррозиядан қорғауды» көрсету
«Коррозиядан қорғау» күшіне енбейді. Мердігерлер оны ең арзан нұсқамен қанағаттандырады. Техникалық сипаттамаларда маркасы (316/316L), стандарты (ASTM A276) және құжаттама талабы (MTR) көрсетілуі тиіс.
Қысқаша мазмұны
Осы нұсқаулықтағы барлық нәрсені бір қағида қамтиды: ақаулықтың құны материалды жаңарту құнынан әлдеқайда асып түседі.
Бекіткіштер, ендірілген бөлшектер және жасырын тіректер ең қауіпті компоненттер болып табылады, және олар сатып алу кезінде жиі төмендетіледі. Оларды дұрыс орындау кез келген теңіз жобасындағы материалды таңдаудағы 80% олқылықтарды жояды.
Қазір жасай алатын үш әрекет:
Техникалық сипаттамаңыздағы «коррозиядан қорғаудың» әрбір нұсқасын белгілі бір сынып пен стандартпен ауыстырыңыз
Бекіткіштің BOM нұсқасын тартып, әрбір жол элементін 316 / ISO 3506 A4 талабына сәйкестігін тексеріңіз.
Қабылдау базалық деңгейін анықтау үшін материал жеткізушіңізден 316L және дуплексті 2205 MTR үлгілерін сұраңыз
Тот баспайтын болаттан жасалған сипаттама үлгісі немесе MTR қабылдау анықтамасы қажет пе? Бізбен тікелей хабарласыңыз.
Әдебиеттер және қосымша оқу материалдары
NACE International — Америка Құрама Штаттарындағы коррозия шығындары және алдын алу стратегиялары
АҚШ федералды зерттеуінде жылдық коррозия шығындары $276 млрд құрайды деп бағаланады; теңіз және теңіз инфрақұрылымын қоса алғанда, 26 өнеркәсіп саласы бойынша экономикалық талдау ұсынылады.
https://www.ampp.org/resources/general-resources/cost-of-corrosion-studyNACE IMPACT — Коррозия технологиясының алдын алу, қолдану және экономикасы бойынша халықаралық шаралар
Әлемдік коррозия шығындарын зерттеу әлемдік шығындарды жылына $2,5 триллион (әлемдік ЖІӨ-нің 3,4%) деп бағалайды; коррозияны басқару құрылымы мен ең жақсы тәжірибелерді қамтиды.
http://impact.nace.orgNORSOK M-001: Материалдарды таңдау (5-шығарылым, қыркүйек 2014 ж.)
Көмірсутек өндіру нысандарына арналған Норвегияның теңіз өнеркәсібінің материалдар стандарты; 20 жылдық жобалау мерзімі талаптарымен шашыраңқы аймаққа, батыру аймағына және су асты қолданбаларына арналған эталон.
https://standard.no/en/sectors/energi-og-klima/petroleum/norsok-standard-categories/m-material/ASTM A276/A276M — Тот баспайтын болаттан жасалған шыбықтар мен пішіндерге арналған стандартты сипаттама
Дөңгелектерді, шаршыларды, алтыбұрыштарды және экструзияланған пішіндерді қоса алғанда, ыстықтай және суықтай өңделген тот баспайтын болаттан жасалған шыбықтарға арналған ресми ASTM сипаттамасы; механикалық қасиеттерге қойылатын талаптары бар 316 және басқа да кең таралған маркаларды қамтиды.
https://www.astm.org/a0276_a0276m-24a.htmlISO 3506 — Бекіткіштер — коррозияға төзімді тот баспайтын болаттан жасалған бекіткіштердің механикалық қасиеттері
Тот баспайтын болаттан жасалған бекіткіштерге арналған халықаралық стандарт, мұнда A4 класы 316 сериясына сәйкес келеді; химиялық құрамын, механикалық қасиеттерін және кластық белгілеулерін (A4-50, A4-70, A4-80) көрсетеді.
https://www.iso.org/standard/67012.htmlTWI Global — Дәнекерленген аустениттік тот баспайтын болаттардың атмосфералық кернеу әсерінен пайда болған коррозияға байланысты жарылуы (Мүше есебі 1050)
Аустениттік тот баспайтын болаттардағы SCC механизмдері бойынша техникалық зерттеу есебі; 30% RH және 400 МПа кернеу деңгейлеріндегі қоршаған орта температурасының крекингін көрсетеді, әсіресе дәнекерленген құрылымдардағы хлорид тудырған крекингке баса назар аударылады.
https://www.twi-global.com/pdfs/Member-Report-Summaries/1050-Summary.pdfTWI Global — Кернеу коррозиясынан болатын жарықшақтарды сынау қызметтері
Инженерлерге арналған SCC механизмдеріне, сынақ әдіснамаларына және алдын алу стратегияларына техникалық шолу; материалды таңдауды, қоршаған ортаға әсерді азайтуды және стрессті азайту тәсілдерін қамтиды.
https://www.twi-global.com/what-we-do/research-and-technology/technologies/materials-and-corrosion-management/corrosion-testing/stress-corrosion-cracking-testing
