使用优化的材料提高安全性并节约成本

为什么优化流体系统材料选择有助于提高海上安全并降低成本

世伟洛克产品经理 Natalie Hagan

成本优化是海上油气平台和浮船所有者最重要的目标之一——仅次于确保平台整个生命周期内的安全和合规运行。

通过指定可用于整个平台的各种流体系统和组件的适当材料，可以实现这两个目标的优先级。例如，316 不锈钢管和管接头具有良好的耐腐蚀性，是许多平台应用中的经济选择。然而，一些更具挑战性的应用将需要更坚固的合金（如超级奥氏体 6-钼或超级双相 2507）提供更高的耐腐蚀性，这些合金具有更高的前期成本。

海上环境提出了具有挑战性的操作条件，并且可能很容易为整个平台的所有管道和配件指定这些更坚固的合金。但考虑到所需的管道和数千个配件，这种选择会大大增加成本，而在更温和的条件下运行的应用中几乎没有好处。用于管道和管接头的材料必须匹配也是一个常见的假设，但在使用两种不同的、可抵抗电偶腐蚀的兼容材料时，情况并非总是如此。

相反，在整个平台中指定 316 SS 和更坚固的合金的工程组合可以带来高水平的安全性，同时有助于保持成本可控。以下是业主应该了解的各种海上环境中可能发生的腐蚀类型，以及如何运用一些材料科学知识为他们的特定平台做出正确的选择：

了解腐蚀威胁

构成各种平台应用（化学注入橇、液压动力装置、上部脐带管终端、井口控制面板等）的油管和管接头分别容易受到不同形式的腐蚀。油管可能会遭受点蚀和缝隙腐蚀，而管件可能会受到应力开裂腐蚀的威胁。这些类型中的每一种都可能导致管道或接头故障，并最终导致可能对您的人员构成重大安全威胁的泄漏。

油管中的点蚀和缝隙腐蚀

点蚀和缝隙腐蚀发生在集中区域的油管表面，金属的保护性富铬氧化物层由于暴露于盐水中常见的氯化物而分解。

点蚀表现为金属表面的小空腔或凹坑。缝隙腐蚀本质上是相同的现象，但集中在紧密的缝隙中——最常见的是管子和管夹之间、管子表面的污垢和沉积物下面，或者相邻的管子之间。

具有更高临界点蚀温度 (CPT) 和临界缝隙腐蚀温度 (CCCT) 的坚固材料，例如 6 钼合金 254 或 6HN (UNS N08367)、超级双相合金 2507 或镍合金 825、625、C-276 或 400 ，是对这些腐蚀威胁的良好防御。塑料夹也可用于帮助减轻缝隙腐蚀。也可以使用一些允许液体排出的新塑料夹。

氯化物应力腐蚀开裂 (SCC)

当管件承受拉应力时，SCC 在高氯化物环境中会成为一个普遍的问题，尤其是在使用较低等级的管件时。接头装配和系统加压会导致接头螺母上形成应力裂纹。然后氯化物会导致这些裂缝分支和扩散。最终，螺母可能会因突然裂开而失效。

同样，更坚固的合金可以减少点蚀和缝隙腐蚀的可能性，也有助于降低 CSCC 的风险。然而，高品质 316 SS 的镍（最低 12%）和铬（最低 17%）含量超过适用的 ASTM 标准的最低要求，在轻度和中度腐蚀环境中同样有效，提供一种业主在维护安全系统的同时优化成本的方法。

优化您的规范

了解不同类型的腐蚀如何分别影响管子和管件，以及能够可靠地抵抗每种腐蚀类型的材料类型，解决方案变得清晰：坚固的合金管与高质量 316 SS 管件配对可以提供可靠、成本优化的腐蚀控制和增强系统安全性。

选择管件时还需要考虑其他一些品质。除了 316 SS 中增加的镍和铬含量外，业主还应寻找带有硬化套圈的管接头，以形成坚固、可靠的管夹。这有助于形成防漏密封并提供出色的抗振性。为帮助验证性能，请您的供应商提供该接头和管道组合的测试报告。询问制造过程中的质量控制以确保质量和性能也可能是明智的。

最后，请记住正确安装​​方法的重要性。即使您的材料已经过优化，安装不当也会对性能产生负面影响。确保平台技术人员知道如何正确处理管道和组装管道接头，以确保可靠、无泄漏的操作。您的供应商可能会提供培训机会以提高您的员工的知识。

最终，为平台流体系统选择工程材料组合将取决于您的操作和环境条件、您的偏好、风险承受能力和预算。但是，在各种操作环境中，通过合适的供应商可以安全地节省连接成本的机会。

有兴趣了解有关适用于您的海上流体系统的正确材料选择和组合的更多信息吗？立即联系以了解世伟洛克如何帮助您优化材料。