Mejore la seguridad y ahorre con materiales optimizados

Por qué la selección optimizada de materiales del sistema de fluidos puede ayudar a mejorar la seguridad en alta mar y reducir los costos

Natalie Hagan, Gerente de Producto, Swagelok

La optimización de costos es uno de los objetivos más importantes para los propietarios de plataformas de petróleo y gas en alta mar y embarcaciones flotantes, solo superado por garantizar una operación segura y compatible durante toda la vida útil de la plataforma.

La priorización de ambos objetivos se puede lograr especificando los materiales apropiados que se pueden usar en una amplia gama de sistemas y componentes de fluidos en toda la plataforma. Por ejemplo, la tubería y los racores de tubería de acero inoxidable 316 ofrecen una buena resistencia a la corrosión y constituyen una opción económica en muchas aplicaciones de plataforma. Sin embargo, algunas aplicaciones más desafiantes requerirán una mayor resistencia a la corrosión que ofrecen aleaciones más robustas como el 6-molibdeno súper austenítico o el súper dúplex 2507, que tienen un costo inicial más alto.

Los entornos marinos presentan condiciones operativas desafiantes, y puede ser tentador especificar estas aleaciones más robustas para todos los tubos y accesorios en toda la plataforma. Pero dadas las millas de tubería y los miles de accesorios necesarios, esta opción puede aumentar sustancialmente los costos y brindar poco o ningún beneficio en aplicaciones que operan en condiciones más suaves. También es una suposición común que los materiales utilizados para la tubería y los accesorios de tubería deben coincidir, pero eso no siempre es cierto cuando se utilizan dos materiales diferentes compatibles que pueden resistir la corrosión galvánica.

En cambio, especificar combinaciones de ingeniería de 316 SS y aleaciones más robustas en toda la plataforma puede generar altos niveles de seguridad y ayudar a mantener los costos manejables. Esto es lo que los propietarios deben saber sobre los tipos de corrosión que pueden ocurrir en una variedad de entornos marinos y cómo aplicar un poco de conocimiento de la ciencia de los materiales para hacer la selección correcta para su plataforma específica:

Comprender la amenaza de la corrosión

La tubería y los accesorios de tubería que componen varias aplicaciones de plataforma (patinas de inyección química, unidades de energía hidráulica, terminaciones umbilicales superiores, paneles de control de cabeza de pozo y más) son respectivamente susceptibles a diferentes formas de corrosión. La tubería puede sucumbir a la corrosión por picaduras y grietas, y los accesorios de tubería pueden verse amenazados por la corrosión por agrietamiento por tensión. Cada uno de estos tipos puede provocar fallas en los tubos o accesorios y, en última instancia, una fuga que puede ser una amenaza significativa para la seguridad de su personal.

Corrosión por picaduras y hendiduras en tuberías

Las picaduras y la corrosión por grietas ocurren en la superficie de la tubería en áreas concentradas donde la capa protectora de óxido rico en cromo del metal se rompe debido a la exposición a los cloruros que se encuentran comúnmente en el agua salada.

La corrosión por picaduras aparece como pequeñas cavidades, o picaduras, en la superficie del metal. La corrosión en grietas es esencialmente el mismo fenómeno, pero se concentra en grietas estrechas, más comúnmente entre la tubería y las abrazaderas de la tubería, debajo de la suciedad y los depósitos en las superficies de la tubería, o entre tramos de tubería adyacentes.

Materiales robustos con temperaturas críticas de picadura (CPT) y temperaturas críticas de corrosión intersticial (CCCT) más altas, como aleaciones de 6 molibdeno 254 o 6HN (UNS N08367), aleación superdúplex 2507 o aleaciones de níquel 825, 625, C-276 o 400 , son una buena defensa contra estas amenazas de corrosión. También se pueden usar abrazaderas de plástico para ayudar a mitigar la corrosión en grietas. También se pueden utilizar unas nuevas abrazaderas de plástico que permiten el drenaje de líquidos.

Agrietamiento por corrosión bajo tensión de cloruro (SCC)

El SCC puede convertirse en un problema frecuente en entornos con alto contenido de cloruro cuando los racores de tubo están sometidos a esfuerzos de tracción, especialmente cuando se utilizan racores de tubo de calidad inferior. El ensamblaje del accesorio y la presurización del sistema pueden causar que se forme una grieta por tensión en la tuerca del accesorio. Los cloruros pueden hacer que estas grietas se ramifiquen y proliferen. Eventualmente, la nuez puede fallar al romperse, a veces repentinamente.

Las mismas aleaciones más robustas que pueden reducir la probabilidad de corrosión por picaduras y grietas también pueden ayudar a reducir el riesgo de CSCC. Sin embargo, el acero inoxidable 316 de alta calidad que está formulado con un contenido elevado de níquel (mínimo 12 %) y cromo (mínimo 17 %), que excede los requisitos mínimos de las normas ASTM aplicables, puede ser igual de efectivo en ambientes leve y moderadamente corrosivos, proporcionando una forma para que los propietarios optimicen los costos mientras mantienen sistemas seguros.

Optimización de sus especificaciones

Sabiendo cómo los diferentes tipos de corrosión impactan los tubos y los racores para tubos respectivamente, y los tipos de materiales que pueden resistir de forma fiable cada tipo de corrosión, una solución se vuelve clara:los tubos de aleación resistentes combinados con racores para tubos de acero inoxidable 316 de alta calidad pueden ofrecer una corrosión fiable y económica. control y seguridad mejorada del sistema.

Hay algunas otras cualidades a tener en cuenta al seleccionar los racores para tubos. Además de los contenidos elevados de níquel y cromo en acero inoxidable 316, los propietarios deben buscar racores de tubo con férulas endurecidas que creen un agarre de tubo robusto y confiable. Esto ayuda a crear un sello hermético y ofrece una excelente resistencia a la vibración. Para ayudar a verificar el rendimiento, pídale a su proveedor que le proporcione informes de prueba de esa combinación de conexión y tubería. También puede ser conveniente preguntar sobre los controles de calidad que se llevan a cabo durante la fabricación para garantizar la calidad y el rendimiento.

Finalmente, tenga en cuenta la importancia de los métodos de instalación adecuados. Incluso si sus materiales se han optimizado, una instalación deficiente puede afectar negativamente el rendimiento. Asegúrese de que los técnicos de la plataforma sepan cómo manejar correctamente los tubos y ensamblar los racores para garantizar un funcionamiento confiable y sin fugas. Su proveedor puede ofrecer oportunidades de capacitación para mejorar el conocimiento de su personal.

En última instancia, la selección de una combinación diseñada de materiales para los sistemas de fluidos de la plataforma dependerá de sus condiciones operativas y ambientales, sus preferencias, su tolerancia al riesgo y su presupuesto. Pero hay una variedad de entornos operativos donde la oportunidad de ahorrar costos en sus conexiones se puede hacer de manera segura con el proveedor adecuado.

¿Está interesado en obtener más información sobre la selección y las combinaciones adecuadas de materiales para sus sistemas de fluidos en alta mar? Póngase en contacto para descubrir cómo Swagelok puede ayudarlo a optimizar los materiales hoy.