Come ottimizzare la selezione dei materiali dei tubi utilizzando il valore PREN

Nonostante la loro intrinseca resistenza alla corrosione, i tubi in acciaio inossidabile installati in ambiente marino sono soggetti a diversi tipi di corrosione nel corso della loro durata prevista. Tale corrosione può portare a emissioni fuggitive, perdita di prodotto e potenziali rischi. I proprietari e gli operatori delle piattaforme offshore possono ridurre i rischi di corrosione fin dall'inizio specificando materiali dei tubi più robusti che offrono una migliore resistenza alla corrosione. Successivamente, devono rimanere vigili nelle ispezioni delle linee di iniezione chimica, idrauliche e di impulso, nonché della strumentazione di processo e delle apparecchiature di rilevamento, per garantire che la corrosione non minacci l'integrità dei tubi installati e comprometta la sicurezza.

La corrosione localizzata può essere riscontrata sui tubi di molte piattaforme, navi, recipienti e strutture offshore. Tale corrosione può presentarsi sotto forma di vaiolatura o corrosione interstiziale, entrambe le quali potrebbero erodere la parete del tubo e portare al rilascio di fluidi.

Il rischio di corrosione è maggiore quando le temperature operative dell'applicazione sono elevate. Il calore può accelerare la rottura della pellicola protettiva esterna di ossido passivo del tubo, favorendo la formazione di vaiolature.

Sfortunatamente, la vaiolatura localizzata e la corrosione interstiziale possono essere difficili da rilevare, rendendo questi tipi di corrosione più difficili da identificare, prevedere e contrastare nella progettazione. Alla luce di questi rischi, i proprietari delle piattaforme, gli operatori e i prescrittori dovrebbero esercitare la dovuta diligenza nella scelta del materiale ottimale per i tubi per la loro applicazione. La selezione dei materiali è la prima linea di difesa contro la corrosione, quindi è importante farlo bene. Fortunatamente, per effettuare le loro selezioni possono utilizzare una misura di resistenza alla corrosione localizzata molto semplice, ma molto efficace, nota come numero equivalente di resistenza alla vaiolatura (PREN). Più alto è il valore PREN del metallo, maggiore è la sua resistenza alla corrosione localizzata.

Questo articolo esaminerà come riconoscere la vaiolatura e la corrosione interstiziale, nonché come ottimizzare la scelta dei materiali dei tubi per le applicazioni marine di petrolio e gas in base al valore PREN del materiale.

La corrosione localizzata appare in aree piccole rispetto alla corrosione generale, che è più uniforme sulla superficie del metallo. Sia la vaiolatura che la corrosione interstiziale iniziano a formarsi sui tubi in acciaio inossidabile 316 quando la pellicola esterna di ossido passivo ricco di cromo del metallo si rompe a causa dell'esposizione a fluidi corrosivi, inclusa l'acqua salata. Gli ambienti marini offshore e onshore ricchi di cloruro, nonché le temperature elevate e persino la contaminazione sulla superficie dei tubi, aumentano la probabilità che questa pellicola passiva si deteriori.

Corrosione per vaiolatura. Quando la pellicola passiva su un pezzo di tubo viene rotta, la corrosione per vaiolatura può prendere piede, formando piccole cavità, o avvallamenti, sulla superficie del tubo. Tali pozzi probabilmente cresceranno man mano che si verificano reazioni elettrochimiche, causando la dissoluzione del ferro nel metallo in una soluzione all'interno del fondo del pozzo. Il ferro disciolto si diffonderà quindi verso la parte superiore della fossa e si ossiderà per creare ossido di ferro o ruggine. Man mano che una fossa si approfondisce, la reazione elettrochimica accelera, aumentando la corrosione e portando potenzialmente alla perforazione delle pareti dei tubi e causando perdite.

I tubi sono più suscettibili alla corrosione per vaiolatura quando la loro superficie esterna è contaminata (Fig. 1). Ad esempio, la contaminazione derivante dalle operazioni di saldatura e molatura può interrompere lo strato di ossido passivo dei tubi, consentendo la formazione e l'accelerazione della corrosione per vaiolatura. Lo stesso vale per la contaminazione derivante dalla semplice manipolazione dei tubi. Inoltre, i cristalli di sale umidi che si formano sui tubi quando evaporano le goccioline di acqua salata hanno lo stesso effetto sullo strato protettivo di ossido e possono provocare corrosione per vaiolatura. Per proteggersi da questi tipi di contaminazione, mantenere i tubi puliti sciacquandoli periodicamente con acqua dolce.

Fig. 1—I tubi in acciaio inossidabile 316/316L contaminati da acidi, acqua salata e altri depositi sono altamente suscettibili alla formazione di corrosione per vaiolatura.