Korrosionsbeständige Legierungen

Korrosionsbeständige Legierungen

Korrosionsbeständige Legierungen (Corrosion Resistant Alloys, so genannte CRAs) bieten eine grundlegende langfristige Korrosionsbeständigkeit für eine Vielzahl von Komponenten, die Umgebungen im Bereich der Öl- und Gaserzeugung ausgesetzt sind. Dies sind Komponenten wie Bohrloch-Rohrleitungskomponenten und sicherheitskritische Elemente, Pipelines, Wärmetauscher, Schiffe, Ventile, Bohrturmkomponenten und -ventile sowie andere Anlagenausrüstungen.

Es stehen viele verschiedene korrosionsbeständige Legierungen zur Auswahl, die üblicherweise gemäß ihrer Beständigkeitsstufen, wenn sie bestimmten Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden, kategorisiert werden.

Zu den Haupt-Umgebungsparametern, die Auswirkungen auf die Korrosionseigenschaften von korrosionsbeständigen Legierungen haben, zählen u. a.:

  • Temperatur
  • Partieller Druck CO2
  • Ob Schwefel vorhanden ist oder nicht
  • pH-Wert in der Umgebung
  • Chlorionen-Konzentration
  • Partieller Druck H2S

Die oben genannten Parameter können Einfluss nehmen auf:

  • Die Stabilität des passiven Films (Initiierung einer allgemeinen Korrosion bzw. eines allgemeinen Lochfraßes)
  • Aufwand für die Repassivierung initiierter Gruben
  • Lösungsgeschwindigkeit oder Lösung von Metall aus Gruben
  • Gefahr, Initiieren und Propagieren von Belastungskorrosionsrissen (Stress Corrosion Cracking (SCC))

Verfahren zur Auswahl von korrosionsbeständigen Legierungen

Die richtigen Verfahren zur Auswahl von korrosionsbeständigen Legierungen (CRAs) zur Generierung und Beförderung von korrosivem Gas und Öl zu finden, kann eine heikle und komplexe Problemlösungsaufgabe sein, die, wenn sie nicht ordnungsgemäß gelöst wird, zu Anwendungsfehlern und unverlässlichen Ergebnissen bezüglich der Leistung einer CRA in einer bestimmten Betriebsumgebung führen kann.

Unternehmen und Einzelpersonen wählen CRAs auf die unterschiedlichste Weise aus, um der erwarteten Flowline und den Bohrlochbedingungen gerecht zu werden. Wenn große Forschungseinrichtungen zugänglich sind, ist es ein gängiges Verfahren, ein Testprogramm zu entwickeln und es für die Simulation der Bedingungen einer bestimmten Feldumgebung (beispielsweise Flowlines im Vergleich zum Bohrloch) zu nutzen. Auf Grund der Ergebnisse werden dann einige Legierungen als mögliche Alternativen ausgewählt. Anstatt alle Legierungen mit einem Mal zu testen ist es leichter, einfacher und kostengünstiger, jeweils nur einige der wahrscheinlichen CRA-Kandidaten zu testen.

Bei diesem Auswahlverfahren kann es leicht zwei oder drei Jahre dauern, bis zufrieden stellende Ergebnisse erzielt werden. Dabei können erhebliche Kosten auflaufen. Eine weitere Art, CRAs auszuwählen ist die Untersuchung der Korrosionsdaten für die zu erwartenden Bedingungen vor Ort. Auf diese Weise lassen sich ungeeignete Kandidaten leicht ausschließen. Dann können Tests durchgeführt werden, um die Auswahl weiter zu verfeinern.

Hier sind einige Beispiele für korrosionsbeständige Legierungen und die Bedingungen, unter denen sie am besten angewendet werden:

316L (Austenitischer Edelstahl)

Alloy 316L wird üblicherweise für die Plattierung von Druckbehältern, oberirdischen Rohrleitungen und die Verkleidung von Leitungsrohren verwendet. Da dies die Haupteinsatzbereiche sind, muss bei der Sicherstellung, dass die Anwendung vollständig entlüftet ist, entsprechende Vorsicht walten. Bei Vorhandensein von Sauerstoff kommt es bei Alloy 316L zu Lochfraß, selbst wenn diese Legierung nur kaltem Meereswasser ausgesetzt ist.

Alloy 22

Alloy 22 weist eine herausragende Beständigkeit gegenüber einer großen Vielzahl an korrosiven Umgebungen auf. Diese Legierung bietet eine hervorragende Beständigkeit gegenüber feuchtem Chlor sowie Gemischen, die Salpetersäure oder oxidierende Säuren mit Chlorionen enthalten. Eine Beständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren wie Schwefelsäure und Chlorwasserstoff ist ebenfalls zu erwarten. Andere korrosive Chemikalien, gegenüber denen diese Legierung beständig ist, sind oxidierende Säurechloride, feuchtes Chlor, Ameisen- und Essigsäure, Eisen- und Kupferchlorid, Meereswasser, Salzlake und viele gemischte oder kontaminierte chemische Lösungen, sowohl organischer als auch anorganischer Art.

ZERON® 100

ZERON® 100 weist eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber Lochfraß und Kriechkorrosion in warmem Meereswasser auf und bietet zudem eine überragende Beständigkeit gegenüber Belastungskorrosionsrissen.

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