SMSS 13Cr a DSS 22Cr v prostředí H₂S/CO₂-ropa-voda
Zavedení
Korozní chování supermartenzitické nerezové oceli (SMS) 13Kr a Duplex Stainless Steel (DSS) 22Cr v prostředí H₂S/CO₂-olej-voda jsou velmi zajímavé zejména v ropném a plynárenském průmyslu, kde jsou tyto materiály často vystaveny tak drsným podmínkám. Zde je přehled toho, jak se každý materiál chová za těchto podmínek:
1. Super martenzitická nerezová ocel (SMSS) 13Cr:
Složení: SMSS 13Cr typicky obsahuje přibližně 12-14% chrom s malým množstvím niklu a molybdenu. Vysoký obsah chrómu mu dává dobrou odolnost proti korozi, zatímco martenzitická struktura zajišťuje vysokou pevnost.
Korozní chování:
Koroze CO₂: SMSS 13Cr vykazuje střední odolnost vůči korozi CO₂, především díky vytvoření ochranné vrstvy oxidu chromitého. V přítomnosti CO₂ je však lokalizovaná koroze, jako je důlková a štěrbinová koroze, riziková.
Koroze H₂S: H₂S zvyšuje riziko sulfidového stresového praskání (SSC) a vodíkového křehnutí. SMSS 13Cr je poněkud odolný, ale není imunní vůči těmto formám koroze, zejména při vyšších teplotách a tlacích.
Prostředí ropa-voda: Olej může někdy poskytnout ochrannou bariéru, která snižuje vystavení kovového povrchu korozivním činidlům. Voda, zejména solanka, však může být vysoce korozivní. Rovnováha olejové a vodní fáze může významně ovlivnit celkovou rychlost koroze.
Běžné problémy:
Sulfidové krakování stresu (SSC): Martenzitická struktura, i když je silná, je citlivá na SSC v přítomnosti H2S.
Důlková a štěrbinová koroze: To jsou významné obavy, zejména v prostředí s chloridy a CO₂.
2. Duplexní nerezová ocel (DSS) 22Cr:
Složení: DSS 22Cr obsahuje přibližně 22% chrom, přibližně 5% nikl, 3% molybden a vyváženou austenit-feritovou mikrostrukturu. To dává DSS vynikající odolnost proti korozi a vysokou pevnost.
Korozní chování:
Koroze CO₂: DSS 22Cr je odolnější vůči korozi CO₂ než SMSS 13Cr. Vysoký obsah chrómu a přítomnost molybdenu pomáhají vytvářet stabilní a ochrannou vrstvu oxidu, která odolává korozi.
Koroze H₂S: DSS 22Cr je vysoce odolný vůči korozi vyvolané H2S, včetně SSC a vodíkové křehkosti. Vyvážená mikrostruktura a složení slitiny pomáhají tato rizika zmírňovat.
Prostředí ropa-voda: DSS 22Cr dobře funguje ve smíšeném prostředí olej-voda, odolává obecné i lokální korozi. Přítomnost oleje může zvýšit odolnost proti korozi vytvořením ochranného filmu, ale to je pro DSS 22Cr méně kritické kvůli jeho přirozené odolnosti proti korozi.
Běžné problémy:
Praskání vlivem koroze (SCC): I když je DSS 22Cr odolnější než SMSS 13Cr, může být za určitých podmínek, jako jsou vysoké koncentrace chloridů při zvýšených teplotách, stále citlivý na SCC.
Lokalizovaná koroze: DSS 22Cr je obecně velmi odolný vůči důlkové a štěrbinové korozi, ale ty se mohou stále vyskytovat v extrémních podmínkách.
Srovnávací shrnutí:
Odolnost proti korozi: DSS 22Cr obecně nabízí vynikající odolnost proti korozi ve srovnání s SMSS 13Cr, zejména v prostředích s H2S a CO2.
Síla a houževnatost: SMSS 13Cr je robustnější, ale náchylnější k problémům s korozí, jako je SSC a důlková koroze.
Vhodnost aplikace: DSS 22Cr je často preferován v prostředích s vyšším rizikem koroze, jako jsou prostředí s vysokými hladinami H2S a CO2, zatímco SMSS 13Cr může být vybrán pro aplikace vyžadující vyšší pevnost se středním rizikem koroze.
Závěr:
Při výběru mezi SMSS 13Cr a DSS 22Cr pro použití v prostředí H₂S/CO₂-olej-voda je DSS 22Cr obvykle lepší volbou pro odolnost proti korozi, zejména v agresivnějších prostředích. Konečné rozhodnutí by však mělo vzít v úvahu specifické podmínky, včetně teploty, tlaku a relativních koncentrací H2S a CO2.
