해양 유체 시스템 소재 선택 최적화: 안전 강화 및 비용 절감

최적화된 유체 시스템 소재 선택이 해양 안전을 개선하고 비용을 절감하는 데 도움이 되는 이유

Natalie Hagan, 제품 관리자, Swagelok

비용 최적화는 해양 석유 및 가스 플랫폼 및 부유식 선박 소유자에게 플랫폼 수명 동안 안전하고 규정을 준수하는 운영을 보장하는 것에 이어 두 번째로 중요한 목표입니다.

플랫폼 전체의 다양한 유체 시스템 및 구성 요소에 사용할 수 있는 적절한 소재를 지정함으로써 두 목표의 우선순위를 모두 정할 수 있습니다. 예를 들어, 316 스테인리스강 튜빙과 튜브 피팅은 우수한 내식성을 제공하며 많은 플랫폼 애플리케이션에서 경제적인 선택입니다. 그러나 일부 더 까다로운 애플리케이션은 초오스테나이트 6몰리 또는 초이중 2507과 같은 더 견고한 합금이 제공하는 향상된 내식성을 요구하며, 이는 더 높은 초기 비용을 수반합니다.

해양 환경은 까다로운 운영 조건을 제시합니다. 플랫폼 전체의 모든 튜빙과 피팅에 이러한 더 견고한 합금을 지정하는 것이 유혹적일 수 있습니다. 하지만 수 마일의 튜빙과 수천 개의 피팅이 필요하다는 점을 고려할 때, 이 선택은 더 온화한 조건에서 작동하는 애플리케이션에서 거의 또는 전혀 이점을 제공하지 않으면서 비용을 크게 증가시킬 수 있습니다. 또한 튜빙과 튜브 피팅에 사용되는 소재가 일치해야 한다는 일반적인 가정이 있지만, 갈바닉 부식을 견딜 수 있는 두 가지 다른 호환 소재를 사용할 때는 항상 그렇지는 않습니다.

대신, 플랫폼 전체에 316 SS와 더 견고한 합금의 엔지니어링된 조합을 지정하면 높은 수준의 안전을 유지하면서 비용을 관리하기 쉽게 유지할 수 있습니다. 소유자가 알아야 할 다양한 해양 환경에서 발생할 수 있는 부식 유형과 소재 과학 지식을 약간 적용하여 특정 플랫폼에 적합한 선택을 하는 방법은 다음과 같습니다:

부식 위협 이해

다양한 플랫폼 애플리케이션(화학 주입 스키드, 유압 파워 유닛, 탑사이드 엄빌리컬 터미네이션, 웰헤드 제어 패널 등)을 구성하는 튜빙과 튜브 피팅은 각각 다른 형태의 부식에 취약합니다. 튜빙은 피팅 및 크레바이스 부식에 시달릴 수 있고, 튜브 피팅은 응력 부식 균열의 위협을 받을 수 있습니다. 이러한 각 유형은 튜브 또는 피팅 고장으로 이어질 수 있으며, 궁극적으로 인원에게 심각한 안전 위협이 될 수 있는 누출로 이어질 수 있습니다.

튜빙의 피팅 및 크레바이스 부식

피팅 및 크레바이스 부식은 바닷물에서 흔히 발견되는 염화물에 노출되어 금속의 보호적인 크롬이 풍부한 산화층이 분해될 때 튜빙 표면의 집중된 영역에서 발생합니다.

피팅 부식은 금속 표면의 작은 공동 또는 피트로 나타납니다. 크레바이스 부식은 본질적으로 동일한 현상이지만, 가장 일반적으로 튜빙과 튜브 클램프 사이, 튜브 표면의 먼지와 침전물 아래, 또는 인접한 튜빙 런 사이의 좁은 틈새에 집중됩니다.

임계 피팅 온도(CPT)와 임계 크레바이스 부식 온도(CCCT)가 더 높은 견고한 소재(예: 6몰리 합금 254 또는 6HN(UNS N08367), 초이중 합금 2507, 또는 니켈 합금 825, 625, C-276, 400)는 이러한 부식 위협에 대한 좋은 방어책입니다. 플라스틱 클램프도 크레바이스 부식을 완화하는 데 사용할 수 있습니다. 액체 배수를 허용하는 일부 새로운 플라스틱 클램프도 사용할 수 있습니다.

염화물 응력 부식 균열(SCC)

튜브 피팅이 인장 응력 하에 있을 때, 특히 저등급 튜브 피팅이 사용될 때 고염화물 환경에서 SCC가 만연한 문제가 될 수 있습니다. 피팅 조립과 시스템 가압은 피팅 너트에 응력 균열을 형성할 수 있습니다. 염화물은 이러한 균열이 분기되고 증식하게 할 수 있습니다. 결국 너트가 갈라져 열리면서, 때로는 갑자기 고장날 수 있습니다.

피팅 및 크레바이스 부식 가능성을 줄일 수 있는 동일한 견고한 합금은 CSCC 위험도 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 적용 가능한 ASTM 표준의 최소 요구 사항을 초과하는 니켈(최소 12%)과 크롬(최소 17%) 함량으로 제조된 고품질 316 SS는 온화하고 중간 정도 부식성 환경에서 동일하게 효과적일 수 있으며, 소유자가 안전한 시스템을 유지하면서 비용을 최적화하는 방법을 제공합니다.

사양 최적화

서로 다른 유형의 부식이 튜브와 튜브 피팅에 각각 어떻게 영향을 미치는지, 그리고 각 부식 유형을 안정적으로 견딜 수 있는 소재 유형을 알면 해결책이 명확해집니다: 견고한 합금 튜빙과 고품질 316 SS 튜브 피팅의 조합은 신뢰할 수 있고 비용 최적화된 부식 제어와 향상된 시스템 안전을 제공할 수 있습니다.

튜브 피팅을 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 다른 특성이 있습니다. 316 SS의 니켈과 크롬 함량 증가 외에도, 소유자는 강력하고 신뢰할 수 있는 튜브 그립을 생성하는 경화된 페룰이 있는 튜브 피팅을 찾아야 합니다. 이는 누출 없는 씰을 생성하고 우수한 진동 저항을 제공하는 데 도움이 됩니다. 성능을 검증하는 데 도움이 되도록 공급업체에게 해당 피팅 및 튜빙 조합의 테스트 보고서를 제공하도록 요청하십시오. 제조 중 품질 관리가 마련되어 있어 품질과 성능을 보장하는지 문의하는 것도 현명할 수 있습니다.

마지막으로, 적절한 설치 방법의 중요성을 명심하십시오. 소재가 최적화되었더라도 잘못된 설치는 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 플랫폼 기술자가 튜빙을 적절하게 다루고 튜브 피팅을 조립하여 신뢰할 수 있는 누출 없는 작동을 보장하는 방법을 알고 있는지 확인하십시오. 공급업체는 직원의 지식을 향상시키기 위한 교육 기회를 제공할 수 있습니다.

궁극적으로 플랫폼 유체 시스템을 위한 엔지니어링된 소재 조합 선택은 운영 및 환경 조건, 선호도, 위험 감내도, 예산에 따라 달라집니다. 하지만 올바른 공급업체와 함께라면 다양한 운영 환경에서 연결 비용을 안전하게 절감할 수 있는 기회가 있습니다.

해양 유체 시스템을 위한 올바른 소재 선택과 조합에 대해 더 자세히 알고 싶으십니까? 연락하여 Swagelok이 오늘날 귀사의 소재 최적화를 어떻게 도울 수 있는지 알아보십시오.