1 -

Korrosjon på AISI 316-rørUtfordringer og tiltakForfatter Njål A. Johansen, presentert av Tor H. FauskeNDT-konferansen Bodø 30.05.2011

2 -

Bakgrunn

OSEBERG FELTSENTER

• Korrosjonsskade på HT fakkellinje i materialkvalitet AISI 316 avdekket mars 2007

• Det ble besluttet å inspisere omkringliggende rør av samme materialkvalitet

• Flere korrosjonskader ble funnet

• Alle korrosjonskader med en dybde på mer enn 50% av veggtykkelsen ble midlertidig sikret med klammer

3 -

Tverrfaglig prosjekt• Tverrfaglig gruppe ble etablert for avklare videre tiltak mht.:

− Korrosjonsomfang Oseberg Feltsenter− Kartlegging av rør i AISI 316 materialkvalitet

• Etablering av akseptkriterier for klassifisering av funn:− ASME B31.3 – Process Piping− ASME B31G -1991 – Manual for Determining the Remaining

Strength of Corroded Pipelines − 6 funnkategorier etablert

• Stikkord: Dybde, utbredelse, avstand mellom funn• Kategori 1-4: krever umiddelbare tiltak• Kategori 5: Skal slipes for verifisering• Kategori 6: Ingen tiltak nødvendig

4 -

Inspeksjon av fakkelsystem

• På Oseberg A og B ble det utført 100% nærvisuell inspeksjon (NVI) av 316 rør i fakkelsystemet vha. tilkomstteknikk og stillas

• Demontering av klammer

• Løfting av rør fra rørstøtter

• I tillegg ble merketape, merkeskilt, malingsrester og andre tildekninger fjernet

5 -

Resultat NVI Oseberg feltsenter• Typer korrosjon

− Gropkorrosjon• Finnes i alle klokkeposisjoner, men primært kl 5-7

− Spaltkorrosjon• Finnes under klammer, tape og malingsrester

• Kritiske feil utbedret i RS 2007/9 ved utskifting eller påleggssveising

6 -

Skademekanisme gropkorrosjon / pitting• Rustfrie stål beskyttes av et tynt

passivsjikt – et oksydsjikt (Cr2O3)

• Oksygen, kloridkonsentrasjon og temperatur fremmer gropkorrosjon i kombinasjon med vann. Klorkonsentrasjon kan bli svært høy pga saltakkumulering/ vannfordamping.

• Kloridioner trenger gjennom passivsjiktet på enkelte steder og fører til initiering av lokal korrosjon.

7 -

Skademekanisme gropkorrosjon / pitting

• Gropkorrosjon består forenklet sett av to delreaksjoner;oppløsning av metallet = anodisk reaksjon og reduksjon av oksygen Katodereaksjonen ”driver” anodereaksjonen = oppløsning av stålet

• Høye korrosjonsrater når gropen er ”aktiv”.

8 -

Skademekanisme gropkorrosjon / pitting

9 -

Skademekanisme gropkorrosjon / pitting

10 -

Erfaringer fra Troll B og C• 2009:

− Februar 2009; Lekkasje fra metanolrør, Troll C.

− Pre-inspeksjon gjennomført på Troll B og C

− Troll C:• Mange åpne områder; naturlig

fjerning av salter ved regnvann• Noe spaltekorrosjon (tape,

overmaling)

11 -

Erfaringer fra Troll B og C− Troll B:

• Tildels mange områder med fare for saltansamling på 316-rør

• Spaltkorrosjon under tape, tag-skilt etc.

− Samarbeidsgrupper etablert; Inspeksjon, Anleggintegritet og Troll B/C operasjonsgrupper

− Kriterier for inspeksjon besluttet; som for Oseberg

− Sommer 2009: Oppstart NVI - kampanjer Troll B

12 -

Status Troll B• Status tilstandskontroll Troll B, mai 2011

− Nesten alle relevante rør i 316-kvalitet inspisert; 755 linjer

− Inspiserte systemer: 43 (fakkelgass), 42 (metanol), 65 (hydraulikk), 71 (skumvæske), 63 (instrumentluft) og 64 (nitrogen)

− Spaltkorrosjon (ca 90%) eller pittings (ca 10%)

− Pitting; alvorligste funn påvist i delvis åpne områder, høye temperatur

− Fakkelgass- og metanol: alle rør inspisert under klammer/supports

− Tubing ikke inspisert

− Alle kritiske funn er midlertidig reparert/klamret

− Ingen lekkasjer påvist

− Ingen funn i helt åpne områder eller i områder med kontrollert miljø

13 -

Status Troll C

• Status tilstandskontroll Troll C, mai 2011:

− Inspeksjon pågår

− Ca 35% av totalt 1477 316-rør inspisert; 5 prioriteringsnivåer mht. kritikalitet

− Inspeksjon gjennomføres i henhold til oppdaterte funnkriterier (Oseberg og Troll)

− Trend mht. funn: Som for Troll B

14 -

Oppdaterte evalueringskriterier for inspeksjon

•Stort omfang av pitting/spaltkorrosjon

•Relativt mange kritiske funn

•Tilpasse akseptkriteriene til ulike rørklasser og kritikalitet

•Utnytte robustheten i designkoden

•Egen spesifikasjon av akseptkriterier for hver rørspesifikasjon

15 -

Oppdaterte evalueringskriterier for inspeksjon, 2011

• Kriterier utarbeidet fra ASME B31.3/B31G

• Tkrit= Tnom-(Tmin3+Tnomx0,125)

• A - Funn som ikke krever utbedring.

• B - Funn som ikke krever utbedring,

men forutsetter at gitte tiltak iverksettes.

• C – Funn som krever sliping for klassifisering.

• D – Funn som skal utbedres.

16 -

Tiltak

Utbedring

− Oseberg feltsenter

• Korroderte 316-rør oppgraderes til 6Mo materialkvalitet (fakkelsystemet)

− Troll B og C

• Korroderte 316-rør oppgraderes til egnet materialkvalitet; typisk 22 Cr duplex eller 6Mo. Hvert enkelt kritisk funn vurderes mht. riktig materialvalg

17 -

Tiltak

Tilstandsoppfølging

− Nærvisuell inspeksjon etableres som FV

− Kritiske funn flagges for permanent utbedring ved første anledning, dispensasjon for drift med midlertidig reparasjon (klammer)

− Maks. tidsintervall = 2 x tidsintervall for generell utvendig inspeksjon (TR 1987)

18 -

Oppsummering/læring, Oseberg og Troll• Materialkvalitet

− AISI 316 materialet er iht. til spesifikasjon, kjemi og struktur

− Materialleveranse OK

19 -

Oppsummering/læring, Oseberg og Troll

• Pitting korrosjon

− Oppstår på horisontale rør i områder under tak, men uten vegger

− Ikke observert i ”uteområder”

− Mer pitting på rør med ”stor” diameter

− Pitting omfang synes uavhengig av deluge-omfang

− Hypotese: Utkondensering av fuktig luft (marine forhold) fører til vannansamling og over tid til saltakkumulering, primært kl. 5-7

− Troll B: Pitting utgjør ca 10% av totalt korrosjonsomfang

20 -

Oppsummering/læring, Oseberg og Troll • Fravær av vegger muliggjør utkondensering av saltholdig vann.

• Rørsystemer i moduler med værvegger synes mindre utsatt for pitting

− Vanndråper og saltakkumulering også observert på underside av horisontale rør. Mengde vann varierer over tid.

21 -

Erfaringsoverføring• Statoil har tilsvarende materialkvaliteter i andre anlegg og prosessystemer;

korrosjon er også påvist bl.a på Grane, Troll A og Kvitebjørn • Det er rimelig å anta at også andre oljeselskap opplever liknende

utfordringer Viktig med erfaringsoverføring

• Myndighetene, PTIL• Intern erfaringsoverføring i Statoil

− Varsling sendt ut via distribusjonslister, fagnettverk Material− Presentasjoner på fagnettverksmøter Material

• Ekstern erfaringsoverføring− Gjennom fagledere Material i dertil egnede forum− Gjennom inspeksjons- og materialtekniske fora (eksempelvis

’Strategisk Inspeksjonsstyring’)

22 -

Anbefalte tiltak som begrenser eller hindrer korrosjon på 316 rør• Merketape og lignende som kan gi spaltekorrosjon må fjernes• Utføre kartlegging og gjennomføre nærvisuell inspeksjon av kritiske 316

rørlinjer• Tiltak ved kritiske funn:

− Utskifting fra AISI 316 til egnet materiale (eksempelvis 22 Cr duplex eller 6Mo)

− Påleggssveising og maling− Sliping og maling

• Etablere langsiktig vedlikeholdsfilosofi for AISI 316 rør− Rotårsak korrosjon på AISI 316 rør kan ikke fjernes;

Marin atmosfære og utkondensering av saltholdig vann− AISI 316 er kun korrosjonsbestandig under spesielle driftsbetingelser− Bruk av AISI 316 materialkvalitet i marint miljø krever aktiv

inspeksjonsoppfølging

• AISI 316 er i følge NORSOK M-001 bestandig i marint miljø, men erfaringene fra Oseberg, Troll og andre installasjoner tilsier at dette kun

f

23 -

Korrosjon på AISI 316-rør, utfordringer og tiltak

Tor Harry FauskeLeading Advisor Inspection Technologytel: +47 90998358www.statoil.com

Takk for oppmerksomheten