Factoren die de corrosieweerstand van roestvrijstalen gasleidingen beïnvloeden

In de gassector wordt de corrosieweerstand van roestvrijstalen buizen voornamelijk bepaald door vier dingen: de gasstroom droog houden (geen vrij water), chloriden op het metaaloppervlak beperken, een legering kiezen met voldoende plaatselijke corrosie-/SCC-weerstand voor de temperatuur, en het passieve oppervlak na fabricage herstellen/onderhouden.

Als een van deze zaken wordt gemist – vooral als er water in de leiding condenseert – kan roestvrij staal putjes vormen, spleten corroderen of barsten, zelfs als de basislegering ‘corrosiebestendig’ is. In de onderstaande paragrafen worden de praktische factoren opgesomd die meestal bepalen of roestvrijstalen leidingen voor gas tientallen jaren probleemloos blijven of voortijdig kapot gaan.

Onderhoudsomgevingsfactoren in roestvrijstalen gasleidingen

Voor roestvrijstalen buizen die gas vervoeren, beginnen de meest schadelijke corrosiescenario's doorgaans wanneer zich een geleidende vloeistoffase vormt op de buiswand. Zonder een elektrolyt (meestal water) vertragen de meeste interne corrosiemechanismen dramatisch.

Wateraanwezigheid en gasdauwpunt

Gratis water is de voorwaarde voor de meeste interne corrosie. Zelfs als gas een fabriek ‘droog’ verlaat, kunnen temperatuurdalingen langs de route ertoe leiden dat water condenseert als het waterdauwpunt niet voldoende onder controle wordt gehouden. Industrierichtlijnen leggen de nadruk op uitdroging om het gasdauwpunt te verlagen en de omstandigheden weg te nemen die corrosie bevorderen.

Storingen die nat gas introduceren (of condensatie mogelijk maken) concentreren het risico op lage punten, dode benen en stroomafwaarts van koeling.
Kleine hoeveelheden water kunnen voldoende zijn als ze stilstaan en zich zouten, ijzerdeeltjes of bacteriën ophopen.

Zure gassen, zuurstof en zouten die plaatselijke aanvallen ‘activeren’

Zodra er water aanwezig is, bepalen opgeloste soorten de ernst en de faalwijze:

Chloriden (door de overdracht van geproduceerd water, hydrotestwater, het binnendringen van kustlucht of reinigingsvloeistoffen) zijn de meest voorkomende oorzaken van putcorrosie/spleetcorrosie en scheurvorming door spanningscorrosie door chloride.
CO₂ verlaagt de pH in gecondenseerd water (koolzuur) en kan het algemene corrosierisico in gemengde metaalsystemen verhogen; Het binnendringen van zuurstof kan de corrosie in natte gebieden verder versnellen.
H₂S verandert de scheurgevoeligheid en materiaalkwalificatie-eisen in zure omgevingen; materiaalgebruik wordt doorgaans bepaald door MR0175/ISO 15156.

Praktische afhaalmogelijkheid: controleer het proces zodat de interne oppervlakken zichtbaar zijn droog gas en minimale zoutafzetting ; wanneer dat niet kan worden gegarandeerd (startups, pigging, hydrotests of off-spec gas), worden materiaalkeuze en fabricagekwaliteit doorslaggevend.

Legeringschemie en kwaliteitselectie: waarom “roestvrij” niet één materiaal is

Roestvast staal is bestand tegen corrosie omdat zich op het oppervlak een dunne passieve film van chroomoxide vormt. Bij chloridehoudende bevochtiging wordt het verschil tussen “adequate” en “hoge” weerstand vaak gedomineerd door het chroom- (Cr), molybdeen (Mo) en stikstofgehalte (N), die gewoonlijk worden vergeleken met behulp van het Pitting Resistance Equivalent Number (PREN).

PREN gebruiken om put-/spleetweerstand te vergelijken

PREN ≈%Cr (3,3 ×%Mo) (16 ×%N) . Een hogere PREN duidt over het algemeen op een verbeterde weerstand tegen door chloride veroorzaakte putcorrosie en spleetcorrosie (een belangrijk probleem wanneer nat gas of zout condensaat mogelijk is).

Typische PREN-bereiken die worden gebruikt om de plaatselijke corrosieweerstand tussen roestvaste families te vergelijken.
Materiaalfamilie / voorbeeldsoort	Typisch PREN-bereik (ongeveer)	Praktische implicatie bij natte, chloridehoudende verstoringen
304 / 304L (austenitisch)	~ 17,5–20,8	Kwetsbaarder voor chlorideputjes/spleten bij bevochtiging
316 / 316L (austenitisch, Mo-lager)	~23,1–28,5	Verbeterde plaatselijke corrosieweerstand versus 304; nog steeds SCC-gevoelig bij hogere temperaturen
2205 duplex (22Cr-duplex)	≥35 (vaak ~35-36)	Veel voorkomende stap-upkeuze wanneer 304/316 te maken heeft met chloride-SCC of een ernstig risico op putjes
Superaustenitisch (bijv. 6Mo/254SMO)	~ 42–48	Ontworpen voor agressieve chloridebevochtiging; hogere kosten, vaak gebruikt voor de ergste problemen

Praktische kennis: als bevochtiging met chloriden geloofwaardig is (condensaat, hydrotestresidu, kustblootstelling, geproduceerde wateroverdracht), moet de keuze van de kwaliteit gebaseerd zijn op gelokaliseerde corrosie en SCC-marge , niet alleen ‘roestvrij versus koolstofstaal’.

Temperatuur, chloriden en spanning: de SCC-‘struikeldraad’ voor gasleidingen

Voor chloride-spanningscorrosiescheuren (Cl-SCC) zijn drie omstandigheden tegelijkertijd vereist: trekspanning (resterende lasspanning kan voldoende zijn), chloriden op een nat oppervlak en verhoogde temperatuur. In de praktijk is temperatuur de factor die een beheersbaar putrisico vaak omzet in een scheurrisico.

Een praktische drempel: 60 °C (150 °F) richtlijn

Wanneer roestvrij staal volledig is ondergedompeld, komt het zelden voor dat chloride-SCC beneden ongeveer 60 °C (150 °F) komt. . Boven dat bereik neemt de gevoeligheid scherp toe, en zelfs relatief lage chlorideniveaus kunnen problematisch worden, vooral bij nat/droog-cycli waarbij zouten zich aan het oppervlak concentreren.

Bedieningselementen die werken in echte leidingsystemen

Houd de metaaltemperaturen waar mogelijk onder het SCC-gevoelige regime (isolatieontwerp, routing en vermijden van hotspots).
Verminder de blootstelling aan chloriden tijdens de hydrotest/inbedrijfstelling en zorg voor een grondige drainage en droging (restfilms kunnen putten veroorzaken die later uitgroeien tot scheuren).
Als temperatuur- en natte chloriden niet op betrouwbare wijze kunnen worden vermeden, specificeer dan duplex/super duplex of hoger gelegeerde materialen (en kwalificeer deze indien relevant volgens de toepasselijke zuur-/servicenormen).

Lassen, hittetint en oppervlakteconditie: hoe fabricage de corrosieweerstand kan wegnemen

Bij roestvrijstalen buizen voor gas zijn veel ‘mysterieuze’ corrosieproblemen terug te voeren op de fabricage: hittetint, ingebed ijzer, slechte spoeling van de binnendiameter, ruwe afwerking en onvolledige reiniging/passivering. Deze problemen creëren zwakke punten waar de passieve laag beschadigd raakt of niet uniform kan worden hervormd.

Warmtetint en oxidehuid na het lassen

Warmtetint is meer dan verkleuring: het duidt op een geoxideerd oppervlak en vaak op een chroomarme laag aan het oppervlak. Als het op zijn plaats blijft, kan het de plaatselijke corrosieweerstand aanzienlijk verminderen, precies daar waar de restspanningen het hoogst zijn (de door hitte beïnvloede zone en de lasnaad).

Beitsen en passiveren (en waarom beide ertoe doen)

Door beitsen worden lasaanslag/hittetint en de beschadigde oppervlaktelaag verwijderd; passivatie bevordert een robuuste passieve film. Normen zoals ASTM A380 (reinigings-/ontkalkings-/passiveringspraktijken) en ASTM A967 (chemische passivatiebehandelingen) worden vaak gebruikt om aanvaardbare processen en verificatie te definiëren.

Gebruik de juiste ID-purge om zware interne oxidatie op de pijplaswortels te voorkomen (vooral van cruciaal belang voor gasleidingen waar de interne toegang na montage beperkt is).
Verwijder ijzerverontreiniging van slijpgereedschappen of contact met koolstofstaal (ijzeropname kan op het oppervlak "roesten" en een aanval van te weinig afzetting veroorzaken).
Specificeer acceptatiecriteria voor de lasafwerking (gladde overgangen, minimale spleten) omdat de geometrie de spleetchemie en het vasthouden van afzettingen bepaalt.

Ontwerp- en installatiedetails die de corrosieprestaties bevorderen

Zelfs met de juiste kwaliteit en goed laswerk bepalen ontwerpdetails of corrosieve vloeistoffen en afzettingen zich ophopen, of zuurstof kan binnendringen en of galvanische koppels de aanval versnellen.

Vermijd spleten, dode benen en vloeistofvallen

Hellingslijnen zijn praktisch en voorzien van afvoerpunten op lage plekken om stilstaand condensaat te voorkomen.
Minimaliseer dode poten en afgedekte takken; stilstaand water is een veel voorkomende oorzaak van microbiologisch beïnvloede corrosie (MIC).
Gebruik pakking-/verbindingsontwerpen die geen hardnekkige spleten veroorzaken waar chloriderijke pekel zich concentreert.

Galvanische interacties en gemengde metalen

Als roestvrij staal elektrisch verbonden is met minder edele metalen (bijvoorbeeld koolstofstaal) en er een elektrolyt aanwezig is, kan galvanische corrosie de aanval op het minder edele onderdeel versnellen en afzettingen op de verbinding concentreren, waardoor ook een lokaal corrosierisico voor roestvrij staal ontstaat. Isolatiestrategieën (diëlektrische verbindingen, zorgvuldig aardingsontwerp en het vermijden van “natte” verbindingen) verminderen dit risico.

Operaties, hydrotesten en MIC: de ‘verborgen’ factoren die beslissen over de weerstand op de lange termijn

Veel corrosiefouten in roestvrijstalen gasleidingen worden niet veroorzaakt tijdens een stabiele werking, maar tijdens de inbedrijfstelling, hydrotesten, stilleggingen of processtoringen waarbij water binnendringt en resten achterblijven.

Hydrotest waterkwaliteit en droogdiscipline

Hydrotest- en spoelwater kunnen chloriden en microben introduceren. Praktische richtlijnen voor de sector bevelen gewoonlijk water met een laag chloridegehalte aan (vaak ~50 ppm chloride als conservatieve maatstaf) en legt de nadruk op reinigen, aftappen en drogen, zodat er geen stilstaand water in de leiding achterblijft.

MIC-risico wanneer water stagneert

Microbiologisch beïnvloede corrosie (MIC) kan voorkomen in stilstaand water, zelfs bij relatief bescheiden chlorideniveaus, en is gedocumenteerd in roestvrijstalen systemen waarbij leidingen na hydrotesten niet gedraineerd bleven. De onmiddellijke controle is operationeel: laat geen stilstaande waterfilms achter en vermijd langdurige stagnatie zonder biocide/controlemaatregelen, indien toegestaan door uw proces en regelgeving.

Definieer een inbedrijfstellingsvolgorde die eindigt met volledige afvoer, drooggasspuien (of gelijkwaardig) en verificatie van de droogte.
Beheers het binnendringen van zuurstof tijdens stilstand (afdekken, strakke isolatie en lekbeheer), omdat zuurstof in natte gebieden de aanval versnelt.
Inspecteer eerst de meest kwetsbare locaties: lage punten, dode benen, stroomafwaarts van koelers en zware lasspoelen.

Praktische beslissingstabel: factor, faalwijze en wat u eraan kunt doen

Een praktische mapping van sleutelfactoren tot het meest waarschijnlijke corrosiemechanisme en de controle met de hoogste impact.
Factor die de corrosieweerstand beïnvloedt	Typische storingsmodus bij roestvrijstalen gasleidingen	Hoogwaardige controle
Gecondenseerd water/nat gas	Maakt put-/spleet- en onderafzettingsaanvallen mogelijk	Uitdroging; dauwpuntcontrole; drainage- en pigging-strategie
Chloriden on a wet surface	Putjes/spleten; Cl-SCC-initiatieplaatsen	Chloorbronnen beperken (hydrotest/reiniging); upgrade legering (hogere PREN)
Temperatuur trekspanning	Scheurvorming door spanningscorrosie door chloride	Houd metaal waar mogelijk koeler; chloriden verminderen; duplex/superduplex-selectie
Warmtetint / slecht herstel van het oppervlak	Gelokaliseerde corrosie bij las/HAZ	Passiveren van beitsen; kwaliteit zuivering; controle op besmetting
Stilstaand water na hydrotest/uitschakeling	MIC, putjes bij afzettingen	Afvoer/droog-discipline; minimaliseer dode benen; gerichte inspectie op lage punten

Laatste afhaalmaaltijd: roestvrijstalen gasleidingen presteren het beste wanneer u corrosiebestendigheid als een systeemeigenschap beschouwt: procesdroogte, chloridebeheer, legeringskeuze (PREN/SCC-marge), fabricagekwaliteit en vloeistofbeheerontwerp moeten allemaal op één lijn liggen.