Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Ketahanan Korosi Pipa Gas Stainless Steel

Faktor lingkungan layanan di dalam pipa gas baja tahan karat

Untuk pipa baja tahan karat yang membawa gas, skenario korosi yang paling merusak biasanya dimulai ketika fase cair konduktif terbentuk di dinding pipa. Tanpa elektrolit (biasanya air), sebagian besar mekanisme korosi internal melambat secara drastis.

Keberadaan air dan titik embun gas

Air bebas adalah kondisi yang memungkinkan untuk sebagian besar korosi internal. Sekalipun gas keluar dari pabrik dalam keadaan “kering”, penurunan suhu di sepanjang jalur dapat memaksa air mengembun jika titik embun air tidak dikontrol dengan baik. Panduan industri menekankan dehidrasi untuk mengurangi titik embun gas dan menghilangkan kondisi yang mendorong korosi.

• Gangguan yang menimbulkan gas basah (atau memungkinkan kondensasi) memusatkan risiko pada titik rendah, titik mati, dan hilir pendinginan.
• Air dalam jumlah kecil sudah cukup jika tergenang dan menumpuk garam, butiran besi, atau bakteri.

Gas asam, oksigen, dan garam yang “mengaktifkan” serangan lokal

Ketika air tersedia, spesies terlarut menentukan tingkat keparahan dan modus kegagalan:

• Klorida (dari sisa air terproduksi, air uji hidro, masuknya udara pantai, atau cairan pembersih) adalah pemicu paling umum terjadinya korosi lubang/celah dan retak korosi tegangan klorida.
• CO₂ menurunkan pH dalam air yang terkondensasi (asam karbonat) dan dapat meningkatkan risiko korosi umum pada sistem logam campuran; masuknya oksigen selanjutnya dapat mempercepat korosi di daerah basah.
• H₂S mengubah kerentanan retak dan persyaratan kualifikasi material di lingkungan asam; penggunaan material umumnya diatur oleh MR0175/ISO 15156.

Kesimpulan praktisnya: kendalikan prosesnya sehingga permukaan bagian dalamnya dapat terlihat gas kering dan pengendapan garam minimal ; bila hal tersebut tidak dapat dijamin (start-up, pigging, hydrotest, atau gas di luar spesifikasi), pemilihan material dan kualitas fabrikasi menjadi hal yang menentukan.

Kimia paduan dan pemilihan kadar: mengapa “stainless” bukan hanya satu material

Baja tahan karat tahan terhadap korosi karena lapisan tipis pasif kromium-oksida terbentuk di permukaannya. Dalam pembasahan yang mengandung klorida, perbedaan antara resistansi “cukup” dan “tinggi” sering kali didominasi oleh kandungan kromium (Cr), molibdenum (Mo), dan nitrogen (N), yang biasanya dibandingkan menggunakan Pitting Resistance Equivalent Number (PREN).

Menggunakan PREN untuk membandingkan ketahanan lubang/celah

PREN ≈ %Cr (3,3 × %Mo) (16 × %N) . PREN yang lebih tinggi umumnya menunjukkan peningkatan ketahanan terhadap korosi lubang dan celah yang disebabkan oleh klorida (masalah utama ketika gas basah atau kondensat asin mungkin terjadi).

Kesimpulan praktis: jika pembasahan dengan klorida dapat dipercaya (kondensat, residu uji hidro, paparan pantai, sisa air yang dihasilkan), pemilihan kadar harus didasarkan pada korosi lokal dan margin SCC , bukan hanya “baja tahan karat vs baja karbon”.

Suhu, klorida, dan tegangan: “tripwire” SCC untuk pipa gas

Retak korosi tegangan klorida (Cl-SCC) memerlukan tiga kondisi sekaligus: tegangan tarik (tegangan las sisa cukup), klorida pada permukaan basah, dan suhu tinggi. Dalam praktiknya, suhu merupakan faktor yang sering kali mengubah risiko lubang yang dapat dikelola menjadi risiko keretakan.

Ambang batas praktis: panduan 60°C (150°F).

Ketika baja tahan karat direndam sepenuhnya, SCC klorida jarang terlihat di bawah sekitar 60°C (150°F) . Di atas kisaran tersebut, kerentanan meningkat tajam, dan bahkan kadar klorida yang relatif rendah pun dapat menjadi masalah—terutama dengan siklus basah/kering yang memusatkan garam di permukaan.

Kontrol yang berfungsi dalam sistem perpipaan nyata

• Jaga suhu logam di bawah rezim sensitif SCC jika memungkinkan (desain insulasi, perutean, dan menghindari titik panas).
• Kurangi paparan klorida selama hydrotest/commissioning dan pastikan pengeringan dan pengeringan menyeluruh (lapisan film sisa dapat menimbulkan lubang yang kemudian berkembang menjadi retakan).
• Jika suhu dan klorida basah tidak dapat dihindari, tentukan bahan dupleks/super dupleks atau bahan paduan yang lebih tinggi (dan memenuhi syarat bahan tersebut sesuai dengan standar asam/layanan yang berlaku jika relevan).

Pengelasan, warna panas, dan kondisi permukaan: bagaimana fabrikasi dapat menghilangkan ketahanan terhadap korosi

Untuk pipa baja tahan karat untuk gas, banyak masalah korosi “misteri” yang berasal dari fabrikasi: warna panas, besi tertanam, pembersihan ID yang buruk, penyelesaian akhir yang kasar, dan pembersihan/pasivasi yang tidak lengkap. Permasalahan ini menciptakan titik lemah dimana lapisan pasif rusak atau tidak dapat melakukan reformasi secara seragam.

Warna panas dan kerak oksida setelah pengelasan

Warna panas lebih dari sekadar perubahan warna: ini menunjukkan permukaan teroksidasi dan seringkali lapisan kromium habis di permukaan. Jika dibiarkan di tempatnya, hal ini dapat secara nyata mengurangi ketahanan korosi lokal tepat di tempat tegangan sisa paling tinggi (zona yang terkena dampak panas dan ujung las).

Pengawetan dan pasivasi (dan mengapa keduanya penting)

Pengawetan menghilangkan kerak las/warna panas dan lapisan permukaan yang rusak; pasif mempromosikan film pasif yang kuat. Standar seperti ASTM A380 (praktik pembersihan/kerak/pasivasi) dan ASTM A967 (perlakuan pasivasi kimia) biasanya digunakan untuk menentukan proses dan verifikasi yang dapat diterima.

• Gunakan pembersihan ID yang tepat untuk mencegah oksidasi internal yang parah pada akar las pipa (terutama penting untuk pipa gas yang akses internalnya terbatas setelah perakitan).
• Hilangkan kontaminasi besi dari alat gerinda atau kontak dengan baja karbon (pengambil besi dapat “berkarat” di permukaan dan memulai serangan endapan bawah).
• Tentukan kriteria penerimaan untuk penyelesaian las (transisi mulus, celah minimal) karena geometri mendorong kimia celah dan retensi endapan.

Detail desain dan pemasangan yang mendorong kinerja korosi

Bahkan dengan tingkat pengelasan yang tepat dan baik, detail desain menentukan apakah cairan korosif dan endapan terkumpul, apakah oksigen dapat masuk, dan apakah pasangan galvanik mempercepat serangan.

Hindari celah, kaki mati, dan perangkap cairan

• Garis miring merupakan tempat yang praktis dan menyediakan titik pembuangan di titik rendah untuk mencegah stagnasi kondensat.
• Minimalkan kaki mati dan cabang yang tumbang; genangan air adalah penyebab umum korosi yang dipengaruhi secara mikrobiologis (MIC).
• Gunakan desain paking/sambungan yang tidak menimbulkan celah yang persisten di mana air garam kaya klorida terkonsentrasi.

Interaksi galvanik dan logam campuran

Jika baja tahan karat dihubungkan secara elektrik dengan logam yang kurang mulia (misalnya baja karbon) dan terdapat elektrolit, korosi galvanik dapat mempercepat serangan pada komponen yang kurang mulia dan memusatkan endapan pada sambungan tersebut—menciptakan risiko korosi lokal pada baja tahan karat juga. Strategi isolasi (penyatuan dielektrik, desain grounding yang hati-hati, dan menghindari sambungan “basah”) mengurangi risiko ini.

Operasi, pengujian hidro, dan MIC: faktor “tersembunyi” yang menentukan resistensi jangka panjang

Banyak kegagalan korosi pipa gas tahan karat dipicu bukan selama pengoperasian dalam kondisi tunak, namun selama commissioning, pengujian hidro, penghentian, atau gangguan proses yang menyebabkan masuknya air dan meninggalkan residu.

Kualitas air hidrotest dan disiplin pengeringan

Hydrotest dan air siram dapat memasukkan klorida dan mikroba. Panduan industri praktis umumnya merekomendasikan air dengan kandungan klorida rendah (seringkali ~50 ppm klorida sebagai patokan konservatif) dan menekankan pembersihan, pengurasan, dan pengeringan sehingga air yang tergenang tidak tertinggal di dalam pipa.

Risiko MIC ketika air dibiarkan tergenang

Korosi yang dipengaruhi secara mikrobiologis (MIC) dapat terjadi di perairan yang tergenang—bahkan pada kadar klorida yang relatif rendah—dan telah didokumentasikan dalam sistem tahan karat yang salurannya tidak dikeringkan setelah pengujian hidro. Pengendalian langsung bersifat operasional: jangan tinggalkan lapisan air yang menggenang, dan hindari genangan air yang berkepanjangan tanpa tindakan biosida/pengendalian jika diizinkan oleh proses dan peraturan Anda.

1. Tentukan urutan commissioning yang diakhiri dengan pengurasan penuh, blowdown gas kering (atau yang setara), dan verifikasi kekeringan.
2. Kendalikan masuknya oksigen selama waktu henti (menyelimuti, isolasi ketat, dan manajemen kebocoran) karena oksigen di wilayah basah mempercepat serangan.
3. Periksa lokasi yang paling rentan terlebih dahulu: titik rendah, kaki mati, bagian hilir pendingin, dan kumparan las yang berat.

Tabel keputusan praktis: faktor, mode kegagalan, dan apa yang harus dilakukan untuk mengatasinya

Kesimpulan terakhir: pipa gas baja tahan karat memiliki kinerja terbaik jika Anda memperlakukan ketahanan terhadap korosi sebagai properti sistem—kekeringan proses, pengelolaan klorida, pemilihan paduan (margin PREN/SCC), kualitas fabrikasi, dan desain pengelolaan cairan semuanya harus selaras.

Referensi yang digunakan untuk titik data dan ambang batas

• SSINA: Retak Korosi Stres Klorida (jarang terjadi di bawah ~60 °C jika terendam seluruhnya).
• Paduan Terpadu: Rumus PREN dan contoh rentang PREN (Persamaan PREN dan rentang tipikal untuk nilai umum).
• Laporan PHMSA: Korosi Pipa (kontrol dehidrasi dan titik embun untuk menghilangkan kondisi yang mendorong korosi).
• GRI: Penilaian Langsung Korosi Internal pada Pipa Gas (definisi titik embun dan mekanisme kondensasi air).
• TWI: Mengembalikan sifat korosi setelah pengelasan (hilangkan oksida warna panas dan lapisan yang kekurangan kromium).
• Catatan teknis Nickel Institute: Pengawetan dan pasivasi (Referensi dan tujuan ASTM A380/A967).
• Institut Nikel: Contoh kotak MIC dalam bahan tahan karat setelah pengujian hidro (genangan air sebagai penyebab utama).
• NACE MR0175 / ISO 15156-1 (konteks layanan asam dan kerangka tindakan pencegahan terkait H₂S).