CUI, या इन्सुलेशन के नीचे संक्षारण, ताप प्रणालियों के तेल और गैस सुविधाओं में विफल होने के प्रमुख कारणों में से एक है, विशेष रूप से जब इन्सुलेशन परत में पानी प्रवेश कर जाता है। 2022 में वासिम द्वारा ड्यूकिक के साथ प्रकाशित अनुसंधान के अनुसार, तटरेखा के पास पाइपलाइनों पर देखी जाने वाली हर 10 संक्षारण समस्याओं में से लगभग 4 इसी छिपे हुए नुकसान के कारण होती हैं। समुद्री हवा में तैरते नमक के कण इन्सुलेशन के ठीक नीचे बहुत कठोर छोटे-छोटे स्थान बना देते हैं। इसके बाद क्या होता है? खैर, दक्षता में काफी भारी गिरावट आती है। खनिज इन्सुलेटेड केबल अपनी ऊष्मा स्थानांतरित करने की क्षमता का लगभग 22% तक खो सकती है। और पैसे की बात भी तो है। प्रत्येक प्रभावित पाइप के फुट पर रखरखाव के बिल में लगातार प्रति वर्ष लगभग 180 डॉलर की वृद्धि होती है। अधिकांश लोगों को तब तक पता नहीं चलता कि कोई समस्या है जब तक कि बहुत देर नहीं हो जाती, क्योंकि ये घटक आमतौर पर उपकरणों के अंदर छिपे होते हैं। इसीलिए रिफाइनरियों और ऑफशोर प्लेटफॉर्म पर अच्छे निगरानी समाधान रखना बिल्कुल आवश्यक हो जाता है, जहां समस्याओं को शुरुआत में पकड़ना महंगी मरम्मत और व्यापार निरंतरता के बीच का अंतर बन जाता है।
ताप ट्रेसिंग की विश्वसनीयता को खतरे में डालने वाले तीन प्राथमिक संक्षारण तंत्र:
एक 2023 विश्लेषण में पता चला कि 60–120°C के बीच चक्रीय तापमान सेवाओं में विशेष रूप से अलग-अलग रूपों की तुलना में संयुक्त छिद्रण-SCC तंत्र के कारण 63% अधिक बंद समय होता है।
उत्तरी सागर के एक प्लेटफॉर्म पर अनियंत्रित CUI प्रगति के कारण 18 महीनों के भीतर ताप ट्रेसिंग की पूर्ण विफलता का अनुभव हुआ:
| पैरामीटर | डिज़ाइन विशिष्टता | वास्तविक प्रदर्शन |
|---|---|---|
| इन्सुलेशन नमी | â¥5% | 29% (गीले-सूखे चक्र) |
| क्लोराइड सांद्रता | <50 पीपीएम | 1,100 पीपीएम |
| रखरखाव के अंतराल | 24 महीने | 6 महीने |
विफलता के बाद के विश्लेषण में पाया गया कि इनकोनेल तापन तत्वों और स्टेनलेस स्टील क्लैंप्स के बीच गैल्वेनिक युग्मन से 15 ¼A/cm² से अधिक धारा घनत्व उत्पन्न हुआ, जिससे 1.8 मिमी/वर्ष की दर से क्षरण त्वरित हो गया—आधारभूत सामग्री हानि की तुलना में छह गुना तेज।
संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं (CRAs) का सही चयन करते समय, कई महत्वपूर्ण कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है, जिनमें उनके संपर्क में आने वाले रसायन, संचालन तापमान, यांत्रिक तनाव और दीर्घकालिक लागत के प्रभाव शामिल हैं। 18% से 25% के बीच क्रोमियम और 2% से 6% तक मॉलिब्डेनम की उपस्थिति क्लोराइड्स के संपर्क में आने पर छिद्र और दरार संक्षारण की समस्याओं से निपटने में बहुत अंतर लाती है। उदाहरण के लिए, 316 स्टेनलेस स्टील पर विचार करें जो सल्फ्यूरिक एसिड के वातावरण में तापमान 60 डिग्री सेल्सियस से अधिक होने पर टूटना शुरू कर देता है। इसकी तुलना निकल-आधारित CRAs से करें जो लगभग 200 डिग्री सेल्सियस तक स्थिर रहते हुए बहुत कठोर परिस्थितियों को सहन कर सकते हैं। अधिकांश इंजीनियर हाइड्रोकार्बन प्रसंस्करण संयंत्रों में हाइड्रोजन सल्फाइड के स्तर या समुद्री जल के सीधे संपर्क जैसी महत्वपूर्ण चिंताओं के मद्देनजर सामग्री को उचित स्थितियों के साथ जोड़ने के लिए ISO 21457 दिशानिर्देशों पर भरोसा करते हैं।
इनकॉनेल 625 और अन्य निकेल आधारित मिश्र धातुएं 980 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर ऑक्सीकरण के विरुद्ध उत्कृष्ट प्रतिरोध के कारण खास तौर पर उभरी हैं। वे क्लोराइड प्रेरित तनाव संक्षारण दरारों को भी कई विकल्पों की तुलना में बेहतर ढंग से संभालती हैं। 2022 में तट से दूर तेल रिग्स पर किए गए क्षेत्र परीक्षणों में पाया गया कि इनकॉनेल से लेपित केबल्स स्टेनलेस स्टील के समकक्षों की तुलना में काफी अधिक समय तक चलती हैं, जिससे पांच वर्षों में विफलताओं में लगभग 70% की कमी आई। इन सामग्रियों के इतने लंबे समय तक चलने का कारण यह है कि ऊष्मा चक्रों के संपर्क में आने पर निकेल एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत बनाता है, जो दरारों के बनने को रोकती है। उच्च तापमान भाप ट्रेसिंग प्रणालियों से निपटने वाली कंपनियों के लिए, निकेल मिश्र धातुओं पर स्विच करने से अकेले रखरखाव लागत पर प्रति फुट वार्षिक लगभग अठारह डॉलर की बचत हो सकती है।
हालांकि सीआरए में अधिक प्रारंभिक लागत होती है—कार्बन स्टील की तुलना में 3 से 5 गुना—लेकिन 15 वर्षों में कुल स्वामित्व लागत में 40 से 60% की कमी आती है। नेस इंटरनेशनल (2023) ने 12 एलएनजी संयंत्रों का विश्लेषण किया, जिसमें पता चला:
| सामग्री | आरंभिक लागत | 10-वर्षीय रखरखाव | बदलाव की आवृत्ति |
|---|---|---|---|
| कार्बन स्टील | $12/फुट | $28/फुट | हर 3 से 4 वर्ष में |
| 316 स्टेनलेस | $38/फुट | $9/फुट | हर 8 से 10 वर्ष में |
| इन्कोनेल 625 | $55/फुट | $4/फुट | >15 वर्ष |
निकल मिश्र धातु का उपयोग करने वाली सुविधाओं ने अनियोजित बंदी और मरम्मत श्रम से बचने के कारण प्रति मील प्रति वर्ष 740,000 डॉलर बचाए।
आर्द्रता, अम्लीय संघनन या रासायनिक छिड़काव वाले क्षेत्रों में उजागर तेल और गैस हीट ट्रेसिंग प्रणालियों में एपॉक्सी और पॉलियूरेथेन कोटिंग महत्वपूर्ण बाधा के रूप में कार्य करते हैं। गैर-चालक परतों के रूप में, वे CUI जोखिम को लगभग 68% तक कम कर देते हैं। मोड़ जैसे लचीले क्षेत्रों में पॉलियूरेथेन उत्कृष्ट प्रदर्शन करता है, जबकि एपॉक्सी लंबे समय तक हाइड्रोकार्बन और खारे के संपर्क का प्रतिरोध करता है।
एल्युमीनियम-सिलिकॉन थर्मल स्प्रे जैसी उन्नत संवरण तकनीकें धात्विक आबंध बनाती हैं जो सतहों को संक्षारक एजेंटों से अलग कर देती हैं। अपतटीय स्थानों में गैल्वनीकरण और एल्युमीनीकरण कार्बन स्टील के सेवा जीवन को 12 से 15 वर्ष तक बढ़ा देता है। 400°C से अधिक तापमान के लिए, निकल मिश्र धातु क्लैडिंग रिफाइनरी भाप लाइनों में क्लोराइड-प्रेरित SCC को रोकता है।
लवणाक्षार में डुबोने के परीक्षणों में (NACE 2022) लेपित MI केबल अलेपित संस्करणों की तुलना में चार गुना अधिक समय तक चलते हैं। उत्क्रांत बहुलक जैकेट द्रवरोधी सील प्रदान करते हैं, जो मैग्नीशियम ऑक्साइड इन्सुलेशन में नमी के प्रवेश को रोकते हैं और स्थिर तापीय उत्पादन बनाए रखते हैं। सुविधाओं में रखरखाव में 23% कम बाधाएँ आती हैं, और वार्षिक संक्षारण-संबंधित मरम्मत की घटनाएँ प्रति मील 4.2 से घटकर 0.9 रह गई हैं।
संक्षारण समस्याएँ अक्सर तब शुरू होती हैं जब किसी को उनका एहसास नहीं होता, इसलिए योजना के चरण में समझदारी भरे डिज़ाइन निर्णय लेना नमी के कारण होने वाले नुकसान को रोकने में बहुत फर्क कर सकता है। उदाहरण के लिए, इन इन्सुलेशन कवर को उचित ढंग से झुकाना, यह सुनिश्चित करना कि वेल्डिंग बिना किसी अंतराल के आपस में जुड़ी हो, और ऐसी वाष्प अवरोधक स्थापित करना जो वास्तव में सांस ले सके, इस बात को सुनिश्चित करने में मदद करता है कि पानी गलत जगह फंसे नहीं। घटकों के बीच के छोटे-छोटे दरार वाले स्थानों को खत्म करना और ऐसी व्यवस्था करना कि पानी स्वाभाविक रूप से बहकर दूर हो जाए, इस बात में बहुत योगदान देता है कि बाद में किसी को नहीं चाहिए ऐसे घातक स्थानीय संक्षारण के स्थानों से निपटना पड़े। तटीय क्षेत्रों के निकट स्थापना के लिए, गोलाकार सहायक संरचनाएँ नमक के जमाव की समस्या को वास्तव में कम कर देती हैं। और मॉड्यूलर निर्माण दृष्टिकोण के बारे में भी मत भूलें, जो रखरखाव दल के लिए उन कठिन जगहों तक पहुँचना बहुत आसान बना देता है जहाँ संक्षारण समय के साथ छिपकर परेशानी पैदा करता है।
वायरलेस संक्षारण प्रोब, अल्ट्रासोनिक गेज और आईओटी थर्मल सेंसर के साथ समस्याओं को बड़ी समस्या बनने से पहले ही पकड़ने में मदद मिलती है। ये उपकरण तापमान में उतार-चढ़ाव, चालकता में बदलाव और आर्द्रता स्तर में बदलाव की निगरानी करके खरोंच या दीवार के पतले होने के शुरुआती संकेतों का पता लगाते हैं। उन संयंत्रों ने वास्तविक समय में ध्वनि उत्सर्जन सेंसर अपनाए हैं, उन्होंने पारंपरिक मैनुअल जांच की तुलना में अप्रत्याशित बंद होने की संख्या लगभग 40% तक कम कर दी है। इस प्रौद्योगिकी को कुछ स्मार्ट पूर्वानुमानित विश्लेषण सॉफ्टवेयर के साथ जोड़ दें तो परिणाम वाकई प्रभावशाली होते हैं। समुद्र में उपकरणों का जीवन कहीं भी छह से आठ वर्ष अधिक तक बढ़ जाता है, जो कठोर ऑफशोर स्थितियों के साथ काम करते समय बहुत बड़ा अंतर लाता है, जहां प्रतिस्थापन लागत अत्यधिक हो सकती है।
लंबे समय तक प्रणालियों की सुरक्षा के लिए, हमें स्टेनलेस स्टील क्लैडिंग जैसी जंग प्रतिरोधी सामग्री, नमी के प्रति प्रतिरोधी डिज़ाइन घटकों को एक साथ लाने और अनुमान के बजाय वास्तविक डेटा पर आधारित रखरखाव लागू करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए औद्योगिक संयंत्रों को लें। जब वे इनकॉनेल ट्रेसर लाइनों को हाइड्रोफोबिक एरोगेल इन्सुलेशन जैसी किसी चीज़ के साथ जोड़ते हैं और लगभग छह महीने में विद्युत चुम्बकीय जाँच का अनुसूचित करते हैं, तो वे विभिन्न प्रकार की संभावित विफलताओं के खिलाफ एक बहु-परत सुरक्षा ढाल बना रहे होते हैं। जिन सुविधाओं ने इस मार्ग का अनुसरण किया है, उन्हें दस वर्षों के बाद ही अपने मरम्मत बिल में लगभग 70% की कमी देखने को मिल रही है। जब आप इसके बारे में सोचते हैं, तो यह काफी प्रभावशाली है। इन बेहतर सामग्री और स्मार्ट निगरानी पर शुरूआती खर्चा आगे चलकर कम डाउनटाइम और कम आपातकालीन मरम्मत के माध्यम से कई गुना वापस आ जाता है।
जब संक्षारण जमा होता है, तो यह सतहों पर इन विद्युतरोधी ऑक्साइड परतों का निर्माण करता है जो वास्तव में ऊष्मा स्थानांतरण को प्रभावित करते हैं। प्रभावित पाइपलाइनों और केबलों में तापीय चालकता 40 से 60 प्रतिशत के बीच गिर जाती है। फिर आगे क्या होता है? ठीक है, ऑपरेटरों को आमतौर पर प्रदर्शन स्तर बनाए रखने के लिए 25% से 35% तक ऊर्जा आदान में वृद्धि करनी पड़ती है, लेकिन इससे पूरी प्रणाली कम कुशल हो जाती है। अचानक तापमान परिवर्तन के दौरान, प्रणाली उचित समय से कहीं अधिक धीमी प्रतिक्रिया देती है, जिससे सर्दियों की स्थिति के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों में जमने की समस्या का खतरा बढ़ जाता है। और जब खनिज इन्सुलेटेड केबलों का क्षरण शुरू होता है, तो विहिमीकरण प्रक्रिया में काफी देरी होती है। प्रत्येक घटना में लगभग 8 घंटे तक के संभावित बंदीकरण के विस्तार की बात हो रही है, जो तब तेजी से बढ़ता है जब रखरखाव दल पहले से ही कमजोर पड़ चुके होते हैं।
ऑक्सीकरण और क्षतिग्रस्त इन्सुलेशन पुरानी प्रणालियों में विद्युत संबंधी खतरों को बढ़ा देते हैं। 2023 के एक ऑफशोर सुरक्षा लेखा परीक्षण में गर्मी ट्रेसिंग की 22% विफलताओं को लवणीय वातावरण में जंग के कारण हुए लघु परिपथ और भू-त्रुटियों से जोड़ा गया। नमी के प्रवेश से प्रतिरोधकता का अपक्षय तेज हो जाता है—लवणीय वातावरण में स्व-नियामक केबलों में निक्रोम तत्व तीन गुना तेजी से अपक्षयित होते हैं।
जब कंपनियां लागत में तुरंत कटौती पर अधिक ध्यान केंद्रित करती हैं बजाय उन सामग्रियों में निवेश करने के जो संक्षारण का प्रतिरोध करती हैं, तो उन्हें लंबे समय में कहीं अधिक भुगतान करना पड़ता है—कुल मिलाकर लगभग तीन से पाँच गुना अधिक। दस साल पहले एक आर्कटिक अनुसंधान केंद्र में क्या हुआ था, इस पर एक नजर डालिए। संरक्षित कोटिंग के बिना इस्पात के भागों को लगभग हर ढाई साल में बदलने की आवश्यकता थी। इसके विपरीत, संक्षारण-प्रतिरोधी सामग्री से बने उन्हीं घटकों को बारह साल से अधिक समय तक ध्यान दिए बिना चलाया जा सका। और वित्तीय रूप से यह और भी खराब है। इस लघु-दृष्टि वाली रणनीति को अपनाने वाले व्यवसायों को निरीक्षण के लिए काफी अधिक बिल भुगतान करने पड़ते हैं। 2023 के पोनमैन इंस्टीट्यूट के आंकड़ों के अनुसार, उपकरणों के निरंतर खराब होने के कारण बिजली संबंधी खतरों के लगातार जोखिम के कारण इन सुविधाओं पर नियमित जांचों के लिए केवल अतिरिक्त लगभग सात लाख चालीस हजार डॉलर अतिरिक्त खर्च आता है।
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