Профессии в коррозионной инженерии существуют, чтобы предотвращать расход, который почти никогда не фигурирует под своим собственным именем. У коррозии есть необычное свойство: она одновременно огромно дорога и почти никогда не фигурирует как отдельная статья бюджета.
Расход, записанный под другими именами
Когда меняют трубу — это обслуживание. Когда мост нужно усилить — это реконструкция. Когда завод останавливается раньше срока — это простой. Когда теплообменник загрязняется и эффективность падает — это расход энергии.
Всё это часто именно коррозия, а поскольку ничто из этого не записано как коррозия, совокупная сумма невидима для тех, кто распределяет бюджет.
Организация тратит деньги в любом случае. Вопрос лишь в том, тратит ли она их на предотвращение — планово, — или на замену, где плана нет.
Отсюда следуют два структурных последствия, и оба кадровые.
Предотвращение недооценивают. Расходы на выбор материалов, покрытия и мониторинг видны как затраты, а предотвращённые отказы не проявляются вообще никогда. Это та же проблема атрибуции, что в статье об измерении эффективности обучения, и у неё тот же ответ: измеряйте ближайший показатель, а не заявляйте о предотвращённой катастрофе.
Экспертиза тонка. Инженерия коррозии — небольшая специализация со стареющим составом, и у организаций часто вообще нет своих специалистов — вместо этого они полагаются на подрядчиков, продающих покрытия.
Что охватывает это направление
Область: покрытия и износ, деградация, предотвращение коррозии и защита активов.
Четыре области.
Механизмы коррозии. Электрохимия в основе явления и конкретные формы, которые оно принимает.
Выбор материалов и проектирование. Выбор материалов и проектирование геометрии так, чтобы коррозия была менее вероятна, — это дешевле любой обработки.
Методы защиты. Покрытия, катодная защита, ингибиторы и контроль среды.
Мониторинг и контроль. Знание того, что происходит внутри актива, до того, как он откажет.
Формы отказа, которые удивляют людей
Общая равномерная коррозия — металл истончается равномерно — это версия, которую большинство представляет себе первой, и наименее опасная, потому что она видима и предсказуема.
Отказы вызывают локальные формы.
Питтинг. Небольшие глубокие язвы на в остальном целой поверхности, часто в нержавеющих сталях в хлоридных средах. Металла теряется совсем немного, а результат — сквозная перфорация.
Щелевая коррозия. Под прокладками, шайбами, отложениями и в стыках, где развиваются застойные условия. Конструкция создаёт щели, а коррозия их находит.
Гальваническая коррозия. Два разных металла в электрическом контакте в электролите — менее благородный корродирует быстрее. Это проектное решение. Крепёж, выбранный ради удобства, может съесть конструкцию вокруг себя, а последствие проявляется через годы после того, как проектировщик уже давно ушёл дальше.
Коррозионное растрескивание под напряжением. Восприимчивый материал, конкретная среда и растягивающее напряжение вместе дают растрескивание, тогда как ни один из трёх факторов по отдельности его не вызвал бы. Как и экологическое растрескивание в полимерах, оно проходит тесты, проведённые по отдельности.
Эрозионная коррозия и кавитация. Поток снимает защитные плёнки, постоянно обнажая свежий металл. Обычна на изгибах, клапанах и рабочих колёсах насосов.
Микробиологически индуцированная коррозия. Бактерии создают локальные условия, вызывающие атаку, — здесь направление встречается с микробиологией.
Общая черта: минимальная общая потеря металла, внезапный отказ, а режим контроля, измеряющий толщину стенки, ничего не находит, пока не становится слишком поздно.
Где это находится внутри домена
Поверхностная инженерия и коррозия — десятое из одиннадцати направлений в домене продвинутых материалов Astra Trainer, опирающееся на металлургию в части поведения сплавов, на керамику и нанотехнологии в части покрытий, и на энергетические материалы в части водородного охрупчивания и электрохимии.
Партнёры с физическими активами обычно планируют это направление вместе с доменом продвинутого производства, где обслуживание и управление активами, а также инженерия качества и надёжности охватывают режим контроля, и с доменом энергетики, климата и атома — для трубопроводов, шельфа и заводов. Уроки идут по пять минут, что подходит бригадам контроля и обслуживания. Здесь можно увидеть все одиннадцать направлений.
Покрытия, которые отказывают на этапе подготовки
Самый неизменно полезный практический вывод в этой области.
Когда защитное покрытие отказывает рано, причина почти всегда — подготовка поверхности, а не сам продукт покрытия.
Чистота поверхности. Масло, соль, пыль и остатки старого покрытия мешают адгезии. Загрязнение растворимыми солями — особая проблема, потому что оно невидимо и потом притягивает влагу сквозь покрытие.
Профиль поверхности. Покрытиям нужна заданная шероховатость, чтобы зацепиться. Слишком гладко — плохая адгезия, слишком грубо — пики выступают над плёнкой.
Условия нанесения. Температура, влажность и точка росы влияют на отверждение, а нанесение вне заданного окна даёт плёнку, которая выглядит правильно, но плохо работает.
Толщина плёнки. Слишком тонко — недостаточная защита, слишком толсто — может трескаться. Кромки, сварные швы и углы — там толщину сложнее всего выдержать и там начинаются отказы.
Кадровый вывод: то, работает ли система покрытия, определяет пескоструйщик и маляр, а не тот, кто её специфицировал. Организация, покупающая покрытия без компетентного контроля, покупает внешний вид.
СамопроверкаЭнергопереход строит установки и сооружения, с которыми у инженерии коррозии почти нет опыта. Прежде чем читать дальше, зафиксируйте ответ: какие из новых сред окажутся самыми сложными и почему именно они?Показать ответСкрыть ответ
Конструкции офшорной ветроэнергетики в морской воде, водородные системы, где металл охрупчивается, и установки улавливания углерода с влажным кислотным газом. Это условия, в которые база знаний ещё только расширяется, поэтому опыт нефти, газа и гражданского строительства переносится не полностью. Рядом — два более тихих давления: активы сверх изначального срока службы, где для продления нужны реальные данные о состоянии, и облегчение конструкций, создающее гальванические пары, с которыми ни у кого нет долгого опыта.
Почему это важнее по мере изменения инфраструктуры
Три тенденции повышают спрос на эту способность.
Стареющие активы. Значительная часть промышленной и гражданской инфраструктуры работает за пределами исходного расчётного срока службы, а решения о продлении ресурса требуют знания реального остаточного состояния.
Новая энергетическая инфраструктура. Конструкции офшорной ветроэнергетики в морской воде, водородные системы, сталкивающиеся с охрупчиванием, системы улавливания углерода, работающие с влажными кислотными газовыми потоками. Каждая приносит среды, в которые существующая база знаний о коррозии всё ещё расширяется.
Замена материалов. Облегчение конструкций и декарбонизация меняют материалы, а новые сочетания создают гальванические пары и среды, с которыми ни у кого нет десятилетий опыта.
Роли по именам
Инженеры по коррозии. Небольшая группа с высоким рычагом влияния, часто отсутствующая полностью.
Специалисты по катодной защите. Проектирование и мониторинг для трубопроводов, резервуаров и морских конструкций. Сертифицированная специализация.
Контролёры покрытий. Сертифицированные роли с устоявшимися схемами, люди, которые реально определяют результат покрытия.
Инженеры по выбору материалов в проектировании заводов и инфраструктуры.
Инженеры по контролю и целостности. Инспекция на основе риска и оценка пригодности к дальнейшей эксплуатации.
Инженеры по поверхностной обработке и термическому напылению.
Трибологи. Износ, трение и смазка — смежная и ещё более узкая специализация.
Менеджеры по целостности активов. Там, где это направление встречается с обслуживанием и управлением активами.
Кого можно обучить этому
Специалисты по нанесению покрытий, пескоструйщики и маляры. Самый естественный путь и тот, у которого есть реальная карьерная структура, поскольку схемы сертификации контролёров покрытий дают признанное продвижение. Они уже понимают нанесение на практике.
Техники по контролю. Персонал неразрушающего контроля и визуального осмотра — в роли, связанные с целостностью и коррозией.
Инженеры и техники по обслуживанию. Постоянно видят последствия и могут перейти от замены к предотвращению.
Металлурги и инженеры по материалам. Им нужны электрохимия и специфика среды.
Химики. В химию ингибиторов и водоподготовки, что составляет существенную часть контроля коррозии на технологических установках.
Морской и шельфовый персонал. Живут с самой агрессивной коррозионной средой, какая только есть.
Сертификация и опасности. Контроль покрытий, катодная защита и неразрушающий контроль работают по признанным схемам персональной сертификации с экзаменом и требованиями к опыту, а оценка целостности оборудования под давлением регулируется техническими кодами. Работы по подготовке поверхности и нанесению покрытий несут опасность вдыхаемой пыли, включая кристаллический кремнезём, воздействие растворителей, вход в замкнутые пространства и работу на высоте. Обучение развивает техническое понимание и готовит людей к маршрутам сертификации. Оно не даёт сертификации или права утверждать актив как пригодный к эксплуатации.
Что взять с собой
Расход велик и невидим, потому что его проводят как обслуживание, замену и простой, — поэтому предотвращение систематически недофинансируется.
Опасные формы локальны и отказывают внезапно почти без общей потери металла, поэтому режим контроля, измеряющий толщину стенки, ничего не находит, пока не становится слишком поздно.
Гальваническая коррозия — это проектное решение, чьи последствия проявляются через годы после того, как проектировщик уже ушёл.
Отказы покрытий — это отказы подготовки поверхности, поэтому пескоструйщик и контролёр определяют результат больше, чем тот, кто его специфицировал.
А маляры, пескоструйщики и персонал контроля — естественный путь входа, с сертификационными схемами, которые дают этому пути реальную карьерную структуру.
Проверь себя
Вопрос 1 из 3
Завод проводит замену труб по статье обслуживания, а внеплановые остановки — по статье простоев. Что, по мнению статьи, делает такой учёт?
Почему стоимость коррозии невидима?
Потому что её проводят как обслуживание, замену, простой или расход энергии, а не как коррозию. Совокупная сумма нигде не появляется, поэтому предотвращение выглядит чистым расходом.
Какие виды коррозии вызывают отказы?
Локальные формы: питтинг, щелевая коррозия, гальваническая атака, коррозионное растрескивание под напряжением, эрозионная коррозия и микробиологически индуцированная коррозия. Они отказывают внезапно при минимальной общей потере металла.
Почему защитные покрытия отказывают рано?
Почти всегда из-за подготовки поверхности: чистоты, загрязнения растворимыми солями, неверного профиля, нанесения вне заданного окна температуры и влажности, или недостаточной толщины на кромках и сварных швах.
Кто может перейти в роли, связанные с коррозией?
Сначала специалисты по нанесению покрытий и пескоструйщики, с чёткой карьерной прогрессией через сертификацию, затем техники контроля, персонал обслуживания и химики — в работу с ингибиторами и водоподготовкой.
Где коррозионная инженерия находится в домене материалов?
Десятое из одиннадцати направлений в домене продвинутых материалов Astra Trainer, обычно планируется вместе с обслуживанием и управлением активами в продвинутом производстве. Смотрите их здесь.