Internal Corrosion Advanced to c

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Internal Corro Corro sion for Pipelines — Advanced Table of Con tents

Chapter Chapter 1: Do I Have Have An Internal Internal Corrosi on Probl em? What is Internal Corrosion?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Basic Corrosion Cell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Forms of Corrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Uniform Corrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Localized Corrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Pitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Crevice Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Mesa Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Weld Zone Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Environmentally Assisted Cracking (EAC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Flow-Assisted Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Corrosion Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Galvanic Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Concentration Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Potentially Corrosive Species . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Carbon Dioxide (CO2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Hydrogen Sulfide (H2S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Oxygen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Microbiologically Influenced Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Environmentally Assisted Cracking Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Hydrogen Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Hydrogen Induced Cracking (HIC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Hydrogen Embrittlement (HE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Stress-Oriented Hydrogen Induced Cracking (SOHIC) . . . . . . . . . . . . . . 23 Sulfide Stress Cracking (SSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Stress Corrosion Cracking (SCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Liquid Metal Embrittlement (LME) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Flow-Assisted Damage Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Erosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Impingement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Erosion-Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 What Type of Pipeline Is It? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Upstream Petroleum Production Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Crude Oil/ Multiphase High Vapor Pressure (HVP) Liquid . . . . . . . . . . . . . 28 Water Cut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Natural Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

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Internal Corrosion for Pipelines — Advanced Course Manual

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Water Services (Sea, Produced, Fresh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Fresh Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Sea Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Produced Water. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Transmission Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Liquid Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Crude Oil (Low Vapor Pressure (LVP) Liquids) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Sulfur Content. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Total Acid Number (TAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Basic (Bottom) Sediment and Water (BS&W). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Product Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Anhydrous Ammonia (NH3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Natural Gas Pipelines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 “Dry” Transmission Lines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Distribution Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Pipeline Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Storage Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Other Service Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Slurry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Sewage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 High Pressure Steam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Hydrogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Super Critical CO2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Jet Fuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Acid Gas Injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Do I Have an IC problem?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Failures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Number of Failures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Year When Failure(s) Occurred. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Location Along Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Orientation of Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Form of Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Corrosion Mechanism or Potentially Corrosive Species . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Inspections and Assessments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Inspection/Assessment Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Location of Inspection/Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Date of Inspection/Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Corrosion Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Detection of Localized Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Date of Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49


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Water. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Water Content and/or Dew Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Removal of Water Following Hydrostatic Pressure Testing . . . . . . . . . . . . . 52 Water Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Alkalinity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Chlorides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Corrosion Rate Modeling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Corrosion Inhibitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Iron and Manganese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Microorganisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Testing Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Aerobic and Anaerobic Organisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Types of Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Conditions Conducive to Bacteria Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Biocides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Solids Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Types of Solids. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Accumulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Flow Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Flow Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Flow Velocity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Flow Regimes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Wettability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Low or Stagnant Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 High Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Entrainment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Operating Temperature and Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 System Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Gas Transmission Pipeline Drips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Dead Legs/Ends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Pipeline Fittings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Compressor Stations and Associated Piping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Pig Launchers/Receivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Expansion Loops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80



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Chapter 2: If Yes, How Bad Is It? Corrosion Rate Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Anode/Cathode Area. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Monitoring Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Selection of Representative Monitoring Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Side Streams and Bypass Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Monitoring Points at Facilities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Direct Intrusive Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Corrosion Coupons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Spool Piece. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Electrical Resistance (ER) Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Linear Polarization Resistance (LPR) Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Electrochemical Noise (ECN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Direct Non-Intrusive Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Electrical Field Mapping (EFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Permanently Mounted UT Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Acoustic Solids Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Indirect Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Hydrogen Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Intrusive Hydrogen Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Non-intrusive Hydrogen Patch Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Gas Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Water Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Sample Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Alkalinity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Anion Concentrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Metal (Cation) Concentrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Specific Gravity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Total Dissolved Solids (TDS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Organic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Inhibitor Residuals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Solid Analyses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Sample Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Qualitative Spot Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 X-ray Fluorescence (XRF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 X-ray Diffraction (XRD). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Microbiological Monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Sample Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Planktonic Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Sessile Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Liquid Culture Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41



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Adenosine Triphosphate (ATP) Photometry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Hydrogenase Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Fluorescence Microscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Adenosine Phosphosulfate (APS) Reductase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Monitoring Technique Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Real Time Monitoring Required . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Environmentally Assisted Cracking (EAC) Expected . . . . . . . . . . . . . . . 48 Intrusive Monitoring is Not Possible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Flow Assisted Damage is Expected . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Complimentary Testing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Inspection Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Selection of Representative Inspection Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Visual Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Magnetic Flux Leakage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Ultrasonic Testing (UT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Manual UT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Automated UT (AUT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Guided Wave Ultrasonic Testing Technology (GWUT) . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Eddy Current (EC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Radiographic Testing (RT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Inspection Method Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Wall Thickness Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Screening Tool/Quick Inspection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Detection of Internal Cracking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Pipeline Replacement / Internal Surface Exposed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Assessments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Direct Assessment Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Dry Gas ICDA Methodology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Pre-Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Indirect Inspection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Detailed Examination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Post Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Wet Gas ICDA (WG-ICDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Pre-Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Indirect Inspection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Detailed Examination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Post Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Liquid Petroleum ICDA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Pre-Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Indirect Inspection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Detailed Examination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Post Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Confirmatory Direct Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81



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Pressure Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 In-line Inspection (ILI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Assessment Method Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Determining If Mitigation Is Required . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Chapter 3: How Do I Stop It? Maintenance Pigging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Types of Maintenance Pigs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Mandrel Pigs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Foam Pigs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Solid-Cast Pigs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Sphere Pigs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Gel Pigs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Cleaning Frequency Schedule and Impacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Performance Confirmation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Chemical Treatment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Application Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Continuous Injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Batch Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Concentration and Injection Rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Factors Influence Chemical Treatment Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Velocity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Solubility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Compatibility with System Fluids and Other Chemicals . . . . . . . . . . . . . 15 Chemical Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Corrosion Inhibitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Water Soluble Corrosion Inhibitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Oil Soluble-Water Dispersible Corrosion Inhibitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Oil Soluble Corrosion Inhibitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Inorganic Corrosion Inhibitors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Biocides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Resistance to Biocides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Alternatives to Biocides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Scavengers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Oxygen Scavengers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Hydrogen Sulfide (H2S) Scavengers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Chemical Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Design and Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Water Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Removal of Potentially Corrosive Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Modifying Flow Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26



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Physical Design Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Selecting and Implementing Appropriate Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Effectiveness of Mitigation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Chapter 4: How Do I Design To Prevent Corr osio n? Define the Service Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 What is the Expected Product Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 What are the Expected Operating Conditions?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Corrosion Form/Rate Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Past Experiences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Non-Corrosive Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Effectively Mitigated Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Monitoring/Inspection Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Internal Corrosion Failures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Industry Guidance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Corrosion Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Design Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Removal of Water. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Separation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Dehydration/Dewatering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Gas Dehydration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Joule-Thompson Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Solid Desiccant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Liquid Desiccant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Liquid Dewatering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Electrostatic Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Heat Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Chemical Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Time/Gravity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Removal of Corrosive Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Amine Scrubbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Membrane Units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 H2S Scavenger Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Catalytic Combustion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Drips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Geometry – Physical Design Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Inspectability/Accessibility. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Piggable Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Monitoring Access Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Materials Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Is the Material Suited to the Environment? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Can Carbon Steel Be Used? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20



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Protective Coatings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Cement Mortar Lining (CML) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Elastomeric Liners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Cladding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Selecting and Implementing Appropriate Mitigation Methods . . . . . . . . . . . 24 Selection of Alternative Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Corrosion Mitigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Pitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Crevice Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Galvanic Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Weld Zone Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Stress Corrosion Cracking (SCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Hydrogen Induced Cracking (HIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking (SOHIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Sulfide Stress Cracking (SSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Erosion-Corrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Chapter 5: How Do I Optimize An Internal Corr osio n Program? What is Risk Management? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Risk Identification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Risk Evaluation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Risk Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Bow-Tie Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Risk Based Decision Making. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Risk Mitigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Risk Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Economics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Accounting Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Rate of Return (ROR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Net Present Value (NPV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Profitability Index (PI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Profitability Decisions (NPV, ROR, PI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Life-cycle costing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Economic Maintenance Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Internal Corrosion Management Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Internal Corrosion Management Plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Roles and Responsibilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Mitigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Data Management and Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18



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Continuous Improvement Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Management of Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Change of Product Mix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Change of Flow or Flow Direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Pressure and Temperature Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21



Internal Corrosion Advanced to c

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