Corrosió del sulfur d'hidrogen a les indústries de petroli i gas

Els gasoductes tenen un paper crucial en el sector del petroli i el gas, ja que faciliten el transport de productes a instal·lacions de tractament, dipòsits d'emmagatzematge i complexos de refineries. Atès que aquests gasoductes transporten substàncies valuoses i perilloses, qualsevol fallada potencial comporta conseqüències financeres i ambientals importants, inclòs el risc de pèrdues econòmiques catastròfiques i amenaces per a la vida humana. Les avaries poden sorgir de diversos factors, com ara la corrosió (esquerdes externes, internes i per tensió), problemes mecànics (com ara errors de material, disseny i construcció), activitats de tercers (accidentals o intencionals), problemes operatius (mal funcionament, insuficiències, etc.). interrupcions dels sistemes de salvaguarda o errors de l'operador) i fenòmens naturals (com ara llamps, inundacions o desplaçaments de terra).

S'il·lustra la distribució de fallades durant 15 anys (1990-2005). La corrosió és el principal factor que contribueix, ja que representa el 46,6% de les fallades dels gasoductes de gas natural i el 70,7% dels oleoductes de cru. Una avaluació del cost de la corrosió realitzada per una empresa de petroli i gas de bona reputació va revelar que durant l'any fiscal 2003, les despeses per corrosió van ascendir a aproximadament 900 milions de dòlars. La despesa global atribuïda a la corrosió al sector del petroli i el gas és d'aproximadament 60.000 milions de dòlars. Només als Estats Units, els costos documentats relacionats amb la corrosió en aquestes indústries arriben als 1.372 milions de dòlars. A més, tenint en compte la creixent demanda d'energia procedent del petroli i el gas i les preocupacions associades, s'espera que les despeses de corrosió a tot el món dins de la indústria continuïn augmentant. Per tant, hi ha una necessitat crítica d'avaluacions de risc proactives que equilibrin la rendibilitat i la seguretat.

Assegurar la integritat de les canonades és primordial per a les operacions segures, la preservació del medi ambient i la funcionalitat dels principals actius de producció. La corrosió suposa una greu amenaça, tant externa com interna. La corrosió externa pot ser el resultat de factors com l'oxigen i el clorur a l'entorn extern [6]. En canvi, la corrosió interna pot provenir de substàncies com el sulfur d'hidrogen (H2S), el diòxid de carboni (CO2) i els àcids orgànics presents en el fluid de producció. La corrosió no controlada i descontrolada de les canonades pot provocar fuites i fallades catastròfiques. La corrosió interna ha estat una preocupació important, ja que constitueix aproximadament el 57,4% i el 24,8% de les fallades per corrosió en els gasoductes de petroli cru i de gas natural, respectivament. Abordar la corrosió interna és imprescindible per mantenir la integritat i la seguretat de la indústria.

En el sector del petroli i el gas, la corrosió es classifica normalment en dos tipus principals: corrosió agredolça, predominant en entorns caracteritzats per pressions parcials elevades de H2S i CO2 (PH2S i PCO2). Aquestes formes particulars de corrosió representen reptes importants dins de la indústria. La corrosió es classifica a més en tres règims basats en la proporció de PCO2 a PH2S: corrosió dolça (PCO2/PH2S > 500), corrosió agredolç (PCO2/PH2S que oscil·la entre 20 i 500) i corrosió àcida (PCO2/PH2S

Els factors crítics que influeixen en la corrosió inclouen els nivells de PH2S i PCO2, així com els valors de temperatura i pH. Aquestes variables afecten significativament la dissolució dels gasos corrosius, influint així en la velocitat i el mecanisme de formació de productes corrosius en ambients agredolços. La temperatura accelera les reaccions químiques i augmenta la solubilitat del gas, afectant les taxes de corrosió. Els nivells de pH determinen l'acidesa o l'alcalinitat ambiental, amb un pH baix que accelera la corrosió i un pH alt que pot desencadenar mecanismes de corrosió localitzats. Els gasos CO2 i H2S dissolts generen àcids corrosius a l'aigua, que reaccionen amb les superfícies metàl·liques per formar compostos menys protectors, accelerant així la corrosió. La corrosió dolça normalment implica la creació de carbonats metàl·lics (MeCO3), mentre que la corrosió àcida implica diverses formacions de sulfur metàl·lic.

Al sector del petroli i el gas, les fallades de materials derivades de la corrosió tant en entorns àcids com dolços plantegen diversos reptes de seguretat, econòmics i ambientals. La figura 2 mostra la contribució relativa de diverses formes de fallades per corrosió al llarg de la dècada de 1970. La corrosió àcida induïda per H2S s'identifica com la causa principal de mal funcionament relacionat amb la corrosió en aquesta indústria, amb la seva prevalença augmentant constantment amb el temps. Abordar de manera proactiva la corrosió àcida i instituir mesures preventives són imprescindibles per gestionar els riscos associats a les indústries petrolieres.

La gestió i el processament de substàncies que contenen H2S planteja reptes importants al sector del petroli i el gas. Entendre les complexitats de la corrosió H2S és imprescindible, ja que suposa una amenaça substancial per a l'equip i la infraestructura, augmentant el risc de fallada estructural i possibles accidents. Evidentment, aquest tipus de corrosió redueix la vida útil dels equips, la qual cosa requereix costosos esforços de manteniment o substitució. A més, impedeix l'eficiència operativa, provocant una disminució de la producció i un augment dels nivells de consum d'energia.

Comprendre i abordar els reptes que planteja la corrosió H2S en aquestes indústries ofereix avantatges notables. Es reforcen les mesures de seguretat mitjançant la prevenció d'avaries i el manteniment dels equips, i es redueix la possibilitat d'accidents i conseqüències ambientals. Aquesta estratègia també allarga la vida útil dels equips, disminuint la necessitat de reemplaçaments costosos i minimitzant el temps d'inactivitat necessari per a les reparacions. A més, millora l'eficàcia operativa garantint procediments efectius i coherents, reduint el consum d'energia i reforçant la fiabilitat del flux.

És essencial explorar àrees per a més investigacions, incloses les tecnologies de recobriment avançades, nous materials, processos electroquímics i tecnologies emergents. El desenvolupament d'enfocaments innovadors, com ara sistemes de seguiment continu i modelatge predictiu, mostra el potencial per millorar les mesures de precaució. L'aplicació d'una intel·ligència artificial avançada i d'analítica avançada en la gestió, la predicció i el control de la corrosió és un camp emergent que mereix més exploració.

El departament d'R+D de Vigor ha desenvolupat amb èxit un nou tap de pont compost (fibra de vidre) resistent al sulfur d'hidrogen. Ha demostrat un excel·lent rendiment tant en proves de laboratori com en proves de camp amb clients. El nostre equip tècnic està totalment equipat per personalitzar i produir aquests endolls segons els requisits específics del lloc. Per a consultes sobre les solucions de connectors de pont de Vigor, poseu-vos en contacte amb el nostre equip per obtenir productes a mida i una qualitat de servei excepcional.

Per a més informació, podeu escriure a la nostra bústiainfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com