Hydrogensulfidkorrosion i olie- og gasindustrien

Rørledninger spiller en afgørende rolle i olie- og gassektoren ved at lette transporten af ​​produkter til behandlingsanlæg, lagerdepoter og raffinaderikomplekser. I betragtning af, at disse rørledninger transporterer værdifulde og farlige stoffer, har enhver potentiel fejl betydelige økonomiske og miljømæssige konsekvenser, herunder risikoen for katastrofale økonomiske tab og trusler mod menneskeliv. Fejl kan opstå fra forskellige faktorer, herunder korrosion (ydre, indre og spændingsrevner), mekaniske problemer (såsom materiale-, design- og konstruktionsfejl), tredjepartsaktiviteter (tilfældige eller forsætlige), driftsproblemer (fejl, utilstrækkeligheder, afbrydelser af sikringssystemer eller operatørfejl) og naturfænomener (såsom lynnedslag, oversvømmelser eller landskift).

Fordelingen af ​​fejl over 15 år (1990-2005) er illustreret. Korrosion er den primære medvirkende faktor og tegner sig for 46,6 % af fejl i naturgasrørledninger og 70,7 % i råolierørledninger. En vurdering af korrosionsomkostninger udført af et velrenommeret olie- og gasselskab viste, at udgifterne til korrosion i regnskabsåret 2003 beløb sig til ca. USD 900 mio. Den globale udgift til korrosion i olie- og gassektoren er på ca. USD 60 mia. Alene i USA når de dokumenterede korrosionsrelaterede omkostninger i sådanne industrier op på USD 1,372 mia. I betragtning af den stigende efterspørgsel efter energi fra olie og gas og de dertil knyttede bekymringer, forventes verdensomspændende korrosionsudgifter inden for industrien at fortsætte med at stige. Derfor er der et kritisk behov for proaktive risikovurderinger, der balancerer omkostningseffektivitet og sikkerhed.

At sikre integriteten af ​​rørledninger er altafgørende for sikker drift, miljøbevarelse og funktionaliteten af ​​større produktionsaktiver. Korrosion udgør en alvorlig trussel, både eksternt og internt. Ekstern korrosion kan skyldes faktorer som ilt og klorid i det ydre miljø [6]. I modsætning hertil kan intern korrosion stamme fra stoffer som svovlbrinte (H2S), kuldioxid (CO2) og organiske syrer til stede i produktionsvæsken. Uovervåget og ukontrolleret rørledningskorrosion kan føre til lækager og katastrofale fejl. Intern korrosion har været et væsentligt problem og udgør henholdsvis ca. 57,4 % og 24,8 % af korrosionsfejl i råolie- og naturgasrørledninger. Afhjælpning af intern korrosion er bydende nødvendigt for at opretholde industriens integritet og sikkerhed.

I olie- og gassektoren er korrosion typisk kategoriseret i to primære typer: sød og sur korrosion, udbredt i miljøer karakteriseret ved forhøjede partialtryk af H2S og CO2 (PH2S og PCO2). Disse særlige former for korrosion repræsenterer betydelige udfordringer inden for industrien. Korrosion er yderligere kategoriseret i tre regimer baseret på forholdet mellem PCO2 og PH2S: sød korrosion (PCO2/PH2S > 500), sød-sur korrosion (PCO2/PH2S fra 20 til 500) og sur korrosion (PCO2/PH2S

Kritiske faktorer, der påvirker korrosion, omfatter PH2S- og PCO2-niveauer samt temperatur- og pH-værdier. Disse variable påvirker signifikant opløsningen af ​​ætsende gasser og påvirker derved hastigheden og mekanismen for korrosionsproduktdannelse i søde og sure miljøer. Temperatur fremskynder kemiske reaktioner og øger gasopløseligheden, hvilket påvirker korrosionshastigheden. pH-niveauer bestemmer miljøets surhedsgrad eller alkalinitet, med lav pH accelererende korrosion og høj pH potentielt udløser lokaliserede korrosionsmekanismer. Opløste CO2- og H2S-gasser genererer ætsende syrer i vand, der reagerer med metaloverflader og danner mindre beskyttende forbindelser og fremskynder derved korrosion. Sød korrosion involverer typisk dannelsen af ​​metalcarbonater (MeCO3), mens sur korrosion involverer forskellige metalsulfidformationer.

I olie- og gassektoren udgør materialefejl som følge af korrosion i både sure og søde miljøer forskellige sikkerhedsmæssige, økonomiske og miljømæssige udfordringer. Figur 2 viser det relative bidrag fra forskellige former for korrosionsfejl gennem 1970'erne. Sur korrosion induceret af H2S er identificeret som den primære årsag til korrosionsrelaterede fejlfunktioner i denne industri, med dens udbredelse støt eskalerende over tid. Proaktiv håndtering af sur korrosion og iværksættelse af forebyggende foranstaltninger er bydende nødvendigt for at håndtere de tilknyttede risici i olieindustrien.

Håndtering og behandling af stoffer indeholdende H2S udgør betydelige udfordringer i olie- og gassektoren. Det er bydende nødvendigt at forstå forviklingerne ved H2S-korrosion, da det udgør en væsentlig trussel mod udstyr og infrastruktur, hvilket øger risikoen for strukturelle fejl og potentielle ulykker. Denne type korrosion formindsker åbenbart udstyrets levetid, hvilket nødvendiggør kostbar vedligeholdelse eller udskiftning. Desuden hæmmer det driftseffektiviteten, hvilket fører til reduceret output og øget energiforbrug.

At forstå og håndtere de udfordringer, som H2S-korrosion udgør inden for sådanne industrier, giver mærkbare fordele. Sikkerhedsforanstaltningerne styrkes ved at forebygge nedbrud og vedligeholde udstyr, og muligheden for ulykker og miljømæssige konsekvenser mindskes. Denne strategi forlænger også udstyrets levetid, mindsker behovet for dyre udskiftninger og minimerer den nedetid, der kræves til reparationer. Derudover forbedrer det driftseffektiviteten ved at garantere effektive og konsistente procedurer, reducere energiforbruget og forstærke flowpålidelighed.

Det er vigtigt at udforske områder for yderligere undersøgelser, herunder avancerede belægningsteknologier, nye materialer, elektrokemiske processer og nye teknologier. Udviklingen af ​​innovative tilgange, såsom kontinuerlige overvågningssystemer og prædiktiv modellering, viser potentialet til at forbedre forsigtighedsforanstaltninger. Anvendelse af avanceret kunstig intelligens og avanceret analyse i styring, forudsigelse og kontrol af korrosion er et spirende felt, der fortjener yderligere udforskning.

Vigors R&D-afdeling har med succes udviklet en ny komposit (glasfiber) broprop, der er resistent over for svovlbrinte. Det har vist fremragende ydeevne i både laboratorietest og kundefeltforsøg. Vores tekniske team er fuldt udstyret til at tilpasse og producere disse stik i henhold til specifikke krav på stedet. For forespørgsler om Vigors brostiksløsninger, kontakt vores team for skræddersyede produkter og enestående servicekvalitet.

For mere information kan du skrive til vores postkasseinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com