Vesiniksulfiidi korrosioon nafta- ja gaasitööstuses

Torujuhtmed mängivad nafta- ja gaasisektoris üliolulist rolli, hõlbustades toodete transporti töötlemisrajatistesse, hoidlatesse ja rafineerimistehaste kompleksidesse. Arvestades, et need torujuhtmed transpordivad väärtuslikke ja ohtlikke aineid, on igal võimalikul tõrgetel olulised rahalised ja keskkonnaalased tagajärjed, sealhulgas katastroofiliste majanduslike kahjude oht ja oht inimeludele. Rikked võivad tuleneda erinevatest teguritest, sealhulgas korrosioonist (välis-, sise- ja pingepragudest), mehaanilistest probleemidest (nagu materjali-, konstruktsiooni- ja ehitusvead), kolmanda osapoole tegevusest (juhuslik või tahtlik), tööprobleemidest (rikked, ebapiisavused, kaitsesüsteemide häired või operaatori vead) ja loodusnähtused (nt pikselöögid, üleujutused või maapinna nihked).

Illustreeritud on rikete jaotus 15 aasta jooksul (1990–2005). Peamine soodustav tegur on korrosioon, mis moodustab 46,6% maagaasitorustike ja 70,7% toornafta torujuhtmete riketest. Ühe maineka nafta- ja gaasiettevõtte poolt läbi viidud korrosioonikulude hindamine näitas, et 2003. eelarveaastal olid korrosiooniga seotud kulutused ligikaudu 900 miljonit USA dollarit. Nafta- ja gaasisektori korrosiooniga seotud ülemaailmsed kulud ulatuvad ligikaudu 60 miljardi USA dollarini. Ainuüksi Ameerika Ühendriikides ulatuvad sellistes tööstusharudes korrosiooniga seotud kulud 1,372 miljardi USA dollarini. Lisaks, arvestades kasvavat nõudlust naftast ja gaasist saadava energia järele ning sellega seotud probleeme, eeldatakse, et ülemaailmsed korrosioonikulud tööstuses kasvavad jätkuvalt. Seetõttu on kriitiline vajadus ennetavate riskianalüüside järele, mis tasakaalustaksid kulutõhusust ja ohutust.

Torujuhtmete terviklikkuse tagamine on esmatähtis ohutu toimimise, keskkonna säilitamise ja peamiste tootmisvarade funktsionaalsuse tagamiseks. Korrosioon kujutab endast tõsist ohtu nii väliselt kui ka sisemiselt. Väline korrosioon võib tuleneda sellistest teguritest nagu hapnik ja kloriid väliskeskkonnas [6]. Seevastu sisemine korrosioon võib tuleneda sellistest ainetest nagu vesiniksulfiid (H2S), süsinikdioksiid (CO2) ja tootmisvedelikus olevad orgaanilised happed. Torujuhtmete jälgimata ja kontrollimatu korrosioon võib põhjustada lekkeid ja katastroofilisi rikkeid. Sisekorrosioon on olnud märkimisväärne probleem, moodustades vastavalt ligikaudu 57,4% ja 24,8% toornafta ja maagaasi torujuhtmete korrosioonitõrgetest. Sisekorrosiooniga tegelemine on tööstuse terviklikkuse ja ohutuse säilitamiseks hädavajalik.

Nafta- ja gaasisektoris jagatakse korrosioon tavaliselt kahte põhitüüpi: magushapu korrosioon, mis on levinud keskkondades, mida iseloomustab kõrgendatud H2S ja CO2 osarõhk (PH2S ja PCO2). Need konkreetsed korrosioonivormid kujutavad endast tööstuses olulisi väljakutseid. Korrosioon jaguneb PCO2 ja PH2S suhte alusel veel kolme režiimi: maguskorrosioon (PCO2/PH2S > 500), magushapu korrosioon (PCO2/PH2S vahemikus 20 kuni 500) ja hapukorrosioon (PCO2/PH2S

Korrosiooni mõjutavad kriitilised tegurid on PH2S ja PCO2 tase, samuti temperatuur ja pH väärtused. Need muutujad mõjutavad oluliselt söövitavate gaaside lahustumist, mõjutades seeläbi korrosiooniproduktide moodustumise kiirust ja mehhanismi magushapus keskkonnas. Temperatuur kiirendab keemilisi reaktsioone ja suurendab gaasi lahustuvust, mõjutades korrosioonikiirust. pH tasemed määravad keskkonna happesuse või aluselisuse, kusjuures madal pH kiirendab korrosiooni ja kõrge pH võib vallandada lokaalseid korrosioonimehhanisme. Lahustunud CO2 ja H2S gaasid tekitavad vees söövitavaid happeid, reageerides metallpindadega, moodustades vähem kaitsvaid ühendeid, kiirendades seeläbi korrosiooni. Magusa korrosiooniga kaasneb tavaliselt metallkarbonaatide (MeCO3) teke, hapukorrosiooni puhul aga mitmesuguseid metallsulfiidide moodustisi.

Nafta- ja gaasisektoris tekitavad korrosioonist tulenevad materjalirikked nii hapu- kui ka magusas keskkonnas erinevaid ohutus-, majandus- ja keskkonnaprobleeme. Joonis 2 näitab erinevate korrosioonitõrgete vormide suhtelist panust 1970. aastatel. H2S-i põhjustatud hapu korrosioon on selles tööstusharus korrosiooniga seotud rikete peamine põhjus, mille levimus aja jooksul pidevalt suureneb. Hapu korrosiooniga tegelemine ja ennetavate meetmete kehtestamine on naftatööstuses kaasnevate riskide ohjamiseks hädavajalikud.

H2S-i sisaldavate ainete käitlemine ja töötlemine kujutab endast nafta- ja gaasisektoris olulisi väljakutseid. H2S korrosiooni keerukuse mõistmine on hädavajalik, kuna see kujutab endast olulist ohtu seadmetele ja infrastruktuurile, suurendades konstruktsiooni rikete ja võimalike õnnetuste ohtu. Seda tüüpi korrosioon vähendab ilmselt seadmete eluiga, mistõttu on vaja kulukat hooldust või väljavahetamist. Lisaks pärsib see töötõhusust, mille tulemuseks on toodangu vähenemine ja energiatarbimise suurenemine.

H2S-i korrosioonist tulenevate väljakutsete mõistmine ja käsitlemine sellistes tööstusharudes annab märgatavaid eeliseid. Ohutusmeetmeid tugevdatakse rikete vältimise ja seadmete hooldamise kaudu ning väheneb õnnetuste ja keskkonnamõjude võimalus. See strateegia pikendab ka seadmete eluiga, vähendades vajadust kulukate asenduste järele ja minimeerides remondiks vajalikke seisakuid. Lisaks parandab see töötõhusust, tagades tõhusad ja järjepidevad protseduurid, vähendades energiatarbimist ja suurendades voolukindlust.

Oluline on uurida edasisi uurimisvaldkondi, sealhulgas täiustatud katmistehnoloogiaid, uusi materjale, elektrokeemilisi protsesse ja uusi tehnoloogiaid. Uuenduslike lähenemisviiside, nagu pidevseiresüsteemid ja ennustav modelleerimine, väljatöötamine näitab potentsiaali ettevaatusmeetmete tõhustamiseks. Täiustatud tehisintellekti ja täiustatud analüütika rakendamine korrosiooni juhtimisel, prognoosimisel ja kontrollimisel on arenev valdkond, mis väärib edasist uurimist.

Vigori teadus- ja arendusosakond on edukalt välja töötanud uue komposiit (klaaskiust) sillapistiku, mis on vastupidav vesiniksulfiidile. See on näidanud suurepärast jõudlust nii laborikatsetes kui ka klientide välikatsetes. Meie tehniline meeskond on täielikult varustatud nende pistikute kohandamiseks ja tootmiseks vastavalt saidi konkreetsetele nõuetele. Vigori sillapistikulahenduste kohta päringute saamiseks pöörduge meie meeskonna poole, et saada kohandatud tooteid ja erakordset teeninduskvaliteeti.

Lisateabe saamiseks võite kirjutada meie postkastiinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com