Hidrogén-szulfid korrózió az olaj- és gáziparban

A csővezetékek döntő szerepet játszanak az olaj- és gázszektorban azáltal, hogy megkönnyítik a termékek kezelő létesítményekbe, tárolóraktárakba és finomítói komplexumokba történő szállítását. Tekintettel arra, hogy ezek a csővezetékek értékes és veszélyes anyagokat szállítanak, minden lehetséges meghibásodás jelentős pénzügyi és környezeti következményekkel jár, beleértve a katasztrofális gazdasági veszteségek és az emberi élet fenyegetésének kockázatát. A meghibásodások számos tényezőből adódhatnak, beleértve a korróziót (külső, belső és feszültségrepedés), mechanikai problémákat (például anyag-, tervezési és konstrukciós hibák), harmadik fél tevékenységét (véletlen vagy szándékos), működési problémákat (hibás működés, elégtelenség, a védelmi rendszerek zavarai vagy kezelői hibák) és természeti jelenségek (például villámcsapás, árvíz vagy földeltolódás).

A meghibásodások 15 év (1990–2005) megoszlását szemléltetjük. A korrózió az elsődleges tényező, amely a földgázvezetékek meghibásodásának 46,6%-át, a kőolajvezetékeknél pedig 70,7%-át okozza. Egy jó hírű olaj- és gázipari vállalat által végzett korróziós költségbecslés kimutatta, hogy a 2003-as pénzügyi évben a korrózióval kapcsolatos kiadások körülbelül 900 millió USD-t tettek ki. Az olaj- és gázszektorban bekövetkezett korróziónak tulajdonított globális költség megközelítőleg 60 milliárd USD. Csak az Egyesült Államokban az ilyen iparágakban a korrózióval kapcsolatos dokumentált költségek elérik az 1,372 milliárd USD-t. Ezen túlmenően, figyelembe véve az olajból és gázból nyert energia iránti növekvő keresletet és a kapcsolódó aggályokat, az iparágon belüli korróziós költségek világszerte várhatóan tovább emelkednek. Ezért kritikus szükség van proaktív kockázatértékelésekre, amelyek egyensúlyban tartják a költséghatékonyságot és a biztonságot.

A csővezetékek integritásának biztosítása kiemelten fontos a biztonságos működés, a környezet megóvása és a főbb termelési eszközök működőképessége szempontjából. A korrózió külsőleg és belsőleg egyaránt komoly veszélyt jelent. A külső korróziót olyan tényezők okozhatják, mint például az oxigén és a klorid a külső környezetben [6]. Ezzel szemben a belső korrózió olyan anyagokból eredhet, mint a hidrogén-szulfid (H2S), szén-dioxid (CO2) és a gyártófolyadékban jelenlévő szerves savak. A csővezetékek ellenőrizetlen és ellenőrizetlen korróziója szivárgáshoz és katasztrofális meghibásodásokhoz vezethet. A belső korrózió jelentős aggodalomra ad okot, mivel a kőolaj- és földgázvezetékekben a korróziós meghibásodások körülbelül 57,4%-át, illetve 24,8%-át teszi ki. A belső korrózió kezelése elengedhetetlen az iparág integritásának és biztonságának megőrzéséhez.

Az olaj- és gázszektorban a korróziót jellemzően két fő típusba sorolják: édes-savanyú korrózióra, amely a H2S és a CO2 (PH2S és PCO2) megnövekedett parciális nyomásával jellemezhető környezetben jellemző. A korrózió ezen sajátos formái jelentős kihívást jelentenek az iparágon belül. A korróziót a PCO2 és a PH2S aránya alapján további három rendszerbe sorolják: édes korrózió (PCO2/PH2S > 500), édes-savanyú korrózió (20 és 500 közötti PCO2/PH2S) és savanyú korrózió (PCO2/PH2S

A korróziót befolyásoló kritikus tényezők közé tartozik a PH2S és PCO2 szint, valamint a hőmérséklet és a pH értékek. Ezek a változók jelentősen befolyásolják a korrozív gázok oldódását, ezáltal befolyásolják a korróziós termék képződésének sebességét és mechanizmusát édes-savanyú környezetben. A hőmérséklet felgyorsítja a kémiai reakciókat és növeli a gáz oldhatóságát, ami befolyásolja a korrózió sebességét. A pH-szintek határozzák meg a környezet savasságát vagy lúgosságát, az alacsony pH gyorsítja a korróziót, a magas pH pedig potenciálisan helyi korróziós mechanizmusokat indít el. Az oldott CO2 és H2S gázok korrozív savakat hoznak létre a vízben, a fémfelületekkel reagálva kevésbé védő vegyületeket képeznek, ezáltal felgyorsítva a korróziót. Az édes korrózió jellemzően fémkarbonátok (MeCO3) képződésével jár, míg a savanyú korrózió különféle fém-szulfid képződményeket foglal magában.

Az olaj- és gázszektorban a savanyú és édes környezetben bekövetkező korrózióból eredő anyaghibák különféle biztonsági, gazdasági és környezetvédelmi kihívásokat jelentenek. A 2. ábra a korróziós hibák különböző formáinak relatív hozzájárulását mutatja az 1970-es években. A H2S által kiváltott savanyú korróziót a korrózióval kapcsolatos meghibásodások elsődleges okaként azonosítják ebben az iparágban, és előfordulása az idő múlásával folyamatosan növekszik. A savanyú korrózió proaktív kezelése és a megelőző intézkedések bevezetése elengedhetetlen a kapcsolódó kockázatok kezeléséhez a kőolajiparban.

A H2S-t tartalmazó anyagok kezelése és feldolgozása jelentős kihívásokat jelent az olaj- és gázszektorban. A H2S korrózió bonyolultságának megértése elengedhetetlen, mivel jelentős veszélyt jelent a berendezésekre és az infrastruktúrára, növelve a szerkezeti meghibásodások és a lehetséges balesetek kockázatát. Az ilyen típusú korrózió nyilvánvalóan csökkenti a berendezések élettartamát, és költséges karbantartást vagy cserét tesz szükségessé. Ezenkívül akadályozza a működési hatékonyságot, ami csökkenti a teljesítményt és megnövekedett energiafogyasztást.

A H2S-korrózió jelentette kihívások megértése és kezelése az ilyen iparágakon belül észrevehető előnyökkel jár. Az üzemzavarok megelőzésével és a berendezések karbantartásával erősítik a biztonsági intézkedéseket, csökkentik a balesetek és környezeti következmények lehetőségét. Ez a stratégia meghosszabbítja a berendezések élettartamát, csökkenti a költséges cserék szükségességét, és minimalizálja a javításokhoz szükséges állásidőt. Ezenkívül javítja a működési hatékonyságot azáltal, hogy garantálja a hatékony és következetes eljárásokat, csökkenti az energiafogyasztást és megerősíti az áramlási megbízhatóságot.

Alapvető fontosságú a további kutatási területek feltárása, beleértve a fejlett bevonási technológiákat, az új anyagokat, az elektrokémiai folyamatokat és az újonnan megjelenő technológiákat. Az innovatív megközelítések, például a folyamatos nyomon követési rendszerek és a prediktív modellezés fejlesztése megmutatja az óvintézkedések fokozásának lehetőségét. A fejlett mesterséges intelligencia és a fejlett analitika alkalmazása a korrózió kezelésében, előrejelzésében és ellenőrzésében olyan feltörekvő terület, amely további kutatásokat érdemel.

A Vigor K+F részlege sikeresen kifejlesztett egy új kompozit (üvegszálas) híddugót, amely ellenáll a hidrogén-szulfidnak. Kiváló teljesítményt mutatott mind a laboratóriumi teszteken, mind a vásárlói tereppróbák során. Technikai csapatunk teljes mértékben fel van szerelve arra, hogy testreszabja és gyártsa ezeket a dugókat az adott helyszíni követelményeknek megfelelően. A Vigor híddugós megoldásaival kapcsolatos kérdéseivel forduljon csapatunkhoz személyre szabott termékekért és kivételes szolgáltatási minőségért.

További információért írjon postafiókunkbainfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com