Korózia sírovodíka v ropnom a plynárenskom priemysle

Potrubia zohrávajú kľúčovú úlohu v ropnom a plynárenskom sektore tým, že uľahčujú prepravu produktov do spracovateľských zariadení, skladov a komplexov rafinérií. Vzhľadom na to, že tieto potrubia prepravujú cenné a nebezpečné látky, každá prípadná porucha so sebou nesie významné finančné a environmentálne dôsledky vrátane rizika katastrofálnych ekonomických strát a ohrozenia ľudských životov. Poruchy môžu vyplynúť z rôznych faktorov, vrátane korózie (vonkajšia, vnútorná a praskanie pod napätím), mechanických problémov (ako sú chyby materiálu, dizajnu a konštrukcie), činností tretích strán (náhodných alebo úmyselných), prevádzkových problémov (poruchy, nedostatky, narušenia bezpečnostných systémov alebo chyby operátora) a prírodné javy (ako sú údery blesku, záplavy alebo zosuvy pôdy).

Je znázornené rozdelenie porúch za 15 rokov (1990–2005). Hlavným prispievajúcim faktorom je korózia, ktorá má na svedomí 46,6 % porúch plynovodov a 70,7 % porúch ropovodov. Hodnotenie nákladov na koróziu, ktoré vykonala renomovaná ropná a plynárenská spoločnosť, odhalilo, že vo fiškálnom roku 2003 výdavky na koróziu dosiahli približne 900 miliónov USD. Globálne náklady súvisiace s koróziou v ropnom a plynárenskom sektore predstavujú približne 60 miliárd USD. Len v Spojených štátoch amerických dosahujú zdokumentované náklady súvisiace s koróziou v takýchto odvetviach 1,372 miliardy USD. Okrem toho, vzhľadom na rastúci dopyt po energii získavanej z ropy a zemného plynu a súvisiace obavy sa očakáva, že celosvetové náklady na koróziu v rámci tohto odvetvia budú naďalej rásť. Preto existuje kritická potreba proaktívneho hodnotenia rizík, ktoré vyvažuje efektívnosť nákladov a bezpečnosť.

Zabezpečenie integrity potrubí je prvoradé pre bezpečnú prevádzku, ochranu životného prostredia a funkčnosť hlavných výrobných aktív. Korózia predstavuje vážnu hrozbu zvonka aj zvnútra. Vonkajšia korózia môže byť výsledkom faktorov, ako je kyslík a chlorid vo vonkajšom prostredí [6]. Naproti tomu vnútorná korózia môže pochádzať z látok, ako je sírovodík (H2S), oxid uhličitý (CO2) a organické kyseliny prítomné vo výrobnej kvapaline. Nesledovaná a nekontrolovaná korózia potrubia môže viesť k netesnostiam a katastrofálnym poruchám. Vnútorná korózia je významným problémom, ktorý predstavuje približne 57,4 % a 24,8 % koróznych porúch v potrubí na ropu a ropovodu na zemný plyn. Riešenie vnútornej korózie je nevyhnutné pre zachovanie integrity a bezpečnosti priemyslu.

V sektore ropy a zemného plynu sa korózia zvyčajne kategorizuje do dvoch základných typov: sladká a kyslá korózia, ktorá prevláda v prostrediach charakterizovaných zvýšenými parciálnymi tlakmi H2S a CO2 (PH2S a PCO2). Tieto konkrétne formy korózie predstavujú významné výzvy v priemysle. Korózia sa ďalej kategorizuje do troch režimov na základe pomeru PCO2 k PH2S: sladká korózia (PCO2/PH2S > 500), sladko-kyslá korózia (PCO2/PH2S v rozmedzí od 20 do 500) a kyslá korózia (PCO2/PH2S

Medzi kritické faktory ovplyvňujúce koróziu patria hladiny PH2S a PCO2, ako aj teplota a hodnoty pH. Tieto premenné významne ovplyvňujú rozpúšťanie korozívnych plynov, čím ovplyvňujú rýchlosť a mechanizmus tvorby koróznych produktov v sladkokyslom prostredí. Teplota urýchľuje chemické reakcie a zvyšuje rozpustnosť plynov, čo ovplyvňuje rýchlosť korózie. Úrovne pH určujú kyslosť alebo zásaditosť prostredia, pričom nízke pH urýchľuje koróziu a vysoké pH potenciálne spúšťa lokálne korózne mechanizmy. Rozpustené plyny CO2 a H2S vytvárajú vo vode korozívne kyseliny, ktoré reagujú s kovovými povrchmi za vzniku menej ochranných zlúčenín, čím urýchľujú koróziu. Sladká korózia zvyčajne zahŕňa tvorbu uhličitanov kovov (MeCO3), zatiaľ čo kyslá korózia zahŕňa rôzne formácie sulfidov kovov.

V ropnom a plynárenskom sektore predstavujú poruchy materiálu spôsobené koróziou v kyslom aj sladkom prostredí rôzne bezpečnostné, ekonomické a environmentálne výzvy. Obrázok 2 ukazuje relatívny príspevok rôznych foriem koróznych porúch počas 70. rokov 20. storočia. Kyslá korózia spôsobená H2S je identifikovaná ako primárna príčina porúch súvisiacich s koróziou v tomto odvetví, pričom jej prevalencia v priebehu času neustále eskaluje. Proaktívne riešenie kyslej korózie a zavedenie preventívnych opatrení sú nevyhnutné pre riadenie súvisiacich rizík v ropnom priemysle.

Riadenie a spracovanie látok obsahujúcich H2S predstavujú významné výzvy v odvetví ropy a zemného plynu. Pochopenie zložitosti korózie H2S je nevyhnutné, pretože predstavuje značnú hrozbu pre zariadenia a infraštruktúru, čím sa zvyšuje riziko zlyhania konštrukcie a potenciálnych nehôd. Tento typ korózie evidentne znižuje životnosť zariadenia, čo si vyžaduje nákladnú údržbu alebo výmenu. Navyše to bráni prevádzkovej účinnosti, čo vedie k zníženiu výkonu a zvýšenej spotrebe energie.

Pochopenie a riešenie problémov, ktoré predstavuje korózia H2S v takýchto odvetviach, prináša značné výhody. Bezpečnostné opatrenia sa posilňujú predchádzaním poruchám a údržbou zariadení a znižuje sa možnosť nehôd a následkov na životné prostredie. Táto stratégia tiež predlžuje životnosť zariadení, znižuje potrebu nákladných výmen a minimalizuje prestoje potrebné na opravy. Okrem toho zlepšuje prevádzkovú efektivitu tým, že zaručuje efektívne a konzistentné postupy, znižuje spotrebu energie a posilňuje spoľahlivosť toku.

Skúmanie oblastí pre ďalšie skúmanie vrátane pokročilých technológií povrchovej úpravy, nových materiálov, elektrochemických procesov a nových technológií je nevyhnutné. Rozvoj inovatívnych prístupov, ako sú systémy nepretržitého monitorovania a prediktívne modelovanie, ukazuje potenciál na zlepšenie preventívnych opatrení. Uplatňovanie pokročilej umelej inteligencie a pokročilej analýzy pri riadení, predikcii a kontrole korózie je novovznikajúcou oblasťou, ktorá si zaslúži ďalšie skúmanie.

Oddelenie výskumu a vývoja spoločnosti Vigor úspešne vyvinulo novú kompozitnú (sklenenú) zátku mostíka odolnú voči sírovodíku. Preukázal vynikajúci výkon v laboratórnych testoch aj v terénnych testoch u zákazníkov. Náš technický tím je plne vybavený na prispôsobenie a výrobu týchto zástrčiek podľa špecifických požiadaviek lokality. V prípade otázok o riešeniach premosťovacích zástrčiek Vigor sa obráťte na náš tím, ktorý vám poskytne produkty na mieru a výnimočnú kvalitu služieb.

Pre viac informácií nám môžete napísať do mailovej schránkyinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com