Сірководнева корозія в нафтовій і газовій промисловості

Трубопроводи відіграють вирішальну роль у нафтогазовому секторі, полегшуючи транспортування продуктів до очисних споруд, сховищ і нафтопереробних комплексів. З огляду на те, що ці трубопроводи транспортують цінні та небезпечні речовини, будь-який потенційний збій має значні фінансові та екологічні наслідки, включаючи ризик катастрофічних економічних втрат і загрозу життю людей. Поломки можуть виникати внаслідок різних факторів, у тому числі корозії (зовнішня, внутрішня та розтріскування під напругою), механічних проблем (таких як дефекти матеріалу, дизайну та конструкції), діяльності третіх осіб (випадкової чи навмисної), проблем з експлуатацією (несправності, недоліки, збої в роботі систем захисту або помилки оператора) і природні явища (такі як удари блискавки, повені або зсуви землі).

Проілюстровано розподіл відмов за 15 років (1990–2005). Корозія є основним фактором, що сприяє, на нього припадає 46,6% відмов у трубопроводах природного газу та 70,7% у трубопроводах сирої нафти. Оцінка витрат на корозію, проведена авторитетною нафтогазовою корпорацією, показала, що в 2003 фінансовому році витрати на корозію становили приблизно 900 мільйонів доларів США. Загальні витрати, пов’язані з корозією в нафтогазовому секторі, становлять приблизно 60 мільярдів доларів США. Тільки в Сполучених Штатах задокументовані витрати, пов’язані з корозією, у таких галузях досягають 1,372 мільярда доларів США. Крім того, враховуючи зростаючий попит на енергію, отриману з нафти та газу, і пов’язані з цим проблеми, очікується, що світові витрати на корозію в галузі продовжуватимуть зростати. Отже, існує критична потреба у проактивній оцінці ризику, яка б балансувала між економічною ефективністю та безпекою.

Забезпечення цілісності трубопроводів має першочергове значення для безпечної роботи, збереження навколишнього середовища та функціональності основних виробничих активів. Корозія становить серйозну загрозу як зовні, так і зсередини. Зовнішня корозія може бути результатом таких факторів, як кисень і хлорид у зовнішньому середовищі [6]. Навпаки, внутрішня корозія може бути викликана такими речовинами, як сірководень (H2S), вуглекислий газ (CO2) і органічні кислоти, присутні в виробничій рідині. Неконтрольована та неконтрольована корозія трубопроводу може призвести до витоків та катастрофічних збоїв. Внутрішня корозія викликає значне занепокоєння, становлячи приблизно 57,4% і 24,8% корозійних пошкоджень у трубопроводах сирої нафти та природного газу, відповідно. Боротьба з внутрішньою корозією є обов’язковою для підтримки цілісності та безпеки промисловості.

У нафтогазовому секторі корозію зазвичай класифікують на два основні типи: солодку та кислу корозію, поширену в середовищах, що характеризуються підвищеним парціальним тиском H2S і CO2 (PH2S і PCO2). Ці конкретні форми корозії становлять значні проблеми в галузі. Корозію також поділяють на три режими залежно від співвідношення PCO2 до PH2S: солодка корозія (PCO2/PH2S > 500), кисло-солодка корозія (PCO2/PH2S в діапазоні від 20 до 500) і кисла корозія (PCO2/PH2S

Критичними факторами, що впливають на корозію, є рівні PH2S і PCO2, а також значення температури та рН. Ці змінні істотно впливають на розчинення корозійних газів, тим самим впливаючи на швидкість і механізм утворення продуктів корозії в кисло-солодких середовищах. Температура прискорює хімічні реакції та підвищує розчинність газу, впливаючи на швидкість корозії. Рівень рН визначає кислотність або лужність навколишнього середовища, причому низький рН прискорює корозію, а високий рН потенційно запускає локальні механізми корозії. Розчинені гази CO2 і H2S створюють корозійні кислоти у воді, реагуючи з металевими поверхнями, утворюючи менш захисні сполуки, тим самим прискорюючи корозію. Слабка корозія зазвичай включає утворення карбонатів металів (MeCO3), тоді як кисла корозія включає утворення різних сульфідів металів.

У нафтогазовому секторі пошкодження матеріалів у результаті корозії як у кислих, так і в солодких середовищах створює різноманітні проблеми безпеки, економіки та навколишнього середовища. На малюнку 2 показано відносний внесок різних форм корозійних пошкоджень протягом 1970-х років. Кисла корозія, спричинена H2S, визначена як основна причина несправностей, пов’язаних з корозією, у цій галузі, і її поширеність постійно зростає з часом. Проактивна боротьба з кислим корозією та впровадження профілактичних заходів є обов’язковими для управління пов’язаними ризиками в нафтовій промисловості.

Управління та переробка речовин, що містять H2S, створюють серйозні проблеми в нафтогазовому секторі. Розуміння тонкощів H2S-корозії є обов’язковим, оскільки це становить суттєву загрозу для обладнання та інфраструктури, підвищуючи ризик пошкодження конструкції та потенційних аварій. Цей тип корозії, очевидно, зменшує термін служби обладнання, що вимагає дорогого обслуговування або заміни. Крім того, це знижує ефективність роботи, що призводить до зниження продуктивності та підвищеного рівня споживання енергії.

Розуміння та вирішення проблем, пов’язаних з H2S корозією в таких галузях, дає помітні переваги. Заходи безпеки посилюються шляхом запобігання поломкам і обслуговування обладнання, а також знижується можливість нещасних випадків і екологічних наслідків. Ця стратегія також подовжує термін служби обладнання, зменшуючи потребу у дорогій заміні та зводячи до мінімуму час простою, необхідний для ремонту. Крім того, він покращує ефективність роботи, гарантуючи ефективні та узгоджені процедури, зменшуючи споживання енергії та підвищуючи надійність потоку.

Вивчення областей для подальших досліджень, включаючи передові технології покриття, нові матеріали, електрохімічні процеси та нові технології, є важливим. Розвиток інноваційних підходів, таких як системи безперервного моніторингу та прогнозне моделювання, демонструє потенціал посилення запобіжних заходів. Застосування передового штучного інтелекту та передової аналітики в управлінні, прогнозуванні та контролі корозії є новою сферою, яка заслуговує на подальше дослідження.

Відділ досліджень і розробок Vigor успішно розробив нову композитну (скловолоконну) мостову заглушку, стійку до сірководню. Він продемонстрував чудову продуктивність як у лабораторних тестах, так і в польових випробуваннях. Наша технічна команда повністю оснащена для налаштування та виробництва цих заглушок відповідно до конкретних вимог підприємства. Якщо у вас виникли запитання щодо мостових заглушок Vigor, зверніться до нашої команди, щоб отримати індивідуальні продукти та виняткову якість обслуговування.

За додатковою інформацією Ви можете написати на нашу поштову скринькуinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com