Ūdeņraža sulfīda korozija naftas un gāzes rūpniecībā

Cauruļvadiem ir izšķiroša nozīme naftas un gāzes nozarē, atvieglojot produktu transportēšanu uz attīrīšanas iekārtām, uzglabāšanas noliktavām un naftas pārstrādes kompleksiem. Ņemot vērā, ka šajos cauruļvados tiek transportētas vērtīgas un bīstamas vielas, jebkura iespējamā kļūme rada ievērojamas finansiālas un vides sekas, tostarp katastrofālu ekonomisko zaudējumu un cilvēku dzīvības apdraudējumu risku. Kļūmes var izraisīt dažādi faktori, tostarp korozija (ārēja, iekšēja un sprieguma plaisāšana), mehāniskas problēmas (piemēram, materiālu, konstrukcijas un konstrukcijas defekti), trešo pušu darbības (nejaušas vai tīšas), darbības problēmas (darbības traucējumi, nepilnības, aizsardzības sistēmu darbības traucējumi vai operatora kļūdas) un dabas parādības (piemēram, zibens spērieni, plūdi vai zemes maiņa).

Attēlots kļūmju sadalījums 15 gadu laikā (1990–2005). Korozija ir galvenais veicinošais faktors, kas veido 46,6% no avārijām dabasgāzes cauruļvados un 70,7% jēlnaftas cauruļvados. Korozijas izmaksu novērtējums, ko veica cienījama naftas un gāzes korporācija, atklāja, ka 2003. finanšu gadā izdevumi korozijai bija aptuveni 900 miljoni USD. Pasaules izmaksas, kas saistītas ar koroziju naftas un gāzes nozarē, ir aptuveni 60 miljardi USD. Amerikas Savienotajās Valstīs vien ar koroziju saistītās dokumentētās izmaksas šādās nozarēs sasniedz USD 1,372 miljardus. Turklāt, ņemot vērā pieaugošo pieprasījumu pēc enerģijas, kas iegūta no naftas un gāzes, un ar to saistītās bažas, ir sagaidāms, ka pasaules mēroga korozijas izdevumi nozarē turpinās pieaugt. Tāpēc ir ārkārtīgi nepieciešams veikt proaktīvus riska novērtējumus, kas līdzsvaro izmaksu efektivitāti un drošību.

Cauruļvadu integritātes nodrošināšana ir ļoti svarīga drošai darbībai, vides saglabāšanai un galveno ražošanas līdzekļu funkcionalitātei. Korozija rada nopietnus draudus gan ārēji, gan iekšēji. Ārējo koroziju var izraisīt tādi faktori kā skābeklis un hlorīds ārējā vidē [6]. Turpretim iekšējo koroziju var izraisīt tādas vielas kā sērūdeņradis (H2S), oglekļa dioksīds (CO2) un organiskās skābes, kas atrodas ražošanas šķidrumā. Nepārraudzīta un nekontrolēta cauruļvadu korozija var izraisīt noplūdes un katastrofālas atteices. Iekšējā korozija ir bijusi nopietna problēma, kas veido attiecīgi aptuveni 57,4% un 24,8% korozijas bojājumu jēlnaftas un dabasgāzes cauruļvados. Iekšējās korozijas novēršana ir obligāta, lai saglabātu nozares integritāti un drošību.

Naftas un gāzes nozarē koroziju parasti iedala divos primārajos veidos: saldskābā korozija, kas ir izplatīta vidēs, kurām raksturīgs paaugstināts H2S un CO2 (PH2S un PCO2) daļējais spiediens. Šīs īpašās korozijas formas ir nozīmīgas problēmas nozarē. Pamatojoties uz PCO2 un PH2S attiecību, korozija tiek iedalīta trīs režīmos: saldskābā korozija (PCO2/PH2S > 500), saldskābā korozija (PCO2/PH2S diapazonā no 20 līdz 500) un skābā korozija (PCO2/PH2S

Kritiskie faktori, kas ietekmē koroziju, ir PH2S un PCO2 līmenis, kā arī temperatūras un pH vērtības. Šie mainīgie būtiski ietekmē korozīvo gāzu izšķīšanu, tādējādi ietekmējot korozijas produktu veidošanās ātrumu un mehānismu saldskābā vidē. Temperatūra paātrina ķīmiskās reakcijas un palielina gāzu šķīdību, ietekmējot korozijas ātrumu. pH līmeņi nosaka vides skābumu vai sārmainību, zems pH paātrina koroziju un augsts pH potenciāli izraisa lokalizētus korozijas mehānismus. Izšķīdušās CO2 un H2S gāzes rada korozīvas skābes ūdenī, reaģējot ar metāla virsmām, veidojot mazāk aizsargājošus savienojumus, tādējādi paātrinot koroziju. Saldā korozija parasti ietver metālu karbonātu (MeCO3) veidošanos, savukārt skābā korozija ietver dažādus metālu sulfīdu veidojumus.

Naftas un gāzes nozarē materiālu atteices, ko izraisa korozija gan skābā, gan saldā vidē, rada dažādas drošības, ekonomikas un vides problēmas. 2. attēlā parādīts dažādu veidu korozijas bojājumu relatīvais ieguldījums 1970. gados. Skāba korozija, ko izraisa H2S, ir identificēta kā galvenais ar koroziju saistītu darbības traucējumu cēlonis šajā nozarē, un tās izplatība laika gaitā nepārtraukti pieaug. Lai pārvaldītu saistītos riskus naftas nozarēs, ir obligāti jāvēršas pret skābu koroziju un jāveic preventīvi pasākumi.

H2S saturošu vielu apsaimniekošana un apstrāde rada ievērojamas problēmas naftas un gāzes nozarē. Izpratne par H2S korozijas sarežģītību ir obligāta, jo tā rada būtiskus draudus aprīkojumam un infrastruktūrai, paaugstinot konstrukciju bojājumu un iespējamu negadījumu risku. Šāda veida korozija acīmredzami samazina aprīkojuma kalpošanas laiku, tādēļ ir nepieciešama dārga apkope vai nomaiņa. Turklāt tas kavē darbības efektivitāti, kā rezultātā samazinās jauda un palielinās enerģijas patēriņš.

H2S korozijas radīto izaicinājumu izpratne un risināšana šādās nozarēs sniedz ievērojamas priekšrocības. Drošības pasākumi tiek pastiprināti, novēršot bojājumus un veicot iekārtu apkopi, un tiek samazināta negadījumu un vides seku iespējamība. Šī stratēģija arī pagarina aprīkojuma kalpošanas laiku, samazinot nepieciešamību pēc dārgām nomaiņām un līdz minimumam samazinot remontam nepieciešamo dīkstāvi. Turklāt tas uzlabo darbības efektivitāti, garantējot efektīvas un konsekventas procedūras, samazinot enerģijas patēriņu un pastiprinot plūsmas uzticamību.

Ir svarīgi izpētīt jomas turpmākai izpētei, tostarp progresīvas pārklāšanas tehnoloģijas, jaunus materiālus, elektroķīmiskos procesus un jaunās tehnoloģijas. Novatorisku pieeju, piemēram, nepārtrauktas uzraudzības sistēmu un prognozēšanas modelēšanas, izstrāde liecina par potenciālu uzlabot piesardzības pasākumus. Uzlabota mākslīgā intelekta un progresīvas analītikas izmantošana korozijas pārvaldībā, prognozēšanā un kontrolē ir jauna joma, kas ir pelnījusi turpmāku izpēti.

Vigor pētniecības un attīstības nodaļa ir veiksmīgi izstrādājusi jaunu kompozītmateriālu (stiklšķiedras) tilta spraudni, kas ir izturīgs pret sērūdeņradi. Tas ir demonstrējis izcilus rezultātus gan laboratorijas testos, gan klientu lauka izmēģinājumos. Mūsu tehniskā komanda ir pilnībā aprīkota, lai pielāgotu un ražotu šos spraudņus atbilstoši konkrētām vietnes prasībām. Ja vēlaties uzzināt par Vigor tilta spraudņu risinājumiem, sazinieties ar mūsu komandu, lai uzzinātu par īpašiem produktiem un izcilu pakalpojumu kvalitāti.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat rakstīt uz mūsu pastkastītiinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com