Корозия на сероводород в нефтената и газовата промишленост

Тръбопроводите играят решаваща роля в нефтения и газовия сектор, като улесняват транспортирането на продукти до пречиствателни съоръжения, депа за съхранение и рафинерийни комплекси. Като се има предвид, че тези тръбопроводи транспортират ценни и опасни вещества, всяка потенциална повреда носи значителни финансови и екологични последици, включително риск от катастрофални икономически загуби и заплахи за човешкия живот. Повредите могат да възникнат от различни фактори, включително корозия (външна, вътрешна и напукване под напрежение), механични проблеми (като дефекти в материала, дизайна и конструкцията), дейности на трети страни (случайни или умишлени), оперативни проблеми (неизправности, недостатъци, смущения в системите за защита или грешки на оператора) и природни явления (като удари на мълнии, наводнения или разместване на земя).

Илюстрирано е разпределението на отказите за 15 години (1990–2005 г.). Корозията е основният допринасящ фактор, който представлява 46,6% от повреди в тръбопроводите за природен газ и 70,7% в тръбопроводите за суров нефт. Оценка на разходите за корозия, извършена от реномирана нефтена и газова корпорация, разкри, че през фискалната 2003 г. разходите за корозия възлизат на приблизително 900 милиона USD. Глобалните разходи, дължащи се на корозия в нефтения и газовия сектор, възлизат на приблизително 60 милиарда щатски долара. Само в Съединените щати документираните разходи, свързани с корозията в такива индустрии, достигат 1,372 милиарда USD. Освен това, като се има предвид нарастващото търсене на енергия, произхождаща от нефт и газ и свързаните с това опасения, се очаква световните разходи за корозия в индустрията да продължат да нарастват. Следователно има критична необходимост от проактивни оценки на риска, които балансират рентабилността и безопасността.

Гарантирането на целостта на тръбопроводите е от първостепенно значение за безопасните операции, опазването на околната среда и функционалността на основните производствени активи. Корозията представлява сериозна заплаха, както външна, така и вътрешна. Външната корозия може да бъде резултат от фактори като кислород и хлорид във външната среда [6]. Обратно, вътрешната корозия може да произтича от вещества като сероводород (H2S), въглероден диоксид (CO2) и органични киселини, присъстващи в производствената течност. Неконтролираната и неконтролирана корозия на тръбопровода може да доведе до течове и катастрофални повреди. Вътрешната корозия е значителен проблем, съставляващ приблизително 57,4% и 24,8% от корозионните повреди съответно в тръбопроводите за суров нефт и природен газ. Справянето с вътрешната корозия е наложително за поддържане на целостта и безопасността на индустрията.

В нефтения и газовия сектор корозията обикновено се категоризира в два основни вида: сладка и кисела корозия, преобладаваща в среди, характеризиращи се с повишено парциално налягане на H2S и CO2 (PH2S и PCO2). Тези специфични форми на корозия представляват значителни предизвикателства в индустрията. Корозията допълнително се категоризира в три режима въз основа на съотношението на PCO2 към PH2S: сладка корозия (PCO2/PH2S > 500), сладко-кисела корозия (PCO2/PH2S в диапазона от 20 до 500) и кисела корозия (PCO2/PH2S

Критичните фактори, влияещи върху корозията, включват нивата на PH2S и PCO2, както и стойностите на температурата и pH. Тези променливи влияят значително върху разтварянето на корозивни газове, като по този начин влияят върху скоростта и механизма на образуване на корозионни продукти в сладко-кисела среда. Температурата ускорява химичните реакции и увеличава разтворимостта на газа, оказвайки влияние върху скоростта на корозия. Нивата на pH определят киселинността или алкалността на околната среда, като ниското pH ускорява корозията, а високото pH потенциално задейства локализирани корозионни механизми. Разтворените CO2 и H2S газове генерират корозивни киселини във водата, реагирайки с метални повърхности, за да образуват по-малко защитни съединения, като по този начин ускоряват корозията. Сладката корозия обикновено включва създаването на метални карбонати (MeCO3), докато киселата корозия включва образувания на различни метални сулфиди.

В нефтения и газовия сектор повреди на материалите в резултат на корозия както в кисела, така и в сладка среда поставят различни предизвикателства за безопасността, икономиката и околната среда. Фигура 2 показва относителния принос на различни форми на корозионни повреди през 70-те години. Киселата корозия, предизвикана от H2S, е идентифицирана като основната причина за неизправности, свързани с корозия, в тази индустрия, като нейното разпространение постоянно ескалира с течение на времето. Проактивното справяне с киселинната корозия и въвеждането на превантивни мерки са наложителни за управлението на свързаните рискове в петролната промишленост.

Управлението и обработката на вещества, съдържащи H2S, представляват значителни предизвикателства в нефтения и газовия сектор. Разбирането на тънкостите на H2S корозията е наложително, тъй като представлява значителна заплаха за оборудването и инфраструктурата, повишавайки риска от структурна повреда и потенциални аварии. Този вид корозия очевидно намалява продължителността на живота на оборудването, което налага скъпа поддръжка или усилия за подмяна. Освен това възпрепятства оперативната ефективност, което води до намалена производителност и повишени нива на потребление на енергия.

Разбирането и справянето с предизвикателствата, породени от H2S корозията в такива индустрии, дава забележими предимства. Мерките за безопасност се засилват чрез предотвратяване на аварии и поддръжка на оборудването и се намалява възможността от аварии и последици за околната среда. Тази стратегия също така удължава живота на оборудването, като намалява нуждата от скъпи подмени и свежда до минимум времето за престой, необходимо за ремонти. Освен това подобрява оперативната ефикасност, като гарантира ефективни и последователни процедури, намалява потреблението на енергия и засилва надеждността на потока.

Проучването на области за по-нататъшно изследване, включително модерни технологии за покритие, нови материали, електрохимични процеси и нововъзникващи технологии, е от съществено значение. Разработването на иновативни подходи, като системи за непрекъснат мониторинг и прогнозно моделиране, показва потенциала за подобряване на предпазните мерки. Прилагането на усъвършенстван изкуствен интелект и усъвършенствани анализи в управлението, прогнозирането и контролирането на корозията е нововъзникваща област, която заслужава допълнително проучване.

Отделът за научноизследователска и развойна дейност на Vigor успешно разработи нова композитна (фибростъкло) мостова тапа, устойчива на сероводород. Той демонстрира отлична производителност както при лабораторни тестове, така и при полеви изпитания на клиенти. Нашият технически екип е напълно оборудван за персонализиране и производство на тези щепсели според специфичните изисквания на обекта. За запитвания относно решенията за мостови щепсели на Vigor, свържете се с нашия екип за персонализирани продукти и изключително качество на обслужване.

За повече информация можете да пишете на нашата пощенска кутияinfo@vigorpetroleum.comиmarketing@vigordrilling.com