Koroze sirovodíku v ropném a plynárenském průmyslu

Ropovody hrají klíčovou roli v ropném a plynárenském sektoru tím, že usnadňují přepravu produktů do zpracovatelských zařízení, skladů a rafinérských komplexů. Vzhledem k tomu, že tato potrubí přepravují cenné a nebezpečné látky, jakákoli potenciální porucha s sebou nese významné finanční a ekologické důsledky, včetně rizika katastrofálních ekonomických ztrát a ohrožení lidských životů. Poruchy mohou vznikat z různých faktorů, včetně koroze (vnější, vnitřní a praskání pod napětím), mechanických problémů (jako jsou chyby materiálu, designu a konstrukce), činností třetích stran (náhodné nebo úmyslné), provozních problémů (poruchy, nedostatky, narušení zabezpečovacích systémů nebo chyby obsluhy) a přírodní jevy (jako jsou údery blesku, povodně nebo posuny půdy).

Je znázorněno rozložení poruch za 15 let (1990–2005). Hlavním přispívajícím faktorem je koroze, která odpovídá za 46,6 % poruch na plynovodech a 70,7 % na ropovodech. Hodnocení nákladů na korozi provedené renomovanou ropnou a plynárenskou společností odhalilo, že ve fiskálním roce 2003 činily výdaje na korozi přibližně 900 milionů USD. Globální náklady připisované korozi v ropném a plynárenském sektoru dosahují přibližně 60 miliard USD. Jen ve Spojených státech dosahují zdokumentované náklady související s korozí v těchto odvětvích 1,372 miliardy USD. Kromě toho se vzhledem k rostoucí poptávce po energii získávané z ropy a zemního plynu a souvisejícím obavám očekává, že celosvětové náklady na korozi v tomto odvětví nadále porostou. Existuje tedy kritická potřeba proaktivního hodnocení rizik, které vyvažuje efektivitu nákladů a bezpečnost.

Zajištění integrity potrubí je prvořadé pro bezpečný provoz, ochranu životního prostředí a funkčnost hlavních výrobních aktiv. Koroze představuje vážnou hrozbu jak zvenčí, tak zevnitř. Vnější koroze může být důsledkem faktorů, jako je kyslík a chlorid ve vnějším prostředí [6]. Naproti tomu vnitřní koroze může pocházet z látek, jako je sirovodík (H2S), oxid uhličitý (CO2) a organické kyseliny přítomné ve výrobní kapalině. Nesledovaná a nekontrolovaná koroze potrubí může vést k netěsnostem a katastrofálním poruchám. Vnitřní koroze je významným problémem a představuje přibližně 57,4 % a 24,8 % korozních poruch v potrubích pro ropu a zemní plyn. Řešení vnitřní koroze je nezbytné pro zachování integrity a bezpečnosti průmyslu.

V odvětví ropy a zemního plynu je koroze obvykle rozdělena do dvou primárních typů: sladká a kyselá koroze, převládající v prostředích charakterizovaných zvýšenými parciálními tlaky H2S a CO2 (PH2S a PCO2). Tyto konkrétní formy koroze představují v průmyslu významné výzvy. Koroze je dále kategorizována do tří režimů podle poměru PCO2 k PH2S: sladká koroze (PCO2/PH2S > 500), sladkokyselá koroze (PCO2/PH2S v rozmezí 20 až 500) a kyselá koroze (PCO2/PH2S

Mezi kritické faktory ovlivňující korozi patří hladiny PH2S a PCO2, stejně jako teplota a hodnoty pH. Tyto proměnné významně ovlivňují rozpouštění korozivních plynů, a tím ovlivňují rychlost a mechanismus tvorby korozního produktu ve sladkém a kyselém prostředí. Teplota urychluje chemické reakce a zvyšuje rozpustnost plynů, což ovlivňuje rychlost koroze. Úrovně pH určují kyselost nebo zásaditost prostředí, přičemž nízké pH urychluje korozi a vysoké pH potenciálně spouští mechanismy lokální koroze. Rozpuštěné plyny CO2 a H2S vytvářejí ve vodě korozivní kyseliny, které reagují s kovovými povrchy za vzniku méně ochranných sloučenin, čímž urychlují korozi. Sladká koroze typicky zahrnuje tvorbu uhličitanů kovů (MeCO3), zatímco kyselá koroze zahrnuje různé formace sulfidů kovů.

V ropném a plynárenském sektoru představují poruchy materiálu způsobené korozí v kyselém i sladkém prostředí různé bezpečnostní, ekonomické a ekologické problémy. Obrázek 2 ukazuje relativní příspěvek různých forem korozních poruch v průběhu 70. let 20. století. Kyselá koroze způsobená H2S je identifikována jako primární příčina poruch souvisejících s korozí v tomto odvětví, přičemž její prevalence se v průběhu času neustále zvyšuje. Proaktivní řešení kyselé koroze a zavedení preventivních opatření jsou nezbytné pro řízení souvisejících rizik v ropném průmyslu.

Správa a zpracování látek obsahujících H2S představuje v odvětví ropy a zemního plynu značné problémy. Pochopení složitosti koroze H2S je nezbytné, protože představuje podstatnou hrozbu pro zařízení a infrastrukturu a zvyšuje riziko selhání konstrukce a potenciálních nehod. Tento typ koroze evidentně snižuje životnost zařízení, což vyžaduje nákladnou údržbu nebo výměnu. Navíc to snižuje provozní efektivitu, což vede ke snížení výkonu a zvýšené spotřebě energie.

Pochopení a řešení problémů, které představuje koroze H2S v takových průmyslových odvětvích, přináší znatelné výhody. Bezpečnostní opatření jsou posílena prevencí poruch a údržbou zařízení a snižuje se možnost nehod a následků pro životní prostředí. Tato strategie také prodlužuje životnost zařízení, snižuje potřebu nákladných výměn a minimalizuje prostoje potřebné k opravám. Kromě toho zlepšuje provozní účinnost tím, že zaručuje účinné a konzistentní postupy, snižuje spotřebu energie a posiluje spolehlivost průtoku.

Prozkoumání oblastí pro další zkoumání, včetně pokročilých technologií povlakování, nových materiálů, elektrochemických procesů a nově vznikajících technologií, je zásadní. Rozvoj inovativních přístupů, jako jsou systémy nepřetržitého monitorování a prediktivní modelování, ukazuje potenciál pro posílení preventivních opatření. Aplikace pokročilé umělé inteligence a pokročilé analýzy při řízení, predikci a kontrole koroze je nově vznikající oblastí, která si zaslouží další prozkoumání.

Oddělení výzkumu a vývoje Vigor úspěšně vyvinulo novou kompozitní (sklolaminátovou) můstkovou zátku odolnou vůči sirovodíku. Prokázal vynikající výkon jak v laboratorních testech, tak v polních zákaznických testech. Náš technický tým je plně vybaven k přizpůsobení a výrobě těchto zástrček podle specifických požadavků na místo. V případě dotazů na řešení můstkových zástrček Vigor se obraťte na náš tým, který vám poskytne produkty na míru a výjimečnou kvalitu služeb.

Pro více informací nám můžete napsat do schránkyinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com