Hydrogensulfidkorrosjon i olje- og gassindustrien

Rørledninger spiller en avgjørende rolle i olje- og gasssektoren ved å lette transporten av produkter til behandlingsanlegg, lagerdepoter og raffinerikomplekser. Gitt at disse rørledningene transporterer verdifulle og farlige stoffer, vil enhver potensiell feil ha betydelige økonomiske og miljømessige konsekvenser, inkludert risikoen for katastrofale økonomiske tap og trusler mot menneskeliv. Feil kan oppstå fra ulike faktorer, inkludert korrosjon (ekstern, intern og spenningssprekker), mekaniske problemer (som material-, design- og konstruksjonsfeil), tredjepartsaktiviteter (tilfeldig eller tilsiktet), driftsproblemer (feil, mangler, forstyrrelser av sikkerhetssystemer, eller operatørfeil), og naturfenomener (som lynnedslag, flom eller landskift).

Fordelingen av feil over 15 år (1990–2005) er illustrert. Korrosjon er den primære medvirkende faktoren, og står for 46,6 % av feilene i naturgassrørledninger og 70,7 % i råoljerørledninger. En vurdering av korrosjonskostnadene utført av et anerkjent olje- og gassselskap viste at utgifter til korrosjon i regnskapsåret 2003 beløp seg til ca. USD 900 millioner. De globale kostnadene knyttet til korrosjon i olje- og gassektoren er på rundt 60 milliarder dollar. Bare i USA når dokumenterte korrosjonsrelaterte kostnader i slike næringer USD 1,372 milliarder. I tillegg, tatt i betraktning den økende etterspørselen etter energi hentet fra olje og gass og de tilhørende bekymringene, forventes verdensomspennende korrosjonskostnader i industrien å fortsette å stige. Derfor er det et kritisk behov for proaktive risikovurderinger som balanserer kostnadseffektivitet og sikkerhet.

Å sikre integriteten til rørledningene er avgjørende for sikker drift, miljøbevaring og funksjonaliteten til store produksjonsmidler. Korrosjon utgjør en alvorlig trussel, både eksternt og internt. Ekstern korrosjon kan skyldes faktorer som oksygen og klorid i det ytre miljøet [6]. I motsetning til dette kan intern korrosjon stamme fra stoffer som hydrogensulfid (H2S), karbondioksid (CO2) og organiske syrer som finnes i produksjonsvæsken. Uovervåket og ukontrollert rørledningskorrosjon kan føre til lekkasjer og katastrofale feil. Intern korrosjon har vært en betydelig bekymring, og utgjør omtrent 57,4 % og 24,8 % av korrosjonsfeil i henholdsvis råolje- og naturgassrørledninger. Å håndtere intern korrosjon er avgjørende for å opprettholde industriens integritet og sikkerhet.

I olje- og gasssektoren er korrosjon typisk kategorisert i to hovedtyper: søt og sur korrosjon, utbredt i miljøer preget av forhøyet partialtrykk av H2S og CO2 (PH2S og PCO2). Disse spesielle formene for korrosjon representerer betydelige utfordringer innen industrien. Korrosjon er videre kategorisert i tre regimer basert på forholdet mellom PCO2 og PH2S: søtkorrosjon (PCO2/PH2S > 500), søt-sur korrosjon (PCO2/PH2S fra 20 til 500) og sur korrosjon (PCO2/PH2S

Kritiske faktorer som påvirker korrosjon inkluderer PH2S- og PCO2-nivåer, samt temperatur- og pH-verdier. Disse variablene påvirker i betydelig grad oppløsningen av etsende gasser, og påvirker dermed hastigheten og mekanismen for korrosjonsproduktdannelse i søte og sure miljøer. Temperatur akselererer kjemiske reaksjoner og øker gassløseligheten, noe som påvirker korrosjonshastigheten. pH-nivåer bestemmer miljøets surhet eller alkalitet, med lav pH-akselererende korrosjon og høy pH som potensielt utløser lokaliserte korrosjonsmekanismer. Oppløste CO2- og H2S-gasser genererer etsende syrer i vann, og reagerer med metalloverflater for å danne mindre beskyttende forbindelser, og påskynder dermed korrosjon. Søtkorrosjon involverer typisk dannelse av metallkarbonater (MeCO3), mens sur korrosjon involverer forskjellige metallsulfidformasjoner.

I olje- og gassektoren utgjør materialfeil som følge av korrosjon i både sure og søte miljøer ulike sikkerhetsmessige, økonomiske og miljømessige utfordringer. Figur 2 viser det relative bidraget til ulike former for korrosjonssvikt gjennom 1970-tallet. Sur korrosjon indusert av H2S er identifisert som den primære årsaken til korrosjonsrelaterte funksjonsfeil i denne industrien, med dens utbredelse som jevnt eskalerer over tid. Proaktivt takle sur korrosjon og iverksetting av forebyggende tiltak er avgjørende for å håndtere de tilhørende risikoene i petroleumsindustrien.

Håndtering og prosessering av stoffer som inneholder H2S utgjør betydelige utfordringer i olje- og gassektoren. Det er avgjørende å forstå vanskelighetene med H2S-korrosjon, siden det utgjør en betydelig trussel mot utstyr og infrastruktur, og øker risikoen for strukturell feil og potensielle ulykker. Denne typen korrosjon reduserer tydeligvis levetiden til utstyret, noe som krever kostbart vedlikehold eller utskifting. Dessuten hindrer det operasjonell effektivitet, noe som fører til redusert produksjon og økt energiforbruk.

Å forstå og håndtere utfordringene som utgjøres av H2S-korrosjon i slike bransjer, gir merkbare fordeler. Sikkerhetstiltak styrkes ved å forhindre havari og vedlikehold av utstyr, og muligheten for ulykker og miljøkonsekvenser reduseres. Denne strategien forlenger også levetiden til utstyret, reduserer behovet for kostbare utskiftninger og minimerer nedetiden som kreves for reparasjoner. I tillegg forbedrer den driftseffektiviteten ved å garantere effektive og konsistente prosedyrer, redusere energiforbruket og forsterke flytpålitelighet.

Det er viktig å utforske områder for videre undersøkelser, inkludert avanserte beleggsteknologier, nye materialer, elektrokjemiske prosesser og nye teknologier. Utviklingen av innovative tilnærminger, som for eksempel kontinuerlige overvåkingssystemer og prediktiv modellering, viser potensialet for å forbedre forholdsregler. Å bruke avansert kunstig intelligens og avansert analyse i styring, prediksjon og kontroll av korrosjon er et fremvoksende felt som fortjener ytterligere utforskning.

Vigors FoU-avdeling har med suksess utviklet en ny kompositt (glassfiber) broplugg som er motstandsdyktig mot hydrogensulfid. Den har vist utmerket ytelse i både laboratorietester og feltforsøk hos kunder. Vårt tekniske team er fullt utstyrt for å tilpasse og produsere disse pluggene i henhold til spesifikke krav på stedet. For spørsmål om Vigors bropluggløsninger, ta kontakt med teamet vårt for skreddersydde produkter og eksepsjonell servicekvalitet.

For mer informasjon kan du skrive til vår postkasseinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com