Четыре рекомендации по выбору материалов для отраслей добычи и переработки высокосернистой нефти и газа
Четыре рекомендации по выбору материалов для месторождений сернистой нефти и газа
В связи с тем что производители в нефтегазовой отрасли ставят перед собой цель обеспечить мировые потребности в энергии и увеличить доход, сформировалась общая тенденция перехода к разработке трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ) с большей глубиной залегания и удаленностью от суши. В таких условиях утечки из-за высокосернистого газа и другие серьезные нарушения в работе системы могут повлечь за собой дорогостоящие последствия. Технологические жидкости в высокосернистых средах содержат сероводород (H2S), коррозионный, легковоспламеняющийся и токсичный. Коррозионная активность может приводить к эксплуатации сплавов на пределе возможностей и способствовать сероводородному растрескиванию под напряжением (СРН) в случае высокопрочной углеродистой стали и низколегированной стали. СРН может приводить к охрупчиванию материалов и внезапным поломкам элементов из металлических сплавов, которые в нормальных условиях пластичны.
Поскольку в нефтегазовой отрасли осваивается все больше залежей, содержащих H2S, крайне важно понимать стандарты NACE, чтобы материалы могли выдерживать такие экстремальные условия. Одним из стандартов, регулирующих выбор сплавов для эксплуатации с высокосернистой газовой средой, является MR0175/ISO 15156. Этот стандарт содержит таблицы с изложением требований к материалам и предельных параметров окружающей среды для материалов, применяемых на входе в высокосернистой среде.
Понимание этих требований и знание имеющегося у вас выбора материалов поможет контролировать многие типы коррозии, включая наиболее распространенные в высокосернистых средах. Мы отвечаем на четыре часто возникающих вопроса, касающихся выбора материалов для эксплуатации с высокосернистой газовой средой, чтобы вы могли выбрать компоненты системы, которые с наибольшей вероятностью будут функционировать безопасно и эффективно.
Вопрос №1. Какие материалы соответствуют требованиям для эксплуатации в высокосернистых газовых средах?
В стандарте NACE MR0175/ISO 15156 описаны материалы, подходящие для использования в насыщенных высокосернистым газом средах при добыче нефти и газа, включая нержавеющую сталь марки 316 и сплавы 6 Mo, 2507, 825, 625, C-276 и 400. Для этих материалов предусмотрены особые сферы применения и ограничения по условиям окружающей среды, перечисленные в данном стандарте.
Ни одна нержавеющая сталь не является полностью устойчивой к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН) под воздействием хлорид-ионов. При выборе трубных обжимных фитингов из нержавеющей стали марки 316 важно, чтобы содержание никеля и хрома было выше указанного в стандарте ASTM минимального необходимого уровня, составляющего 10 % для никеля и 16 % для хрома. Было установлено, что трубные обжимные фитинги, выполненные из стандартной нержавеющей стали 316/316L с минимальным содержанием никеля и хрома, более предрасположены к растрескиванию под напряжением при воздействии хлорида. Более высокое содержание никеля обеспечивает большую общую коррозионную стойкость, повышенную стабильность аустенита с точки зрения образования мартенсита и большую стойкость к водородному охрупчиванию. Если материал содержит большое количество мартенсита, то в результате водородного охрупчивания он становится ломким и подверженным растрескиванию. Более высокое содержание хрома обеспечивает повышенную устойчивость к точечной коррозии.
Вопрос №2. Какие потенциальные риски или повреждения может минимизировать правильный подбор материалов?
Использование правильных материалов для высокосернистых газовых сред может свести к минимуму риск СРН и КРН. Ухудшение свойств материала под воздействием коррозии может приводить к отказам с катастрофическими последствиями для окружающей среды, персонала и безопасности, а также к непредвиденным производственным расходам. Этот риск обусловливает необходимость понимания требований, которые предусмотрены стандартами соответствия и спецификациями NACE, основанными на условиях среды, в которой будут использоваться продукты.
Вопрос №3. Какие ключевые факторы следует принимать во внимание при выборе оптимальных устойчивых к коррозии материалов?
Важно учитывать риск возникновения коррозии ввиду условий эксплуатации (включая запуск и остановку оборудования), устойчивость потенциальных материалов к такому риску и наличие доступа для технического обслуживания и ремонта. Кроме того, на выбор материалов также могут повлиять такие факторы, как давление в системе, температура, концентрация хлора, pH и парциальное давление H2S. Пройдя соответствующий учебный курс по материаловедению, вы узнаете, как подобрать оптимальные материалы с учетом номинальных параметров давления и температуры, риска возникновения коррозии и нормативных требований.
Вопрос №4. Как материалы, соответствующие требованиям NACE, могут поспособствовать эксплуатационной безопасности и производительности?
Ухудшение свойств материалов может вызывать преждевременный выход компонентов из строя, то есть подвергать риску персонал и оборудование и приводить к загрязнению продукта, результатом чего становятся производственные потери и высокие расходы на обслуживание. Выбор правильных материалов с учетом условий окружающей среды и процессов в системе способствует увеличению срока работы оборудования, повышению эксплуатационной безопасности и продлению периода целостности системы. Кроме того, соответствующие требованиям материалы также сокращают будущую потребность в модификации оборудования ввиду использования неправильных материалов.
По мере перехода нефтегазовой отрасли к разработке запасов высокосернистого газа надежность материалов приобретает все большее значение. Особое внимание следует уделять оборудованию, чувствительному к коррозии, такому как клапаны, фитинги и КИП. Соблюдение рекомендаций NACE MR0175/ISO 15156 и четкое представление об ограничениях сплавов играют важнейшую роль в обеспечении безопасного и продолжительного функционирования оборудования в сложных средах, насыщенных высокосернистым газом.
Хотите узнать больше о том, как выбрать правильные материалы, устойчивые к коррозии, чтобы избежать утечек в системах и обеспечить эффективность эксплуатации? Зарегистрируйтесь для прохождения одного из предстоящих курсов обучения.
Статьи по Теме
Материал имеет значение: подбор надлежащего материала для обеспечения коррозионной стойкости
На морской платформе может находиться около 15 километров трубок, более 20 000 компонентов жидкостных и газовых систем, не менее 10 000 фитингов и до 8000 соединений. Стоит ли удивляться тому, как трудно выбрать коррозионностойкий материал? Узнайте, как сделать правильный выбор для вашей области применения.
Почему учебный курс по материаловедению важен для инженеров КИП в нефтегазовой отрасли
Обучение по жидкостным и газовым системам является критически важным для нефтегазовой отрасли по всему миру. Узнайте подробнее, как техническое обучение может улучшить ваше предприятие.
Как обучение может помочь в устранении рисков на нефтегазовых платформах
При работе с жидкостными и газовыми системами на нефтегазовых платформах важное значение имеет правильно выбранный курс обучения. Узнайте, как обучение может помочь в предотвращении несчастных случаев.