4 ответа по выбору материалов для высокосернистых месторождений нефти и газа

Четыре ответа по выбору материалов для высокосернистых месторождений нефти и газа

Натали Хаган, менеджер по продукции фурнитуры

Поскольку производители нефти и газа стремятся удовлетворить мировые потребности в энергии и расширить свои потоки доходов, был предпринят коллективный шаг в сторону освоения нетрадиционных запасов ресурсов на больших глубинах и на больших расстояниях от берега. Здесь утечки из-за высокосернистого газа или других серьезных сбоев системы могут иметь дорогостоящие последствия. Технологические жидкости в кислой среде содержат сероводород (H₂ S), который, как известно, является коррозионным, легковоспламеняющимся и токсичным. Эта коррозионная активность может довести сплавы до их предела и способствовать сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) в высокопрочной углеродистой стали и низколегированной стали. SSC может привести к охрупчиванию материала и внезапному выходу из строя обычно пластичных металлических сплавов.

По мере того, как нефтегазовая промышленность осваивает все больше месторождений, содержащих H₂ S, очень важно понимать стандарты NACE, чтобы гарантировать, что материалы могут выдерживать такие экстремальные условия. Один стандарт, определяющий выбор сплавов для работы с высокосернистым газом, называется MR0175/ISO 15156. Этот стандарт содержит таблицы, в которых описаны требования к материалам и экологические ограничения для материалов, используемых в системах с сернистым газом на входе.

Понимание этих требований и знание вариантов материалов может помочь контролировать многие виды коррозии, в том числе те, которые наиболее распространены на высокосернистых нефтяных месторождениях. Мы отвечаем на четыре распространенных вопроса о выборе материалов для высокосернистого газа, чтобы вы могли выбрать компоненты жидкостной системы, которые с большей вероятностью будут работать безопасно и эффективно.

Вопрос №1: Какие материалы подходят для использования в приложениях с высокосернистым газом?

Стандарт NACE MR0175/ISO 15156 описывает подходящие материалы для кислых сред при добыче нефти и газа, включая нержавеющую сталь 316, сплавы 6 молибдена, 2507, 825, 625, C-276 и сплав 400. Эти материалы имеют специфическое применение и экологические ограничения, которые перечислены в этом стандарте.

Ни одна нержавеющая сталь не является полностью невосприимчивой к коррозионному растрескиванию под напряжением, вызванному ионами хлорида (SCC). При выборе трубных фитингов из нержавеющей стали 316 важно указать более высокое содержание никеля и хрома, чем минимальное требование ASTM, составляющее 10% никеля и 16% хрома. Было обнаружено, что трубные фитинги, изготовленные из стандартной нержавеющей стали 316/316L с минимальным содержанием никеля и хрома, более подвержены растрескиванию под напряжением, вызванному хлоридами. Более высокое содержание никеля обеспечивает лучшую общую коррозионную стойкость, улучшенную устойчивость аустенита к образованию мартенсита и более высокую стойкость к водородному охрупчиванию. Когда материал содержит большое количество мартенсита, водородное охрупчивание делает материал хрупким и восприимчивым к растрескиванию. Более высокое содержание хрома обеспечивает более высокую стойкость к точечной коррозии.

Вопрос 2. Какие потенциальные риски или ущерб может уменьшить правильный выбор материала?

Использование правильного материала при работе с высокосернистым газом может снизить риск SSC и SCC. Как только материал подвергается коррозии, его разрушение может привести к потенциально катастрофическим отказам, которые влияют на окружающую среду, персонал и безопасность, а также могут вызвать непредвиденные производственные затраты. Этот риск требует понимания требований стандартов и спецификаций соответствия NACE, которые основаны на условиях окружающей среды, в которых будет использоваться продукт.

Вопрос №3: Какие ключевые факторы следует учитывать при выборе оптимального коррозионностойкого материала?

Важно учитывать коррозионные угрозы, создаваемые условиями эксплуатации (включая пуск и останов), устойчивость материалов-кандидатов к этим угрозам и доступность для технического обслуживания и ремонта. Кроме того, зная рабочее давление, температуру, концентрацию хлоридов, pH и H₂ S парциальное давление может помочь в выборе материала. Пройдя надлежащую подготовку в области материаловедения, вы сможете научиться выбирать оптимальные материалы на основе номинальных значений давления и температуры, коррозионной опасности и соответствия требованиям.

Вопрос № 4: Как материалы, соответствующие требованиям NACE, могут повысить эксплуатационную безопасность и производительность?

Деградация материала может привести к преждевременному выходу из строя компонентов, что создаст риск для персонала и имущества и может привести к загрязнению продукта, что приведет к производственным потерям и высоким затратам на техническое обслуживание. Выбор правильного материала на основе условий окружающей среды и технологических процессов в приложении может помочь увеличить срок службы активов, повысить безопасность работы и продлить целостность системы. Кроме того, материалы, соответствующие требованиям, также снижают потребность в повторной обработке актива, который мог быть построен из материалов, не соответствующих требованиям.

Надежность материалов имеет ключевое значение, поскольку нефтегазовая промышленность продолжает использовать месторождения высокосернистого газа. Особое внимание требуется для чувствительного к коррозии оборудования, такого как клапаны, фитинги и контрольно-измерительные приборы. Соблюдение рекомендаций NACE MR0175/ISO 15156 и четкое понимание ограничений сплавов имеет решающее значение для безопасного и долговечного оборудования в сложных средах с высокосернистым газом.

Хотите узнать больше о том, как выбрать правильные коррозионно-стойкие материалы, чтобы ваши жидкостные системы были герметичны и работали эффективно? Зарегистрируйтесь на один из наших предстоящих обучающих курсов.