Коррозия на Оренбургском газоперерабатывающем заводе

1. Введение

Добываемые на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении (ОНГКМ) природный газ, конденсат и нефть содержат в своем составе примеси сероводорода и диоксида углерода, способные вызывать помимо общей и язвенной коррозии сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла оборудования и трубопроводов. Надежная и безопасная разработка таких месторождений обеспечивае

тся применением специальных сталей, сварочно-монтажных технологий изготовления оборудования и трубопроводов и ингибиторной защитой в процессе эксплуатации.

Характерной особенностью текущего периода разработки ОНГКМ является переход на стадию падающей добычи. Это сопровождается нарастающим поступлением в продукцию пластовых вод и соответственно возрастанием коррозионной активности среды.

Эксплуатация металлических конструкций сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений связана с осуществлением многопланового контроля за коррозионным состоянием оборудования и трубопроводов, а также с проведением большого количества ремонтных работ: ликвидацией аварийных ситуаций; подключением новых скважин и трубопроводов к действующим; заменой аппаратов, запорной арматуры, дефектных участков трубопроводов и т.п.

Трубопроводы и оборудование ОГПЗ в настоящее время выработали проектный нормативный ресурс. Поэтому дальнейшая безопасная эксплуатация оборудования и трубопроводов требует эффективного контроля их технического состояния, включающего систематическое проведение комплекса специальных диагностических работ, необходимость объективной оценки остаточного ресурса работоспособности оборудования и трубопроводов путем анализа причин отказов, систематизацию данных по всем видам разрушений, выявление закономерностей протекания коррозионных процессов в течение длительной и интенсивной работы.

В связи с изложенным выше актуальны исследования, связанные с выявлением основных причин повреждений металлических конструкций сероводородсодержащих нефтегазоконденсатных месторождений, разработкой методик диагностирования трубопроводов и оборудования и оценки их остаточного ресурса.

2. Возможные виды коррозии оборудования и трубопроводов.

1. По механизму процесса возможны следующие типы коррозии:

- электрохимическая - взаимодействие металла с коррозионной средой (раствор электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной компоненты коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала;

- химическая - взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительной компоненты коррозионной среды протекают в одном акте.

2. По условиям протекания возможны следующие виды коррозии:

- газовая - химическая коррозия металла в газах при высоких температурах;

- атмосферная - коррозия металла в атмосфере воздуха;

- подземная - коррозия металла в почвах и грунтах;

- контактная - электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите;

- межкристаллитная - коррозия, распространяющаяся по границам кристаллов (зерен) металла;

- под напряжением - коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений;

- щелевая - усиление коррозии в щелях и зазорах между двумя металлами, а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионно-инертным материалом;

- коррозионное растрескивание - коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды, внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных или межкристаллитных трещин.

3. По характеру коррозионных поражений возможны:

Сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность металла, она в свою очередь подразделяется на:

- равномерную, протекающую с одинаковой скоростью по всей поверхности металла;

- неравномерную, протекающую с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла.

Местная коррозия, охватывающая отдельные участки поверхности металла, она в свою очередь подразделяется на:

- точечную (питтинг) - местная коррозия в виде отдельных точечных поражений;

- коррозия пятнами;

- сквозную коррозию, вызывающую разрушение металла насквозь.

3. Условия работы металлическихконструкций ОГПЗ.

Коррозионная активность H2S-содержащего газа увеличивается, как известно, с ростом Степень агрессивности сероводородсодержащей среды определяется ее составом, влажностью, рН, температурой, давлением и скоростью потока. Кор-розионно-опасным считается наличие сероводорода при парциальном давлении более 0,00015 МПа, а углекислого газа при давлении более 0,2 МПа. Существенно меняет характер коррозии присутствие пластовой воды, в которой растворены в больших количествах минеральные хлорсодержащие соли. Скорость коррозии максимальна при минерализации воды 2-3 %, при большей минерализации скорость коррозии уменьшается в связи со снижением растворимости сероводорода в воде; кроме того, присутствие солей в растворе оказывает влияние на состав и защитные свойства поверхностных слоев сульфидных пленок. Снижение рН раствора стимулирует сероводородную и углекислотную коррозию.

Влияние скорости движения газоконденсатного потока на электрохимическую коррозию имеет сложный характер и, как правило, увеличение скорости потока приводит к интенсификации коррозионных процессов, особенно при скоростях потока более 15 м/с.

Доминирующим фактором развития коррозионного процесса является химический состав среды. Для протекания реакции взаимодействия железа с агрессивными компонентами необходим электролит - пластовая или конденсационная вода с растворенными в ней солями и кислыми компонентами. При полном отсутствии электролита (как в виде пара, так и жидкости), диссоциация кислых компонентов невозможна и коррозионная агрессивность рабочих сред равна нулю.

В случае присутствия электролита только в виде паров, система бесконечно долго будет оставаться инертной. При изменении термодинамических параметров системы изменяется и ее фазовый состав. Так, при повышении давления или снижении температуры снижается равновесное содержание паров воды в газе, что приводит к переходу электролита в жидкую фазу. В условиях эксплуатации трубопроводов ОГПЗ конденсация влаги происходит за счет снижения температуры при транспорте или дросселировании газа. При контакте газа с холодным металлом происходит конденсация влаги на стенках труб. При столкновении холодных и теплых потоков газа происходит объемная конденсация типа тумана. Считается, что наиболее жесткие условия эксплуатации будут при относительной влажности газа по воде 75-80 % , так как в этих условиях происходит образование тонкой пленки электролита, что облегчает диффузию кислых компонентов через нее к металлической поверхности. Коррозионные процессы наиболее интенсивны при 100 % влажности газа, особенно в условиях водяного тумана.

Следующими по значимости факторами являются содержание и парциальное давление кислых компонентов и температура транспортируемой среды. Влияние соотношения парциальных давлений сероводорода и углекислого газа на характер и интенсивность коррозионного разрушения металла в электролите существенно. Согласно результатам исследований, в зависимости от соотношения парциальных давлений кислых компонентов в системе характер коррозионных процессов существенно изменяется: при повышении давления сероводорода увеличивается количество проникающего в сталь водорода и скорость общей коррозии; при увеличении парциального давления С02 возрастает скорость общей коррозии стали.

 Скачать реферат