4 antwoorden op materiaalkeuze voor zure olie- en gasvelden

Vier antwoorden op materiaalkeuze voor zure olie- en gasvelden

Natalie Hagan, Productmanager Fittingen

Terwijl olie- en gasproducenten proberen te voorzien in de energiebehoeften van de wereld en hun inkomstenstromen uitbreiden, is er een collectieve beweging geweest in de richting van het aanboren van onconventionele hulpbronnenreserves op grotere diepten en grotere afstanden uit de kust. Lekkages door zuur gas of andere ernstige systeemstoringen kunnen hier kostbare gevolgen hebben. Procesvloeistoffen in zure dienst bevatten waterstofsulfide (H₂ S) waarvan bekend is dat het bijtend, ontvlambaar en giftig is. Deze corrosiviteit kan legeringen tot het uiterste drijven en bijdragen aan sulfide stress cracking (SSC) in koolstofstaal met een hogere sterkte en laaggelegeerd staal. SSC kan leiden tot materiaalbrosheid en plotseling falen van normaal ductiele metaallegeringen.

Naarmate de olie- en gasindustrie gebruikmaakt van meer reservoirs met H₂ S, is het van cruciaal belang om de NACE-normen te begrijpen om ervoor te zorgen dat materialen bestand zijn tegen dergelijke extreme omstandigheden. Een norm die de selectie van legeringen in zuurgastoepassingen begeleidt, is getiteld MR0175/ISO 15156. Deze norm bevat tabellen die materiaalvereisten en omgevingslimieten beschrijven voor materialen die worden gebruikt in stroomopwaartse zuurgastoepassingen.

Als u deze vereisten begrijpt en uw materiaalopties kent, kan dit helpen bij het beheersen van vele soorten corrosie, waaronder die welke het meest voorkomen in zure olievelden. We beantwoorden vier veelgestelde vragen over materiaalkeuze voor toepassingen met zuur gas, zodat u componenten van vloeistofsystemen kunt kiezen die een grotere kans hebben om veilig en effectief te presteren.

Vraag #1: Welke materialen zijn geschikt voor gebruik in zuurgastoepassingen?

De NACE MR0175/ISO 15156-norm beschrijft geschikte materialen voor zure omgevingen in de olie- en gasproductie, waaronder 316 roestvrij staal, 6 Moly-legeringen, 2507, 825, 625, C-276 en Alloy 400. Deze materialen hebben specifieke toepassings- en omgevingsbeperkingen die staan ​​in deze norm vermeld.

Geen enkel roestvrij staal is volledig immuun voor chloride-ion-geïnduceerde spanningscorrosie (SCC). Bij het selecteren van buisfittingen van RVS 316 is het belangrijk om een ​​hoger nikkel- en chroomgehalte te specificeren dan de ASTM-minimumeis van 10% nikkel en 16% chroom. Buisfittingen geproduceerd uit standaard 316/316L roestvrij staal met een minimaal nikkel- en chroomgehalte zijn gevoeliger gebleken voor door chloride veroorzaakte spanningsscheuren. Een hoger nikkelgehalte zorgt voor een betere algehele corrosieweerstand, verbeterde austenietstabiliteit tegen martensietvorming en hogere weerstand tegen waterstofbrosheid. Wanneer materiaal grote hoeveelheden martensiet bevat, zorgt waterstofbrosheid ervoor dat het materiaal bros wordt en vatbaar is voor barsten. Een hoger chroomgehalte zorgt voor een hogere weerstand tegen putcorrosie.

Vraag #2: Welke potentiële risico's of schade kan een juiste materiaalkeuze beperken?

Het gebruik van het juiste materiaal in een zuurgastoepassing kan het risico op SSC en SCC verminderen. Zodra een materiaal corrodeert, kan materiaaldegradatie leiden tot potentieel catastrofale storingen die van invloed zijn op het milieu, personeel en veiligheid, en kan leiden tot onvoorziene productiekosten. Dit risico vereist het begrijpen van de vereisten van NACE-conformiteitsnormen en specificaties die zijn gebaseerd op de omgevingsomstandigheden waarin het product zal worden gebruikt.

Vraag #3: Wat zijn de belangrijkste factoren om te overwegen bij het kiezen van het optimale corrosiebestendige materiaal?

Het is belangrijk om rekening te houden met de corrosieve bedreigingen van de bedrijfsomstandigheden (inclusief opstarten en stilleggen), de weerstand van kandidaatmaterialen tegen deze bedreigingen en de toegang voor onderhoud en reparatie. Bovendien, kennis van de aanbrengdruk, temperatuur, chlorideconcentratie, pH en H₂ S partiële druk kan helpen bij de materiaalkeuze. Met de juiste training op het gebied van materiaalwetenschap kunt u leren hoe u optimale materialen kunt selecteren op basis van druk- en temperatuurclassificaties, corrosieve bedreigingen en naleving.

Vraag #4: Hoe kunnen NACE-conforme materialen de operationele veiligheid en prestaties verbeteren?

Materiaaldegradatie kan leiden tot voortijdig falen van componenten, wat risico's voor personeel en eigendommen met zich meebrengt en productverontreiniging kan veroorzaken, wat resulteert in productieverlies en hoge onderhoudskosten. Door het juiste materiaal te selecteren op basis van de omgevings- en procesomstandigheden in de toepassing, kan de levensduur van activa worden verbeterd, de prestatieveiligheid worden verbeterd en de systeemintegriteit worden verlengd. Bovendien verminderen conforme materialen ook de toekomstige noodzaak om een ​​activum opnieuw te bewerken dat mogelijk is gebouwd met niet-conforme materialen.

Materiaalbetrouwbaarheid is van cruciaal belang, aangezien de olie- en gasindustrie zure gasvoorraden blijft aanboren. Speciale aandacht is vereist voor corrosiegevoelige apparatuur zoals kleppen, fittingen en instrumentatie. Het naleven van de aanbevelingen van NACE MR0175/ISO 15156 en een duidelijk begrip van legeringenbeperkingen is cruciaal voor veilige, duurzame apparatuur in veeleisende omgevingen met zuur gas.

Wilt u meer weten over het kiezen van de juiste corrosiebestendige materialen om uw vloeistofsystemen lekdicht te houden en efficiënt te laten werken? Schrijf je dan in voor een van onze aankomende trainingen.