Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow Коррозия. Способы борьбы с коррозией в нефтяной промышленности

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Введение

Ускоренные темпы развития большой химии стали возможными на базе бурного роста добычи нефти и газа. С ростом числа скважин и промысловых коммуникаций, резервуарных парков и установок по деэмульсации нефти, увеличением расхода металла на нефтяное оборудование возникает вопрос о максимальном продлении срока эксплуатации оборудования, особенно в тех районах, где добывают нефть, содержащую свободный сероводород. В связи с развитием науки о коррозии и защите металлов появились серьезные исследования в области сероводородной коррозии и методов ее предотвращения. Коррозионное разрушение нефтепромыслового оборудования заметно сокращает срок его службы, приводит к частым аварийным изливам нефти и отделяемой от нее минерализованной воды, что, в конечном счете, ведет к загрязнению окружающей среды. Коррозия металлических сооружений причиняет огромный ущерб экономике страны. Особенно велики потери в результате коррозии оборудования нефтегазовой отрасли промышленности, что связано с наличием коррозионно-активных компонентов (H2S, С02, НС1 и др.) в рабочих средах. Несмотря на имеющийся опыт эксплуатации нефтяного оборудования в условиях агрессивной среды, вопросы сероводородной коррозии и борьбы с ней еще не нашли удовлетворительного решения и нуждаются в дальнейшем изучении. Это объясняется сложностью коррозионных явлений, происходящих в среде, содержащей сероводород, и трудностью разработки эффективных методов антикоррозионной защиты металла в этих условиях. Исследования коррозионного процесса металлов в системе «углеводород — кислый водный конденсат» дают возможность установить ряд своеобразных закономерностей в стимулирующем действии сероводорода. Было выяснено, что основная особенность в коррозионном поведении металла, соприкасающегося в присутствии сероводорода с двумя несмешивающимися жидкостями противоположной полярности, заключается в резком возрастании роли явлений избирательного смачивания на границе контакта металла и указанной среды. Рассмотрение с этих позиций коррозионных явлений внутри газо- и нефтепроводов, нефтяных скважин, на установках по обезвоживанию и обессоливанию нефти, а также в тех случаях, когда металл соприкасается с жидкостями противоположной полярности, оказалось полезным при разработке методов антикоррозионной защиты нефтяного оборудования. Сероводород содержится в продукции более чем 20% разведанных нефтегазовых месторождений России. Кроме того, значительная часть нефтяных месторождений Западной Сибири, Волго-Урала, Нижнего Поволжья разрабатывается с применением законтурного и внутриконтурного заводнения. При этом происходит активизация процессов бактериального восстановления сульфатов с выделением сероводорода; источником сульфатов является вода, закачиваемая в пласт.

Наличие сероводорода вызывает коррозию оборудования нефтяных и газовых скважин, газосборных коллекторов, очистных сооружений, магистральных трубопроводов и технологического оборудования перерабатывающих предприятий. В некоторых случаях из-за коррозии возникают аварийные ситуации на буровых скважинах (разрыв трубопровода, разлив нефти и попадание газа в окружающую среду). Сероводород, помимо общей и язвенной коррозии, вызывает сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла оборудования и трубопроводов. В нефтепромысловой практике редко встречаются с сероводородной коррозией в «чистом» виде. Она часто осложняется попаданием в технологические потоки кислорода из разных источников, что вызывает ускоренный износ различного оборудования. Попадание кислорода в сточные воды, не содержащие кислород, резко увеличивает их коррозионную активность. Специфика коррозионного разрушения различного нефтепромыслового оборудования связана с гетерогенностью добываемой из скважин жидкости (коррозия металла протекает в системе типа «нефть — вода — газ»). Закономерности протекания коррозионного процесса в такой сложной системе определяются многими факторами, среди которых основную роль играют физико-химические свойства среды, характер распределения отдельных фаз друг в друге, явления смачивания на различных границах раздела, влияние основных деполяризаторов — сероводорода и кислорода. Действие других факторов с этой точки зрения носит подчиненный характер. Такой подход позволил рассмотреть с единой точки зрения различные на первый взгляд явления коррозии нефтепромыслового оборудования и теснейшим образом связать изменение коррозионной активности добываемой продукции на всем пути ее следования с техникой и технологией добычи и подготовки нефти.

Коррозионное повреждение оборудования, контактирующего с агрессивными средами, приводит не только к значительным экономическим потерям, но и к загрязнению окружающей среды. Как показывает практика, эффективным методом защиты от коррозии в рассматриваемых условиях является применение ингибиторов коррозии, защитных изоляционных покрытий, неметаллических труб и материалов и др. Учитывая особенности коррозионного процесса в двухфазной системе «углеводород — электролит» и практику борьбы с коррозией в этих условиях, в работе большое внимание уделено особенностям защитного действия ряда органических ингибиторов коррозии, преимущественно поверхностно-активных веществ, способных, как известно, резко изменять избирательное смачивание на границе контакта «металл — углеводород — электролит». К методам защиты от коррозии (ингибиторов, защитных покрытий, коррозионностойких материалов и электрохимической защиты) относятся различные технологические меры, направленные на сохранение первоначально низкой коррозионной активности добываемой жидкости, и ингибиторы коррозии, применение которых наиболее эффективно на начальной стадии обводнения нефтяного месторождения. Один из эффективных методов борьбы с коррозией нефтепромыслового оборудования — применение лакокрасочных покрытий, стойких в агрессивных средах нефти и газа. Однако этот метод еще не нашел широкого применения на нефтепромыслах главным образом из-за недостаточно производительной технологии нанесения лакокрасочных покрытий на защищаемую поверхность металла.

Для обеспечения эффективной противокоррозионной защиты оборудования необходимо правильно выбрать тип защитного покрытия, которое должно гарантировать нормальное функционирование системы в течение всего срока ее эксплуатации при минимальных затратах на текущий ремонт. Еще на стадии проектирования и освоения новых месторождений необходимо предусматривать мероприятия по профилактике коррозии металлических конструкций на базе накопленного опыта. Среди применяемых средств защиты металлов от коррозии защитные покрытия получили наибольшее распространение, но их выбор и применение в каждом конкретном случае далеко не всегда научно обоснованы. Это объясняется мно- гокомпонентностью системы «металл — покрытие» и влиянием различных факторов на поведение этой системы. Надо отметить, что электрохимический характер коррозии оборудования в отрасли является преобладающим в связи с присутствием воды в рабочих средах. Коррозионный процесс под покрытием — металлическим или лакокрасочным — также является электрохимическим по своей природе. Поэтому современные исследования направлены на изучение не только физико-химических процессов, происходящих в материале покрытий при контакте их с жидкостями и газами, но и электрохимических процессов в системах «металл — покрытие — электролит». Многие отрасли нашей промышленности накопили большой опыт применения различных защитных покрытий, коррозионностойких конструкционных материалов и электрохимической защиты. В ряде случаев их применение весьма эффективно, однако в условиях значительной металлоемкости оборудования, огромной протяженности нефтепромысловых коммуникаций предпочтение отдается все же тем методам, которые не требуют больших капитальных вложений, обладают значительной универсальностью и не вызывают резкого изменения техники и технологии добычи нефти. Вследствие создания новых технологий и современного аппаратурного оформления производств необходимо и в дальнейшем глубоко изучать защитные свойства материалов и покрытий, что позволит более обоснованно решать вопросы предотвращения коррозии и повышения ресурса покрытий и оборудования. Ни одна крупная отрасль нашей промышленности пока еще не имеет длительного опыта применения ингибиторов коррозии в крупных масштабах и таких благоприятных условий для использования предупредительных мер, какие имеет нефтяная промышленность. Весьма сложная проблема на нефтепромыслах — защита от коррозии внутренней поверхности резервуаров. Учитывая, что внутренние стенки резервуаров подвергаются различной по интенсивности коррозии, разработка единого метода защиты для всего резервуара в целом представляет значительные трудности. Наиболее эффективной оказалась комбинированная защита. Настоящая работа не претендует на исчерпывающее обобщение всей проблемы сероводородной коррозии в нефтедобывающей промышленности. Она представляет собой лишь первую попытку разобраться в сложных явлениях сероводородной коррозии в двухфазных системах типа «углеводород — электролит», наиболее распространенных в нефтяной промышленности. В результате анализа возможного механизма коррозионных явлений в конкретных условиях эксплуатации нефтепромыслового оборудования обоснованы некоторые пути антикоррозионной защиты, причем наибольшее внимание уделяется применению ингибиторов коррозии, изоляционных лакокрасочных покрытий и электрохимической защиты от коррозии.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>