Neft va gaz issiqlik bilan ta'minlash uskunalari korroziyaga chidamliligi

Neft va Gazdagi Issiqlik Bilan Ta'minlash Tizimlarida Korroziya Mexanizmlarini Tushunish

Izolyatsiya Ostidagi Korroziya (CUI) Issiqlik Bilan Ta'minlash Samaradorligini Qanday Pasaytiradi

CUI yoki izolyatsiya ostidagi korroziya, ayniqsa suv izolyatsiya qavatiga tushganda, neft va gaz ob'ektlarida issiqlik uzatish tizimlarining muvaffaqiyatsizlikka uchrashining asosiy sabablaridan biridir. Wasim hamda Djukic tomonidan 2022-yilda e'lon qilingan tadqiqotga ko'ra, sohil yaqinidagi quvurlarning har 10 ta korroziya muammosining taxminan 4 tasi shu kabi yashiringan zarardan kelib chiqadi. Dengiz havosidagi tuz zarralari izolyatsiya ostida juda qattiq shovqin hosil qiladi. Keyin nima sodir bo'ladi? Issiqlik uzatish samaradorligi sezilarli darajada pasayadi. Minerallar bilan izolyatsiya qilingan kabel taxminan issiqlikni o'tkazish qobiliyatining 22% ini yo'qotadi. Shuningdek, moliyaviy jihatni ham unutmang. Har bir metr trubaga yillik ta'sir etuvchi ta'mirlash xarajatlari taxminan 180 AQSH dolloriga oshadi. Aksariyat odamlar ushbu komponentlar odatda uskunalar ichiga joylashtirilganligi sababli muammo borligini kechginagina anglaydi. Shu sababli, teshkilotlarda muammolarni dastlabki bosqichda aniqlash — qimmatbaho ta'mirlash ishlari yoki biznesning uzluksiz davom etishi farqini yaratadi — monitoring vositalarining rolini oshiradi.

Korrozionning umumiy turlari: pitting, taranglik treshinasi va galvanik ta'sir

Issiqlikni kuzatish ishonchliligiga xavf soladigan uchta asosiy korroziya mexanizmi:

1. Yumshoq korrozziya : Ruxsat etilgan po'lat qopqoqlarda 0.5–3 mm chuqurlikdagi o'yaklarni hosil qiluvchi mahalliy hujaymlar
2. Taranglik korroziyasi treshinasi (SCC) : Shirin gaz muhitidagi issiq lenta uzilishlarining 19% ni tashkil qiladi (NACE 2023)
3. Galvanik korrozziya : Mis izlari (0.34 V) va uglerodli po'lat tayanchlar (-0.85 V) orasidagi kuchlanish farqi tufayli vujudga keladi

2023-yildagi tahlil shuni ko'rsatdiki, ayniqsa, 60–120°C oralig'ida tsiklik harorat sharoitida pitting-SCC mexanizmlarining birlashishi alohida shakllarga qaraganda 63% ko'proq to'xtab qolishga olib keladi.

Tadqiqot holati: Okean platformasidagi CUI ning ishlamay qolishi

Shimoliy dengizdagi platforma nazoratdan chiqqan CUI rivojlanish tufayli 18 oy ichida issiqlikni kuzatish tizimi to'liq ishdan chiqdi:

Buzilishdan keyingi tahlil Inconel isitish elementlari va stainless po'lat maxkamlovchilar o'rtasidagi galvanik bog'lanishning 15 ¼A/cm² dan ortiq tok zichligini hosil qilganini va korroziyani yiliga 1,8 mm gacha, ya'ni asosiy material yo'qotishidan olti marta tezroq tezlashtirganini ko'rsatdi.

Issiqlik uzatishda korrozion chidamliligi oshirilgan materiallarni tanlash

Qattiq muhitda korrozion chidamli qotishmalarni (CRAs) tanlash me'yorlari

Korrozionga chidamli qotishmalar (CRAs) ni tanlashda hisobga olinadigan bir nechta muhim omillar mavjud, jumladan, ular qaysi kimyoviy moddalarga ta'sir etilishini, ish haroratlarini, mexanik kuchlanishlarni va uzoq muddatli xarajatlarni o'z ichiga oladi. Xloridlarga qarama-qarshi pufakli va yoriq korrozionini oldini olishda ayniqsa 18% dan 25% gacha xrom hamda 2% dan 6% gacha molibden borligi katta farqni anglatadi. Masalan, 316 turlari bo'lgan rostquvnoy po'lat sulfat kislota muhitida harorat 60 gradus Celsiydan oshganda buzilish boshlanadi. Shu bilan birga nikel asosidagi CRAs lar juda qattiq sharoitlarga ham chidaydi va hatto taxminan 200 gradus Celsiy atrofida barqaror saqlanadi. Ko'pchilik muhandislar vodorod sulfid darajasi yoki dengiz suvi bilan bevosita aloqa kabi muhim jihatlarning girdobli qayta ishlash korxonalarda materiallarni to'g'ri tanlash uchun ISO 21457 ko'rsatmalarga tayanadi.

Inconel kabi nikel asosidagi qotishmalarning neftni qayta ishlash va yuqori haroratdagi sohalarda qo'llanilishining afzalliklari

Inconel 625 va boshqa nikel asosidagi qotishmalar taxminan 980 gradus Celsiygacha bo'lgan haroratlarda oksidlanishga chidamli bo'lishi bilan ajralib turadi. Shuningdek, ular xloridlarning stress korroziyaviy gugurtlanishiga ko'plab boshqa materiallarga qaraganda ancha yaxshiroq chidamli. 2022-yilda dengizdagi neft konlarida o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, Inconel bilan qoplangan kabel tishlama po'latnikiga qaraganda sezilarli darajada uzoqroq xizmat qildi va besh yil davomida nosozliklar taxminan 70% kamaydi. Bu materiallarning uzoq muddat xizmat qilishining sababi — issiqlik ta'sirida nikel himoya qiluvchi oksid qavati hosil qiladi, bu esa gugurtlanishning oldini oladi. Yuqori haroratdagi bug' trassalash tizimlari bilan shug'ullanadigan kompaniyalar uchun nikel qotishmalariga o'tish faqatgina texnik xulosa hisobiga yiliga futiga taxminan o'n sakkiz dollar tejanganda.

Xizmat muddati bo'yicha xarajatlarni tahlil qilish: Dastlabki investitsiya va uzoq muddatli chidamlilikni muvozanatlash

KIMLAR boshlang'ich xarajatlari bo'yicha uglerodli po'latnikiga qaraganda 3–5 baravar yuqori bo'lsa ham, ular 15 yil davomida umumiy egalik xarajatlarini 40–60% ga kamaytiradi. Xalqaro NACE (2023) 12 ta SNG zavodini tahlil qilib, quyidagilarni aniqladi:

Nikel qotishmalardan foydalangan ob'ektlar rejalashtirilmagan to'xtovlar va ta'mirlash ishchilari uchun yiliga mil boshi 740 ming AQSH dollari tejashgan.

Jihozlarning xizmat ko'rsatish muddatini uzaytirish uchun himoya qoplamalari va sirtni ishlash usullari

Namlik va kimyoviy ta'sirlarga chidamli epoksid va poliuretan qoplamalar

Namlikka, kislotali kondensatga yoki kimyoviy ingichka tomchilarga ta'sir qiluvchi neft va gaz issiqlik uzatish tizimlarida epoksid va poliuretan qoplamalar muhim to'siq vazifasini bajaradi. O'tkazmaydigan qatlama sifatida ular CUI xavfini 68% gacha kamaytiradi. Poliuretan egiluvchan sohalarda, masalan, burmalarda a'lo bajariladi, epoksid esa uzoq muddatli uglevod va tuzli eritma ta'siriga chidamli bo'ladi.

Korroziv hujumlarni oldini olish uchun metall qoplamalar va inkapsulyatsiya usullari

Alyuminiy-silikatli issiqlik porlayotgan ilg'or inkapsulyatsiya usullari korroziyaga sabab bo'ladigan moddalardan sirtlarni ajratib turadigan metallurgik aloqalarni hosil qiladi. Galvanizatsiya va alyuminlashtirish ochiq dengiz sharoitida karbonatli po'latning xizmat muddatini 12–15 yilgacha uzaytiradi. 400°C dan yuqori haroratlarda nikel qoplamasi refineringdagi bug' quvurlarida xlorid bilan bog'liq SCC ni oldini oladi.

Qoplangan va qoplanmagan mineral izolyatsiyali (MI) kabelning ishlash afzalliklari

Plyuskaning dengiz suviga botirish sinovlarida plyuskasiz versiyalarga qaraganda to'rt marta uzoqroq xizmat qiladi (NACE 2022). Ekstruziya qilingan polimer korpuslar germetik pechatlash vazifasini bajaradi, magniy oksid izolyatsiyasiga namlik kirishini oldini oladi va barqaror issiqlik chiqishini saqlaydi. Infratuzilmalar yiliga millari sari korroziyaga oid texnik xizmat ko'rsatish holatlari 4,2 dan 0,9 gacha pasaygan bo'lib, texnik xizmat ko'rsatish uzilishlari esa 23% kamaygan.

Korroziyani kamaytirish uchun loyiha va texnik xizmat ko'rsatish strategiyalari

Namlikni ushlab qolish va CUI xavfini kamaytirish uchun muhandislik loyihasi

Korroziya muammolari ko'pincha ularni hech kim sezishidan ancha oldin boshlanadi, shu sababli ham loyihalash bosqichida namlik zarar yetkazishini to'xtatish uchun aqlli dizayn qarorlari katta farq yaratadi. Masalan, izolyatsiya qoplamalarini to'g'ri qiyalash, payvandlangan joylarda teshiklar emas balki uzluksiz tuzilishga ega bo'lishini ta'minlash va suv bug'ini haqiqatan nafas olishi mumkin bo'lgan tarangotchani o'rnatish orqali suv keraksiz joylarda ushlanib qolishining oldini olish mumkin. Tarkibiy qismlar orasidagi mayda teshikchalarni yo'qotish hamda tizimni shunday sozlashki, suv tabiiy ravishda quyib ketishi ta'minlansin — bu keyinchalik hech kimga xohlamaydigan lokal korroziya doiralari vujudga kelishining oldini olishda katta yordam beradi. Sohil yaqinidagi o'rnatmalarda esa, yoyilgan (yumaloq) tayanch tuzilmalar tuzning to'planish muammosini ancha kamaytiradi. Shuningdek, modulli qurilish yondashuvini unutmaslik kerak, bu esa korroziya odatda yashiringan holda vaqt o'tishi bilan muammo tug'diradigan qiyin joylarga xizmat ko'rsatish brigadalari oson kirishini ancha osonlashtiradi.

Bashorat qiluvchi texnik xizmat ko'rsatish va haqiqiy vaqtda korroziyani nazorat qilish texnologiyalari

Simli korroziya datchiklari, shuningdek, ultratovushli o'lchagichlar hamda ajoyib IoT issiqlik sensorlari muammolarni katta muammo tomonga aylanishidan oldin aniqlashga yordam beradi. Bu qurilmalar harorat o'zgarishini, o'tkazuvchanlikdagi o'zgarishlarni hamda namlik darajasidagi siljishlarni kuzatish orqali pitting yoki devor qalinligining ingichkalashishining dastlabki belgilarini aniqlaydi. Haqiqiy vaqtda akustik emissiya sensorlarini qo'llagan korxonalarda eski uslubdagi qo'lda tekshirishlarga nisbatan kutilmagan to'xtashlar taxminan 40% ga kamaytirilganligi haqida xabar berilmoqda. Barcha ushbu texnologiyalarni aqlli bashorat qiluvchi tahlil dasturi bilan birlashtiring va natijalar haqiqatan ham ta'sir qoldiradi. Jihozlar osongina dengizda olti yoki sakkiz yilga uzunroq xizmat qiladi, bu esa almashtirish xarajatlari juda katta bo'lishi mumkin bo'lgan qattiq offshore sharoitlar bilan ishlaganda katta farq hosil qiladi.

Integratsiyalangan yondashuv: Materiallarni, dizaynni hamda proaktiv boshqaruvni birlashtirish

Uzoq muddatli himoya tizimlarini yaratish uchun korroziyaga chidamli materiallarni, masalan, po'lat plyankani, namlikka chidamli komponentlarni birlashtirish hamda taxminlar asosida emas, balki haqiqiy ma'lumotlarga asoslangan ta'mirlashni amalga oshirish kerak. Sanoat korxonalari misol tariqasida olinganda, ular Inconel izlovchi liniyalarni gidrofob aerojel izolyatsiyasi bilan birlashtirib, har olti oyda bir marta elektromagnit tekshiruvlarni rejalashtirganda, bu turli xil ehtimoliy nosozliklarga qarshi ko'p qavatli himoya tizimi yaratishdir. Bu yo'lni tanlagan korxonalar o'nta yildan keyin ta'mirlash xarajatlarini taxminan 70% ga kamaytirgan. Buni o'ylab ko'rganingizda, juda ta'sirli natija. Dastlab ushbu yaxshiroq materiallar va aqlli nazorat tizimlariga sarflangan mablag'lar keyinchalik ishlashdagi uzilishlarning kamayishi va favqulodda ta'mirlashlarning kamayishi tufayli o'zini bir necha marta qoplaydi.

Korroziyaning operatsion xavfsizligi va tizim samaradorligiga ta'siri

Korroziya tufayli issiqlik o'tkazuvchanligi va tizim javob tezligining pasayishi

Korrozion yig'ilib qolganda, sirtlarda issiqlik uzatishni jiddiy darajada buzadigan izolyatsiya qiluvchi oksid qatlamlari hosil bo'ladi. Zararlangan quvurlar va kabel liniyalarda issiqlik o'tkazuvchanlik 40% dan 60% gacha pasayadi. Keyin nima sodir bo'ladi? Asosan operatorlar ishlash darajasini saqlash uchun energiya sarfini odatda 25% dan 35% gacha oshirishga majbur bo'ladi, lekin bu aniqki butun tizim samarasizlanib ketishiga olib keladi. Kutilmagan harorat o'zgarishlari paytida tizimlar odatdagidan ancha sekin reaksiya beradi, ayniqsa qish sharoitida ishlatiladigan jihozlarda muzlash ehtimoli ortadi. Mineralli izolyatsiyali kabel eskirib borgan sari, muzni eritish jarayoni sezilarli darajada kechikadi. Har bir hodisa uchun taxminan 8 soatgacha bo'lgan to'xtab turish muddati sodir bo'lishi mumkin, bu esa xizmat ko'rsatish brigadalari allaqachon mehnat bilan band bo'lganda tez-tez takrorlansa, umumiy zarar tez o'sadi.

Eskirgan issiqlik uzatuvchi elementlardan kelib chiqadigan elektr xavfsizligi xavflari

Eski tizimlarda oksidlanish va izolyatsiyaning buzilishi elektr xavflarini oshiradi. 2023-yildagi offshore xavfsizlik auditida issiqlik uzatishning 22% ni tashkil etuvchi muvaffaqiyatsizliklar korroziyaga bog'liq qisqa tutashuvlar va yerda ishqalanganda sodir bo'lgan. Namlik kirib ketishi qarshilikning pasayishini tezlashtiradi — namlikli muhitda o'z-o'zidan tartibga solinadigan kabeldagi nixrom elementlari tuzli muhitda uch marta tezroq degradatsiyaga uchraydi.

Xarajatlarni tejash paradoksi: Qisqa muddatli foydalar vs. Uzoq muddatli korroziya xavflari

Agar kompaniyalar korroziyaga chidamli materiallarga sarmoya sifatida emas, balki dastlabki xarajatlarni kamaytirishga e'tibor bersa, ular oxir-oqibat umumiy hisobda taxminan uchdan besh baravargacha ko'proq to'lashga majbur bo'ladi. O'ttiz yil avval Arktikadagi tadqiqot bekati bilan nima sodir bo'lganiga qarang. Himoya qoplamasi qo'llanilmagan po'lat detallar taxminan har ikki yarim yilda almashtirilishi kerak bo'ldi. Boshqa tomondan, shu kabi korroziyaga chidamli materiallardan tayyorlangan komponentlar o'zgartirish talab etilmadan o'n ikki yildan ham ortiq xizmat qildi. Moliyaviy jihatdan vaziyat yanada yomonlashdi. Qisqa muddatli strategiyani qo'llab-quvvatlaydigan bizneslar ancha yuqori tekshiruv xarajatlariga duch keladi. 2023-yildagi Ponemon instituti ma'lumotlariga ko'ra, ushbu ob'ektlarda eskirgan uskunalar tufayli elektr xavf-xatar doimiy ravishda saqlanib turishi sababli, muntazam tekshiruvlar uchun qo'shimcha 740 ming AQSH dollari sarflanadi.