Нефтегазовые новости

Нефтегазовые новости / Технологии / Новые направления обеспечения целостности промысловых трубопроводов

Новые направления обеспечения целостности промысловых трубопроводов

Новость от 04.07.2016, добавлена в 20:52 в категории: Технологии 2583 просмотра 0 комментариев

В последние годы в Компании проведена большая работа по защите промысловых трубопроводов от внутренней коррозии. Значительное снижение аварийности, связанное с расширением ингибиторной защиты, позволило БЕ «Нягань» получить премию ТНК-ВР в области Технологий в 2005 году, а БЕ «Оренбург» — стать финалистом в 2006 году. Компания намерена стать лидером российской нефтегазовой промышленности по вопросам управления целостностью производственных объектов. Для этого необходимо уделять серьезное внимание защите наружной поверхности трубопроводов от подземной (или наружной) коррозии.

Подземная коррозия является разновидностью электрохимической коррозии. Ее механизмы могут быть различными, но в большинстве случаев поражение принимает форму питтинга или язв. Глубина проникновения очагов коррозии велика и представляет угрозу для целостности трубопроводов.

В 2006 году в семи подразделениях Компании зафиксирован значительный процент отказов трубопроводов по причине подземной коррозии. Наиболее сложная ситуация складывается в БЕ «Оренбург». Это связано с тем, что здесь (особенно в ПЕ «Север») эксплуатируется старейший в Компании парк трубопроводов, в основном с пассивной защитой (битумные, битумно-резиновые и пленочные покрытия со сроками службы не более 10 лет, которые уже истекли). Поэтому в настоящее время трубопроводная система БЕ «Оренбург» эксплуатируется с недостаточной противокоррозионной защитой от наружной коррозии.

В 2006 году специалисты БН «Технологии» совместно с БЕ «Оренбург» (ПЕ «Центр» и ПЕ «Север») занялись поиском технического решения по борьбе с наружной коррозией и начали реализацию соответствующего пилотного проекта.

Выбор технического решения

Все трубопроводы подземной прокладки должны иметь защитное покрытие, которое создает барьер между металлической поверхностью трубы и агрессивной средой. Однако даже в новых покрытиях допускается определенное количество сквозных дефектов. В процессе эксплуатации их число возрастает. Поэтому на практике всегда необходимо дополнительно применять катодную защиту (КЗ). Этот метод обеспечивает в сквозных дефектах изоляционного покрытия такие электродные потенциалы, при которых ионизация атомов металла уменьшается, и коррозия подавляется. Необходимо отметить, что процессы подземной коррозии имеют черты, принципиально важные при выборе технических решений.

Коррозия зарождается и протекает не только в сквозных дефектах защитного покрытия. В некоторых случаях покрытие отслаивается и позволяет влаге проникать к поверхности металла, одновременно являясь барьером для защитного тока. В этих условиях катодная защита не может обеспечить эффективную защиту. Эта проблема наиболее актуальна для покрытий из липких лент. Таким образом, были обозначены цели пилотного проекта: определить причины и закономерности коррозионных поражений, оценить скорости наружной коррозии и потенциальную эффективность катодной защиты трубопроводов, а также реконструировать катодную защиту и оценить ее эффективность по результатам эксплуатации.

Определение причин и закономерностей подземной коррозии в БЕ «Оренбург»

Обычно коррозионную оценку почв проводят по величине их удельного электрического сопротивления. Однако коррозионные условия часто меняются в процессе эксплуатации трубопроводов из-за изменений состава грунта. В связи с этим была необходима расширенная программа исследований. Для этого были привлечены специалисты Института физической химии Российской Академии Наук (ИФХ РАН).

Была изучена техническая документация, выбраны характерные участки на трубопроводах в ПЕ «Север» и ПЕ «Центр», и проведено их обследование, включающее полевой и лабораторный химический анализ грунта на влажность, кислотность (рН), содержание в грунте различных ионов (хлоридов, сульфатов, нитратов, гидрокарбонатов и других). Навеска образца грунта взвешивалась на весах Cas LP, а затем отправлялась на лабораторные исследования. Лаборатория оснащена самым современным оборудованием, для этого руководство компании приняло решения купить весы Cas LP для взвешивания образцов, а также купить pH-метры для определения кислотности грунта.

Специалисты изучили связь между скоростями почвенной коррозии, измеренными ВИК, и факторами, которые могут определять коррозионную агрессивность грунта, и пришли к выводу, что для определения степени агрессивности грунта по отношению к локальной коррозии помимо удельного электрического сопротивления почвы необходимо измерять содержание активаторов растворения железа, прежде всего хлорид-ионов.

ВИК, не подключенные к трубе, зафиксировали скорости почвенной коррозии до 0,5 мм/год. Этих скоростей недостаточно для объяснения всех отказов трубопроводов, поскольку расчетные скорости коррозии должны были составлять несколько миллиметров в год.

Для определения причин реальных скоростей коррозии трубопроводов были использованы специальные резисторные датчики коррозии (РДК), установленные на 15 контрольно-диагностических пунктах (КДП). В основном РДК были смонтированы в местах, где наблюдались неоднократные порывы трубопроводов. Для получения более достоверных данных на одном КДП использовались несколько датчиков разных типов.

Датчики размещали в грунте на глубине трубопровода, электрически соединяли их с трубопроводом и периодически измеряли их сопротивления. Наблюдения продолжались два месяца.

Засоление грунта в месте ранее произошедшего порыва приводит увеличению скорости коррозии трубопровода в 8-10 раз. Следовательно, самые высокие скорости язвенной коррозии на обследованных участках трубопроводов являются результатом действия коррозионных макропар, которые возникают из-за попадания в грунт коррозионно-агрессивной попутно-добываемой воды при порывах нефтепроводов и водоводов. На завершающем этапе были измерены величины и направления токов, стекающих с датчиков коррозии. Измерения показали, что токи во всех случаях были положительны и почти не изменялись по величине, а это означает, что открытые дефекты изоляции в местах установки КДП работают анодами, а блуждающие токи не представляют опасности.

Таким образом, специалисты подтвердили высокую опасность почвенной коррозии в БЕ «Оренбург», которая усугубляется последствиями порывов, и сделали вывод, что основная доля опасных коррозионных повреждений возникает в сквозных дефектах изоляции. В этих условиях высока эффективность использования КЗ.