Контроль корозії в нафто- і газопроводах
У різних країнах використовуються різні джерела енергії, такі як паливо, природний газ, копалини та нафта.Нафта і газ є домінуючими джерелами енергії для виробництва та підтримки життя в Сполучених Штатах і в усьому світі.Як і будь-який інший продукт, існує потреба в покращенні ефективного розподілу нафти та газу від центрів видобутку до різних споживачів через посередників (якщо вони є).У цьому випадку ефективний розподіл як нафти, так і газу до користувачів гарантує їхню безпеку.Крім того, це гарантує безпеку енергетичних заводів, оскільки будь-які витоки, які можуть виникнути, виявляються та запобігаються з негайним ефектом.В результаті забруднення навколишнього середовища зводиться до мінімуму.Різні джерела енергії вимагають транспортування з однієї області в іншу, що означає, що під час процесу необхідно дотримуватися ефективності та ефективності.Наприклад, сиру нафту необхідно транспортувати від зон виробництва або джерела до нафтопереробних заводів і від нафтопереробних заводів до кінцевих споживачів.Тому необхідно розробити відповідний механізм транспортування нафти і газу від центрів видобутку до НПЗ і від НПЗ до споживачів.Нафто- та газопроводи є основним транспортним засобом, який використовується для транспортування нафти та газу в Сполучених Штатах Америки.Різні сектори світової економіки розвивалися, і тому енергетичний сектор не є винятком.Технологія, яка використовується в цьому секторі, переживає величезний розвиток, який обертається навколо необхідності підвищення безпеки та загальної ефективності нафто- та газопроводів.Ці розробки зробили систему найефективнішою для транспортування нафти та газу в різні місця.
Види нафто- і газопроводів
Як було сказано раніше, типи нафто- і газопроводів залежать від зони транспортування і транзитної речовини.Збиральні лінії транспортують продукцію на короткі відстані.Вони в основному використовуються для транспортування сирої нафти та природного газу з місць видобутку до нафтопереробних заводів.Лінії збору є відносно короткими, оскільки вони передбачають транспортування неочищеної нафти та природного газу від центрів видобутку до нафтопереробних заводів (Кеннеді, 1993).Підвідні лінії задіяні в транспортуванні нафти і газу від нафтопереробних заводів до сховищ або з'єднують очищену нафту і газ з магістральними трубопроводами (Кеннеді, 1993).Таким чином, ці лінії охоплюють відносно короткі відстані порівняно з тими, які розподіляють нафту та природний газ користувачам/ринку.Лінії електропередачі є однією з найскладніших систем трубопроводів.Вони складаються з мережі ліній, які розподіляють природний газ і нафту через кордони.Лінії електропередач відповідають за розподіл нафти та газу до кінцевих споживачів, тому вони долають відносно великі відстані.Примітно, що уряд здебільшого керує лініями електропередачі, оскільки вони розподіляють нафту й газ через внутрішні та зовнішні кордони.Розподільні трубопроводи, як випливає з назви, відповідають за розподіл нафти та газу користувачам.У більшості випадків ці трубопроводи належать і управляються розподільними компаніями, які роздрібно продають нафту та газ кінцевим споживачам.Кінцеві споживачі включають підприємства, будинки та галузі, які залежать від форм енергії (Міснер і Леффлер, 2006).Трубопроводи розподілу є найскладнішими, оскільки вони зосереджені на обслуговуванні клієнтів у різних географічних місцях.
Використання та значення нафто- і газопроводів
Важливість трубопроводів не можна недооцінювати, враховуючи важливу роль газу та нафти в управлінні економікою.Нафта і газ є важливими джерелами енергії для промисловості, що означає, що вони підтримують функціонування економіки.Основне використання трубопроводів стосується розподілу нафти та газу кінцевим споживачам.Це найбільш зручний, ефективний і безпечний спосіб транспортування великих обсягів нафти і газу від центрів видобутку до нафтопереробних заводів і кінцевих споживачів (Miesner & Leffler, 2006).Важливість трубопроводів є фактором їх використання в розподільчих нафто- і газопроводах.По-перше, нафто- і газопроводи виявилися безпечними методами транспортування нафти і газу.Вони розташовані під вулицями, поперек будівель, полів, але не впливають на якість життя мешканців.Крім того, їх широке охоплення допомагає розширити доступ до енергії для всіх громад, незалежно від їхнього розташування.Тому вони важливі для генерації енергії, яка є важливим аспектом виживання людської раси.Без енергії країнам було б важко утримувати своїх громадян через брак основних товарів і послуг.Інше значення нафто- і газопроводів полягає в тому, що вони сприяють повному використанню природних ресурсів країни.Трубопроводи дозволяють транспортувати сиру нафту та природний газ від їх джерел до нафтопереробних заводів.Таким чином, країна може скористатися наявністю природного газу та нафти навіть у сільській місцевості завдяки легкості транспортування.Розвідка нафти в сільській місцевості була б неможливою без існування трубопроводів.З цього випливає, що трубопроводи впливають на виробництво всіх нафтопродуктів із сирої нафти, видобутої з джерел.Нафто- та газопроводи також допомогли країнам, які не мають відповідних джерел нафти та газу.За допомогою трубопроводів можна транспортувати нафту і газ із країни в країну.Таким чином, країни без нафтових свердловин або нафтопереробних заводів все ще можуть використовувати нафтопродукти, нафту та газ як основне джерело енергії (Miesner & Leffler, 2006).Вони складаються зі складної мережі розподільних ліній, які допомагають обслуговувати громади, які не мають належних природних джерел енергії.Можливо, наше повсякденне життя значною мірою залежить від існування трубопровідної технології.Наявність бензину по всій вулиці, газу для приготування їжі, реактивного палива та промислових двигунів є результатом інвестицій у трубопровідну технологію.Широка мережа трубопроводів у Сполучених Штатах та інших країнах є свідченням їх важливості для підтримки життя та економічної діяльності.Нафта і газ, як зазначають Miesner & Leffler (2006), є найважливішими елементами промислової продуктивності націй, що означає, що це нова форма конкурентного порядку.Компанії з належним доступом до видів енергії, ймовірно, будуть більш конкурентоспроможними, що ще більше виправдовує існування та важливість мережі трубопроводів.Важливість нафто- та газопроводів також посилюється невдачами та неефективністю інших форм транспортування нафти та природного газу.Наприклад, транспортувати великі обсяги нафти та газу вантажівками та залізницею неможливо через пов’язані з цим витрати.Крім того, трубопроводи не завдають шкоди іншим формам інфраструктури, таким як дороги, що означає, що вони є економічно ефективними та незалежними видами транспорту.
Матеріали, що використовуються в нафто- і газопроводах
Трубопроводи можна розглядати як частину нашого життя, оскільки вони знаходяться під нашими будівлями та вулицями.Тому безпека трубопроводів має першочергове значення при їх проектуванні та проектуванні.Сталь є основним матеріалом для будівництва нафто- і газопроводів.Основною причиною використання сталі є її характеристики міцності, пластичності та зварюваності (Kiefner & Trench, 2001).Жорсткість допомагає протистояти тріщинам, які можуть призвести до витоків.Тому сталь допомагає трубопроводам витримувати тиск навантаження, спеку та мінливі погодні умови, оскільки вона стійка до тріщин.Однак нержавіюча сталь не є ефективним матеріалом для будівництва трубопроводів, хоча вона є найефективнішою за характеристиками, згаданими вище.Згідно з Kiefner & Trench (2001), низьковуглецева сталь є економічно вигідною формою сталі, яка має характеристики міцності та пластичності, необхідні для трубопроводів.Інші метали, такі як залізо, не такі міцні і можуть призвести до тріщин і розломів.Тому низьковуглецева сталь є найефективнішим матеріалом для будівництва трубопроводів, оскільки вона запобігає руйнуванню, яке може призвести до розливів нафти та газу.Іншою причиною використання сталі в будівництві трубопроводів є їх здатність витримувати зміну температури з часом.Сталь не змінюється з часом, що означає, що вона найбільш ефективна для використання в конструкціях матеріалів, які піддаються різним погодним умовам.Міцність на розрив низьковуглецевої сталі залишається постійною з часом, що означає, що вона найкраща для використання в довгостроковому розвитку інфраструктури (Kiefner & Trench, 2001).Будівництво трубопроводів – це дорога інвестиція, що передбачає необхідність підходити до неї з довгостроковою перспективою.Таким чином, низьковуглецева сталь є найкращою для використання в будівництві трубопроводів, оскільки вона допомагає мінімізувати потребу в постійних ремонтах.У низьковуглецевої сталі, яка використовується при будівництві нафто- і газопроводів, є свої недоліки.Він підтримує окислення в присутності повітря, ґрунту та води (Kiefner & Trench, 2001).Окислення призводить до корозії, яка може поставити під загрозу якість нафти та газу під час транспортування.Тому низьковуглецева сталь повинна бути покрита покриттям, яке запобігає окисленню, оскільки трубопроводи, у більшості випадків, поховані під ґрунтом, який також підтримує окислення.Тому матеріали, що використовуються в конструкції нафто- і газопроводу, повинні відповідати вимогам міцності (здатність витримувати тиск при навантаженні та розвантаженні), пластичності (здатність витримувати деформацію з часом або міцність на розрив) і здатність бути стійкою до змін. , тріщини і злами.
Способи запобігання корозії
Корозія була визначена як головна проблема, що впливає на ефективність нафто- і газопроводів.Недоліки корозії вказують на необхідність розробки способів подолання загрози, особливо щодо запобігання виникненню аварій в результаті витоків і розломів.Низьковуглецеву сталь пов’язують зі схильністю до окислення в присутності електролітів, води та вуглекислого газу.Зовнішня корозія також є фактором контакту з ґрунтом, який також підтримує окислення.Тому одним із основних методів контролю зовнішньої корозії є покриття та катодний захист (Бейкер, 2008).Катодний захист - це подача струму в трубопровід, щоб порушити рух електронів від анода до катода.Це створює катодне поле над трубопроводом, що означає, що аноди на відкритій поверхні є неактивними.Труба діє як катод, що означає відсутність руху електронів.Крім того, катодний захист призводить до утворення відкладень, які захищають сталь, оскільки вони є лужними за своєю природою.Бейкер (2008) пропонує два основні методи катодного захисту.Метод захисту протекторного анода передбачає з’єднання труби із зовнішнім металом, який має відносно вищу активність, ніж сталь.Потім метал поміщають подалі від трубопроводу, але в електроліт (ґрунт).У результаті до металу буде надходити струм, оскільки він реагує сильніше, ніж сталь.Таким чином, жертовний метал піддається корозії, тим самим захищаючи нафто- і газопровід від корозії.Метод анода з подачею струму включає введення постійного струму між трубопроводом і анодом.Мета полягає в тому, щоб відвести струм від трубопроводу, що запобігає корозії.Отже, катодний захист передбачає порушення руху струму від анода до трубопроводів через електроліт.Його використання та застосування залежить від природи трубопровідної системи та геологічних характеристик території, що розглядається (Бейкер, 2008).Однак цей метод не може бути ефективним сам по собі, оскільки було б дорого підбирати струм, необхідний для всього відрізка трубопроводу.
Найкращий спосіб перевірити корозію
Корозію було визначено як головну проблему, що впливає на безпеку технології трубопроводів у Сполучених Штатах.Таким чином, управління корозією має бути найвищим пріоритетом для зацікавлених сторін у нафтовій і газовій промисловості.У центрі уваги або мета зацікавлених сторін зосереджена навколо розвитку безаварійних трубопроводів, що особливо можливо завдяки управлінню корозією.Таким чином, зацікавлені сторони повинні інвестувати в безперервний моніторинг системи трубопроводів для виявлення зон, уражених корозією, а також тих, які потребують захисних дій.Перевірка є найпоширенішим методом моніторингу, оскільки він допомагає виявити дефекти в системі.При обстеженні нафто- і газопроводів використовуються різні методи, вибір яких залежить від характеру та місця розташування трубопроводу, а також від мотивів оцінки.Метод катодного захисту для запобігання корозії також може бути використаний під час перевірки.Це допомагає фахівцям у зборі даних, необхідних для оцінки ступеня корозії труби, що означає, що цей метод в основному застосовний при перевірці зовнішнього моніторингу.Дані, зібрані протягом тривалого періоду, допомагають визначити ступінь пошкодження труби, що впливає на розробку коригувальних дій.Можна стверджувати, що зовнішній огляд корозії відносно простий, оскільки він залежить від спостереження зовнішньої поверхні, а також збору даних за допомогою методу катодного захисту.Трубопровідні інспекційні манометри (тут PIGS) — це пристрої, які вводяться всередину нафто- та газопроводів за допомогою рідини, що тече.З тих пір технологія PIGs стала революцією, включивши інтелектуальні аспекти, які допомагають легко визначати пошкоджені ділянки всередині труб.Інтелект стосується здатності пристроїв записувати дані про природу труб, а також записувати дані для подальшого аналізу (Pistoia, 2009).Технологія приймає різні форми, і її хвалять за її неруйнівний характер.Електромагнітна форма PIG є однією з популярних форм оцінювання.Це допомагає в ідентифікації дефектів усередині труб, а також характер серйозності цих дефектів.Метод оцінки PIG є дуже складним і є втіленням збільшення технологічних застосувань, особливо в механізмах чутливості до дефектів усередині труб.Метод особливо застосовний для оцінки газопроводів, оскільки прилади не впливають на склад і характеристики газу.PIGs допомагають виявляти типові дефекти труб, такі як корозійна втома та вм’ятини серед інших несправностей.Корозійна втома означає посилене погіршення механічних властивостей сталі після корозії.Фактично, деякі зацікавлені сторони використовують корозійну втому для перевірки ступеня корозії.Обґрунтування полягає в тому, що корозія є формою механічного впливу, який можливий у присутності каталізаторів, таких як сірководень.Таким чином, визначення ступеня механічного впливу на сталь, що становить корозійну втому, є ефективним способом перевірки корозії.Насправді розробники винайшли пристрої, які допомагають кількісно визначити ступінь корозійної втоми.Таким чином, вимірювання корозійної втоми є ефективним способом перевірки ступеня корозії в нафтових і газопроводах.Цей метод застосовується як для зовнішнього, так і для внутрішнього контролю корозії через його складний електронний і структурний склад.Метод виявляє дефекти всередині та зовні трубопроводу за товщиною залишкової стінки, що є результатом корозії.Перевага цього методу полягає в тому, що він дає можливість перевіряти наявність корозії на зовнішніх і внутрішніх поверхнях нафто- і газопроводів.Цей метод перевірки набув популярності в недавньому минулому завдяки своїй економічності, надійності та швидкості.Однак це пов’язано з обмеженням ненадійності під час впливу шуму.Крім того, за даними Dai et al.(2007), на метод впливає текстура труби, особливо нерівність стінки.
ВИСНОВОК
Підсумовуючи, корозія є новою проблемою, яка вимагає термінової уваги шляхом розробки нових конструкцій і механізмів запобігання та контролю.Доведено, що вплив корозії є загрозою для стійкості та ефективності трубопроводів у розподілі нафти та газу від центрів видобутку до користувачів.Нафта і газ важливіджерел енергії в США та світі, що обґрунтовує необхідність інвестування в ефективні стратегії та методи розподілу.Відсутність ефективних засобів розподілу нафти та газу не лише ускладнить участь у продуктивній діяльності, але й загрожуватиме виживанню через підвищену ймовірність аварій.Корозія призводить до механічного зниження міцності нафтових і газових труб, що призводить до витоків та інших проблем.Витоки є небезпечними, оскільки піддають населення ризику вибухів і пожеж, а також завдають шкоди навколишньому середовищу.Крім того, поширеність аварій, пов’язаних з корозією в нафтових і газових трубах, знижує довіру громадськості до системи, оскільки це ставить під сумнів розрекламовані аспекти безпеки трубопроводів.Різноманітні захисні механізми, запроваджені для боротьби з корозією в нафто- та газопроводах, зосереджені на властивостях низьковуглецевої сталі, яка є основним матеріалом, що використовується у виробництві та конструкції труб.Як обговорювалося в документі, необхідно інвестувати в механізми виявлення та перевірки корозії в трубах, оскільки це основа запобігання та контролю.Технологія надає безмежні можливості для досягнення цього, але необхідно більше інвестувати у визначення найкращих підходів до виявлення, запобігання та контролю корозії, що покращить відповідні результати.
Час публікації: 03 червня 2019 р