Контрол на корозията в нефто- и газопроводи
В различните страни се използват различни източници на енергия, като горива, природен газ, изкопаеми горива и петрол.Петролът и газът са доминиращите източници на енергия за производство и поддържане на живота в Съединените щати и по света.Както всеки друг продукт, има нужда от подобряване на ефективното разпределение на нефт и газ от производствените центрове до различни потребители чрез посредници (ако има такива).В този случай ефективното разпределение както на нефт, така и на газ до потребителите гарантира, че те са в безопасност.В допълнение, той гарантира, че енергийните фабрики са безопасни, тъй като всички течове, които могат да възникнат, се откриват и предотвратяват с незабавен ефект.В резултат на това замърсяването на околната среда е сведено до минимум.Различните източници на енергия изискват транспортиране от една област в друга, което означава, че ефективността и ефективността трябва да се наблюдават по време на процеса.Например, суровият петрол трябва да се транспортира от производствените зони или източника до петролните рафинерии и от петролните рафинерии до крайните потребители.Следователно е необходимо да се разработи подходящ механизъм за транспортиране на нефт и газ от производствените центрове до рафинериите и от рафинериите до потребителите.Технологията за нефто- и газопроводи е основната транспортна среда, използвана при движението на нефт и газ в Съединените американски щати.Различни сектори на глобалната икономика са се развили и по този начин енергийният сектор не е изключение.Технологията, използвана в сектора, преживява огромен растеж, който се върти около необходимостта от подобряване на безопасността и цялостната ефективност на петролопроводите и газопроводите.Тези разработки направиха системата най-ефективна при транспортирането на нефт и газ през различни места.
Видове нефтопроводи и газопроводи
Както бе споменато по-рано, видовете нефто- и газопроводи зависят от зоната на транспортиране и транзитното вещество.Събиращите линии транспортират продукти на къси разстояния.Те се използват най-вече при транспортиране на суров нефт и природен газ от производствените зони до рафинериите.Събирателните линии са сравнително къси, защото включват транспортирането на нерафиниран петрол и природен газ от производствените центрове до рафинериите (Kennedy, 1993).Захранващите линии участват в транспортирането на нефт и газ от рафинериите до съоръженията за съхранение или свързват пречистения нефт и газ с тръбопроводите на дълги разстояния (Kennedy, 1993).Следователно тези линии покриват относително къси разстояния в сравнение с тези, които разпределят нефт и природен газ до потребителите/пазара.Преносните линии са сред най-сложните системи от тръбопроводи.Те се състоят от мрежа от линии, които разпределят природен газ и петрол през границите.Преносните линии са отговорни за разпределението на нефт и газ до крайните потребители, което е причината те да покриват сравнително големи разстояния.Трябва да се отбележи, че правителството управлява най-вече преносните линии, защото те разпределят нефт и газ през вътрешни и външни граници.Разпределителните тръбопроводи, както подсказва името, са отговорни за разпределението на нефт и газ до потребителите.В повечето случаи тези тръбопроводи се притежават и управляват от разпределителни компании, които продават петрол и газ на дребно на крайните потребители.Крайните потребители включват предприятия, домове и индустрии, които зависят от формите на енергия (Miesner & Leffler, 2006).Разпределителните тръбопроводи са най-сложни, защото се фокусират върху обслужването на клиенти в различни географски местоположения.
Използване и значение на нефтопроводите и газопроводите
Значението на тръбопроводите не може да се подценява, като се има предвид важната роля на газа и петрола в управлението на икономиката.Петролът и газът са важни източници на енергия за промишлеността, което означава, че те поддържат функционирането на икономиката.Основното използване на тръбопроводите се отнася до разпределението на нефт и газ до крайните потребители.Това е най-удобният, ефективен и безопасен метод за транспортиране на големи количества нефт и газ от производствените центрове до рафинериите и крайните потребители (Miesner & Leffler, 2006).Значението на тръбопроводите е фактор за използването им при разпределение на нефтопроводи и газопроводи.Да започнем с това, че нефтопроводите и газопроводите се оказаха безопасни методи за транспортиране на нефт и газ.Те са разположени под улици, през сгради и ниви, но не влияят на качеството на живот на жителите.В допълнение, широкото им покритие помага за разширяване на достъпа до енергия за всички общности, независимо от тяхното местоположение.Следователно те са важни за генерирането на енергия, което е важен аспект от оцеляването на човешката раса.Без енергия за държавите би било трудно да издържат своите граждани поради липса на основни стоки и услуги.Другото значение на нефто- и газопроводите е, че те спомагат за пълното използване на природните ресурси в страната.Тръбопроводите позволяват транспортирането на суров петрол и природен газ от техните източници до рафинериите.Следователно страната може да се възползва от наличието на природен газ и петрол дори в селските райони поради лекотата на транспортиране.Дейностите по проучване на нефт в селските райони биха били невъзможни без съществуването на тръбопроводите.От това следва, че тръбопроводите влияят върху производството на всички петролни продукти от суров петрол, извлечен от източниците.Нефтопроводите и газопроводите също помогнаха на страни, които нямат адекватни източници на нефт и газ.Възможно е да се транспортират нефт и газ от страна в страна с помощта на тръбопроводите.Следователно страни без петролни кладенци или рафинерии все още могат да използват петролни продукти, петрол и газ като основен източник на енергия (Miesner & Leffler, 2006).Те се състоят от сложна мрежа от разпределителни линии, които помагат в обслужването на общности, които нямат подходящи естествени източници на енергия.Може да се каже, че ежедневието ни до голяма степен зависи от съществуването на тръбопроводната технология.Наличието на бензин от другата страна на улицата, газ за готвене, реактивно гориво и промишлени двигатели е резултат от инвестициите в тръбопроводната технология.Широката мрежа от тръбопроводи в Съединените щати и в други страни е показател за тяхното значение за подпомагане на живота и икономическите дейности.Петролът и газът, както се споменава от Miesner & Leffler (2006), са най-съществените елементи на индустриалната производителност на нациите, което предполага, че това е новата форма на конкурентен ред.Компаниите с подходящ достъп до форми на енергия вероятно ще бъдат по-конкурентоспособни, което още повече оправдава съществуването и значението на тръбопроводната мрежа.Значението на нефтопроводите и газопроводите се засилва и от неуспехите и неефективността на други форми на транспортиране на нефт и природен газ.Например, невъзможно е да се транспортират големи количества нефт и газ с помощта на камиони и железопътен транспорт поради свързаните с това разходи.Освен това тръбопроводите не вредят на други форми на инфраструктура като пътища, което означава, че те са икономически ефективни и независими форми на транспорт.
Материали, използвани в нефтопроводите и газопроводите
Тръбопроводите могат да се разглеждат като част от нашия живот, защото са под нашите сгради и улици.Следователно безопасността на тръбопроводите е от първостепенно значение при тяхното проектиране и инженеринг.Стоманата е основният материал, използван при изграждането на нефтопроводи и газопроводи.Основната причина за използването на стомана са нейните характеристики на якост, пластичност и заваряемост (Kiefner & Trench, 2001).Издръжливостта помага да се устои на пукнатини, които биха довели до течове.Следователно стоманата помага на тръбопроводите да издържат на натиска на товара, топлината и променящите се метеорологични условия, тъй като е устойчива на пукнатини.Въпреки това, неръждаемата стомана не е ефективен материал при изграждането на тръбопроводи, въпреки че е най-ефективният по отношение на характеристиките, споменати по-горе.Нисковъглеродната стомана, според Kiefner & Trench (2001), е рентабилна форма на стомана, която носи характеристиките на здравина и пластичност, необходими за тръбопроводите.Други метали като желязото не са толкова здрави и могат да доведат до пукнатини и счупвания.Следователно нисковъглеродната стомана е най-ефективният материал за използване при изграждането на тръбопроводи, тъй като предотвратява счупвания, които могат да доведат до разливи на нефт и газ.Другата причина за използването на стомана в конструкцията на тръбопроводи е способността им да издържат на променящите се температури във времето.Стоманата не се променя с течение на времето, което означава, че тя е най-ефективна за използване в конструкцията на материали, изложени на различни атмосферни условия.Якостта на опън на нисковъглеродната стомана остава постоянна във времето, което означава, че тя е най-добрата за използване в дългосрочно инфраструктурно развитие (Kiefner & Trench, 2001).Изграждането на тръбопроводи е скъпа инвестиция, което налага да се подходи от дългосрочна перспектива.Следователно нисковъглеродната стомана е най-добрата за използване при изграждането на тръбопроводи, тъй като помага за минимизиране на необходимостта от постоянни ремонти.Нисковъглеродната стомана, която се използва при изграждането на нефтопроводи и газопроводи, има своите недостатъци.Подпомага окисляването в присъствието на въздух, почва и вода (Kiefner & Trench, 2001).Окисляването води до корозия, която може да компрометира качеството на нефта и газа при транспортиране.Следователно нисковъглеродната стомана трябва да бъде покрита с покрития, които предотвратяват окисляването, тъй като тръбопроводите в повечето случаи са заровени под почвата, която също подпомага окисляването.Следователно материалите, използвани в конструкцията на нефто- и газопроводи, трябва да отговарят на изискванията за якост (способност да издържат на натиск при натоварване и разтоварване), пластичност (способност да издържат на напрежение във времето или якост на опън) и способност да бъдат устойчиви на промени , пукнатини и счупвания.
Начини за избягване на корозия
Корозията е идентифицирана като основно предизвикателство, засягащо ефективността на нефто- и газопроводите.Недостатъците на корозията сочат необходимостта от разработване на начини за преодоляване на заплахата, особено при предотвратяване на възникването на аварии в резултат на течове и счупвания.Нисковъглеродната стомана се свързва с податливостта към окисление в присъствието на електролити, вода и въглероден диоксид.Външната корозия също е фактор за контакт с почвата, който също подпомага окисляването.Следователно, един от основните методи за контролиране на външната корозия е чрез покритие и катодна защита (Baker, 2008).Катодната защита е прилагането на ток към тръбопровода, за да се наруши движението на електрони от анода към катода.Той създава катодно поле над тръбопровода, което означава, че анодите в откритата повърхност са нереактивни.Тръбата действа като катод, което предполага липса на движение на електрони.В допълнение, катодната защита води до образуването на отлагания, които защитават стоманата, тъй като те са алкални по природа.Baker (2008) предлага два основни метода за катодна защита.Методът за защита на жертвения анод включва свързване на тръбата с външен метал, който има относително по-висока активност от стоманата.След това металът се поставя далеч от тръбопровода, но в електролита (почвата).Резултатът е, че ток ще тече към метала, тъй като той реагира повече от стоманата.Поради това жертвеният метал претърпява корозия, като по този начин предпазва нефтопровода и газопровода от корозия.Анодният метод с приложен ток включва въвеждането на постоянен ток между тръбопровода и анода.Целта е да се привлече ток от тръбопровода, което предотвратява корозията.Следователно катодната защита включва прекъсване на движението на тока от анода към тръбопроводите през електролита.Използването и прилагането му зависи от естеството на тръбопроводната система и геоложките характеристики на разглеждания район (Baker, 2008).Въпреки това, методът не може да бъде ефективен сам по себе си, тъй като би било скъпо да се съпостави токът, необходим за целия участък от тръбопровода.
Най-добрият начин за проверка на корозията
Корозията е идентифицирана като основното предизвикателство, засягащо опасенията за безопасност на тръбопроводната технология в Съединените щати.Следователно управлението на корозията трябва да бъде най-големият приоритет на заинтересованите страни в нефтената и газовата индустрия.Фокусът или целта на заинтересованите страни се върти около разработването на тръбопроводи без аварии, което е особено възможно чрез управлението на корозията.Следователно заинтересованите страни трябва да инвестират в непрекъснато наблюдение на тръбопроводната система, за да идентифицират зоните, засегнати от корозия, както и тези, които се нуждаят от защитни действия.Инспекцията е най-широко използваният метод за наблюдение, тъй като помага при идентифицирането на дефекти в системата.Има различни методи, използвани при проверката на нефтопроводи и газопроводи, като изборът им зависи от характера и местоположението на тръбопровода, както и от мотивите на оценката.Методът на катодна защита за избягване на корозия също може да се използва при проверката.Той помага на експертите при събирането на данните, необходими за оценка на степента на корозия на тръбата, което означава, че методът е приложим най-вече при проверка на външно наблюдение.Данните, събирани за дълъг период от време, помагат да се определи степента на повреда на тръбата, което влияе върху разработването на коригиращи действия.Може да се каже, че външната проверка на корозията е сравнително лесна, защото зависи от наблюдението на външната повърхност, както и от събирането на данни с помощта на метода на катодна защита.Датчиците за инспекция на тръбопроводи (PIGS тук) са устройства, въведени вътре в нефтопроводите и газопроводите с помощта на течащия флуид.Оттогава технологията PIGs революционизира, за да включва аспекти на интелигентността, които помагат за лесното определяне на дефектни зони в тръбите.Интелигентността се отнася до способността на устройствата да записват данни за естеството на тръбите, както и да записват данни за по-късен анализ (Pistoia, 2009).Технологията приема различни форми и е похвалена за неразрушителния си характер.Електромагнитната форма на PIG е една от популярните форми на оценка.Помага при идентифицирането на дефекти в тръбите и естеството на сериозността на тези дефекти.Методът за оценка на PIG е много сложен и е въплъщение на увеличени технологични приложения, особено в механизмите на чувствителност към дефекти в тръбите.Методът е особено приложим за оценка на газопроводи, тъй като устройствата не пречат на състава и характеристиките на газа.PIGs помагат при откриването на често срещани дефекти на тръбите, като умора от корозия и вдлъбнатини сред други грешки.Корозионната умора се отнася до повишеното влошаване на механичните способности на стоманата след корозия.Всъщност някои заинтересовани страни използват умората от корозия, за да проверят степента на корозия.Обосновката е, че корозията е форма на механична атака, която е възможна в присъствието на катализатори като сероводород.Следователно, определянето на степента на механичното въздействие върху стоманата, което представлява умората от корозия, е ефективен начин за проверка на корозията.Всъщност разработчиците са измислили устройства, които помагат при количественото определяне на степента на умора от корозия.Следователно измерването на умората от корозия е ефективен начин за проверка на степента на корозия в нефтопроводите и газопроводите.Този метод се прилага както за външна, така и за вътрешна инспекция на корозия поради сложния си електронен и структурен състав.Методът открива дефекти вътре и извън тръбопровода, като използва дебелината на остатъчната стена в резултат на корозия.Предимството на този метод е, че позволява проверка на корозия по външните и вътрешните повърхности на нефто- и газопроводите.Този метод на инспекция придоби популярност в близкото минало поради своята рентабилност, надеждност и бързина.Въпреки това, това е свързано с ограничението на ненадеждността, ако е изложено на шум.В допълнение, според Dai et al.(2007), методът се влияе от текстурата на тръбата, особено от грапавостта на стената.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключение, корозията е възникващ проблем, който изисква спешно внимание чрез разработването на нови дизайни и механизми за предотвратяване и контрол.Ефектите от корозията се оказаха заплаха за устойчивостта и ефективността на тръбопроводите при разпределението на нефт и газ от производствените центрове до потребителите.Нефтът и газта са важниизточници на енергия в САЩ и света, което оправдава необходимостта от инвестиране в ефективни стратегии и методи за разпространение.Липсата на ефективни средства за разпределение на петрол и газ не само би предизвикала ангажираността в производствени дейности, но също така би застрашила оцеляването поради повишената вероятност от аварии.Корозията води до механично намаляване на якостта на тръбите за нефт и газ, което води до течове и други проблеми.Течовете са опасни, защото излагат населението на риск от експлозии и пожари, както и от увреждане на околната среда.В допълнение, разпространението на аварии, които са свързани с корозия в нефтопроводите и газопроводите, намалява общественото доверие в системата, тъй като поставя под съмнение рекламните аспекти на безопасността на тръбопроводите.Различни защитни механизми, въведени за контролиране на корозията в нефто- и газопроводите, се фокусират върху свойствата на нисковъглеродната стомана, която е основният материал, използван при производството и конструкцията на тръби.Както беше обсъдено в документа, има нужда да се инвестира в механизмите за откриване и проверка на корозията в тръбите, тъй като това е основата на превенцията и контрола.Технологията е предоставила неограничени възможности за постигането на същото, но има нужда да се инвестира повече в определянето на най-добрите подходи за откриване, предотвратяване и контролиране на корозия, което ще подобри свързаните с това резултати.
Време на публикуване: 3 юни 2019 г