Міністерство освіти і науки України

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Кафедра РЕНГР

Доповідь на студентську конференцію

на тему:

Захист нафтогазопромислового обладнання від корозії з використанням інгібіторів та боротьба з відкладеннями солей в обладнанні газових і газоконденсатних свердловин за допомогою інгібіторів відкладення солей. Оцінка ефективності дії інгібіторів.

Виконав: студент групи ВНГ 13-1

Гаврилюк Денис Олександрович

Керівник – асист. кафедри РЕНГР

Псюк М.О.

Івано-Франківськ

2017

ЗМІСТ

Вступ

1. Аналіз корозійних руйнувань промислового обладнання. Причини корозії промислового обладнання

2. Види інгібіторів корозії. Механізм дії інгібіторів корозії

3. Відкладення солей в газових і газоконденсатних свердловинах

4. Інгібіторний захист від корозії в нафтовій і газовій промисловості. Способи введення інгібіторів корозії у свердловини

5. Методи оцінки захисної дії інгібіторів корозії

6. Оцінка захисної дії інгібіторів відкладення солей

7. Висновки

8. Список використаної літератури

ВСТУП

Корозія металу – це одна із багатьох причин виходу з ладу обладнання для зберігання нафти. Нафтова промисловість за втратами внаслідок корозії займає одне з перших місць серед інших галузей народного господарства України. Значні корозійні ураження на поверхні такого обладнання є серйозним застереженням до його подальшої безпечної експлуатації. Водночас необхідно також враховувати можливу деградацію властивостей металу впродовж його тривалої експлуатації, що проявляється у зниженні працездатності цих важливих об’єктів промисловості.

Сучасний стан нафтогазової галузі України характеризується такими особливостями:

– понад 70% обладнання відпрацювало нормативний термін експлуатації або близьке до повного вичерпання технічного ресурсу;

– більшість обладнання працює в складних умовах (високі тиски, температури, агресивні корозійні робочі середовища, значні статичні та динамічні навантаження);

– зростаючі вимоги як до екологічної безпеки, так і ризики виникнення екологічних катастроф;

– знаходження усього обладнання під наглядом Держнаглядохоронпраці України. Через недостатнє фінансування, у тому числі нафтогазового комплексу, особливо гостро стоїть проблема повного технічного, а не нормативного використання ресурсу обладнання. Роботи та технології, націлені на забезпечення технологічної безпеки, ставши регламентними, набувають все більшого значення з огляду на сучасні умови експлуатування об’єктів нафтогазового комплексу України, що характеризуються наступними проблемами, які вирішуються за допомогою методів і підходів технічної діагностики:

– відсутність достатнього фінансування для ремонту та заміни устаткування, що відпрацювало свій нормативний ресурс;

– вимоги безпеки, що представляють собою сучасні нормативні документи, які містять все більш жорсткі вимоги до експлуатаційної безпеки;

– тривалий термін експлуатації зумовлює мікроструктурні зміни матеріалів, що зумовлюють зміну їх фізико-механічних і електрохімічних характеристик і передують утворенню дефектів типу порушення цілісності;

– несприятливі умови експлуатування, такі як високі тиски, температура, робочі агресивні корозійні середовища та вплив інших чинників, які можуть призвести до тріщиноутворення та зношення.

1. Аналіз корозійних руйнувань промислового обладнання. Причини корозії промислового обладнання

Механізм корозії газопромислового обладнання носить зазвичай змішаний характер: електрохімічний, при якому руйнування є результатом дії великої кількості мікрокорозіонних гальванічних елементів за рахунок неоднорідності різних ділянок поверхні металу, що мають різні потенціали і хімічний характер, при якому руйнування є результатом безпосередньої взаємодії корозійного агента з металом. Процеси корозії протікають зазвичай зі змішаним електрохімічним та хімічним механізмом.

Основною причиною корозії газопромислового обладнання є хімічний або електрохімічний вплив агресивних компонентів, що входять до складу вилученого флюїду, на метал.

Основними причинами корозійного руйнування труб і обладнання нафтових і газових свердловин є:

- Хімічна корозія, викликана агресивними компонентами продукції свердловин;

- Електрохімічна корозія внаслідок дії агресивних компонентів нафти, газу та конденсату;

- Біокорозія в результаті діяльності мікроорганізмів;

- Корозія під напругою;

- Воднева крихкість металу;

- Кавітаційна ерозія внаслідок ударної дії бульбашок і вихорів, посилена прямою ерозією, що спричиняється піском.

Хімічна корозія відбувається в середовищах, які не проводять електричного струму. Вона обумовлюється дією на метали неелектролітів (спирту, бензину, мінеральних масел тощо) і сухих газів (кисню, оксидів азоту, хлору, хлороводню, сірководню і ін.) при високій температурі (так звана газова корозія).

У результаті взаємодії металів із зовнішнім середовищем їх поверхня вкривається тонким шаром (плівкою) різних хімічних сполук (продуктів корозії): оксидів, хлоридів, сульфідів тощо. Інколи цей шар такий щільний, що крізь нього не може проникати агресивне середовище. В таких випадках з часом швидкість корозії зменшується, а то й зовсім припиняється.

Електрохімічна корозія більш поширена і завдає значно більшої шкоди, ніж хімічна. Вона виникає при контакті двох металів у середовищі водних розчинів електролітів. На відміну від хімічної, електрохімічна корозія супроводжується переміщенням валентних електронів з одної ділянки металу на іншу, тобто виникненням місцевих електричних струмів внаслідок утворення на кородуючій поверхні так званих гальванічних пар.

Електрохімічна корозія металів виникає не тільки в присутності сильних, а й слабких електролітів і навіть тонкого шару вологи, якою вкриваються металічні конструкції в атмосфері повітря. Будучи дуже слабким електролітом, вода теж дисоціює, утворюючи іони Н⁺ і ОН⁻, хоч і в незначній кількості. Але при розчиненні в ній різних солей, що містяться в повітрі у вигляді пилу, і газів — CO₂, SO₂ і ін., концентрація різних іонів, у тому числі й іонів водню, збільшується і стає достатньою для виникнення і перебігу електрохімічної корозії.

Швидкість електрохімічної корозії тим більша, чим більше утворюється на кородуючій поверхні гальванічних пар, тобто чим більше є контактів основного металу з іншими менш активними металами або чим більше він забруднений домішками менш активних металів. Чим чистіший метал, тим менше він піддається корозії, а дуже чисті метали майже зовсім не кородують.

Швидкість електрохімічної корозії залежить також від різниці активності металів, що утворюють гальванічні пари. Чим більш віддалені ці метали один від одного в електрохімічному ряді напруг, тим більша швидкість корозії. На швидкість корозії впливає також електроліт і температура. Чим сильніший електроліт, тобто чим більше міститься в ньому іонів, зокрема іонів водню, і чим вища температура, тим більша швидкість електрохімічної корозії.

Біокорозія — корозія, спричинена мікроорганізмами або продуктами їх життєдіяльності.

Корозія під напругою або корозійне розтріскування - особливий вид руйнувань металів і сплавів. Відбувається при спільній дії на метал розтягуючих напружень (зовнішніх і внутрішніх) і специфічних агресивних середовищ. Корозійне розтріскування сталей є досить небезпечним видом пошкоджень деталей і обладнання в хімічній, газонафтовидобувній і переробній, металургійній, енергетичній, суднобудівній та інших галузях промисловості. При розвитку цього процесу спостерігається зазвичай крихке руйнування металу без помітної пластичної деформації. Корозійне розтріскування сталей різного хімічного складу, структури і міцності може протікати в лужних, нітратних та хлоридних розчинах, в розчинах, що містять сірководень, аміак, ціаністий водень, двоокис вуглецю і хлорне залізо, у водних розчинах HN0₃, в тонких плівках вологи, особливо в присутності окислювача. Ще далеко не вичерпаний список середовищ, здатних викликати корозію під напругою металів і сплавів.