4 Antworten zur Materialauswahl für saure Öl- und Gasfelder

Vier Antworten zur Materialauswahl für saure Öl- und Gasfelder

Natalie Hagan, Produktmanagerin für Armaturen

Da Öl- und Gasproduzenten bestrebt sind, den Energiebedarf der Welt zu decken und ihre Einnahmequellen zu erweitern, gab es einen kollektiven Schritt zur Erschließung unkonventioneller Ressourcenreserven in größeren Tiefen und weiteren Entfernungen vor der Küste. Hier können Leckagen durch Sauergas oder andere schwerwiegende Anlagenausfälle kostspielige Folgen haben. Prozessflüssigkeiten im Sauerbetrieb enthalten Schwefelwasserstoff (H₂ S), das als ätzend, brennbar und giftig bekannt ist. Diese Korrosivität kann Legierungen an ihre Grenzen bringen und zu Sulfid-Spannungsrissen (SSC) in höherfestem Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl beitragen. SSC kann zu Materialversprödung und plötzlichem Versagen von normalerweise duktilen Metalllegierungen führen.

Während die Öl- und Gasindustrie immer mehr H₂-haltige Reservoirs erschließt S, ist es wichtig, die NACE-Normen zu verstehen, um sicherzustellen, dass Materialien solchen extremen Bedingungen standhalten. Eine Norm, die die Auswahl von Legierungen in Sauergasanwendungen leitet, trägt den Titel MR0175/ISO 15156. Diese Norm enthält Tabellen, die Materialanforderungen und Umweltgrenzen für Materialien beschreiben, die in vorgelagerten Sauergasanwendungen verwendet werden.

Das Verständnis dieser Anforderungen und die Kenntnis Ihrer Materialoptionen können dazu beitragen, viele Arten von Korrosion zu kontrollieren, einschließlich derjenigen, die in sauren Ölfeldern am weitesten verbreitet sind. Wir beantworten vier häufig gestellte Fragen zur Materialauswahl für Sauergasanwendungen, damit Sie Fluidsystemkomponenten auswählen können, die mit größerer Wahrscheinlichkeit sicher und effektiv funktionieren.

Frage #1: Welche Materialien sind für den Einsatz in Sauergasanwendungen geeignet?

Die Norm NACE MR0175/ISO 15156 beschreibt geeignete Materialien für saure Umgebungen in der Öl- und Gasförderung, einschließlich Edelstahl 316, 6-Moly-Legierungen, 2507, 825, 625, C-276 und Alloy 400. Diese Materialien haben spezifische Anwendungs- und Umgebungseinschränkungen sind in dieser Norm aufgeführt.

Kein Edelstahl ist vollständig immun gegen Chloridionen-induzierte Spannungskorrosionsrisse (SCC). Bei der Auswahl von Rohrverschraubungen aus Edelstahl 316 ist es wichtig, einen höheren Nickel- und Chromgehalt anzugeben als die ASTM-Mindestanforderung von 10 % Nickel und 16 % Chrom. Es wurde festgestellt, dass Rohrverschraubungen, die aus handelsüblichem Edelstahl 316/316L mit minimalem Nickel- und Chromgehalt hergestellt werden, anfälliger für chloridinduzierte Spannungsrisse sind. Ein höherer Nickelgehalt sorgt für eine bessere Gesamtkorrosionsbeständigkeit, eine verbesserte Austenitstabilität gegenüber Martensitbildung und eine höhere Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung. Wenn das Material große Mengen an Martensit enthält, führt die Wasserstoffversprödung dazu, dass das Material spröde und rissanfällig wird. Ein höherer Chromgehalt sorgt für eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion.

Frage #2: Welche potenziellen Risiken oder Schäden können durch die richtige Materialauswahl gemindert werden?

Die Verwendung des richtigen Materials in einer Sauergasanwendung kann das Risiko von SSC und SCC verringern. Sobald ein Material korrodiert, kann die Materialverschlechterung zu potenziell katastrophalen Ausfällen führen, die sich auf die Umwelt, das Personal und die Sicherheit auswirken und unvorhergesehene Produktionskosten verursachen können. Dieses Risiko erfordert das Verständnis der Anforderungen der NACE-Konformitätsstandards und -spezifikationen, die auf den Umgebungsbedingungen basieren, unter denen das Produkt verwendet wird.

Frage #3: Welche Schlüsselfaktoren sind bei der Auswahl des optimalen korrosionsbeständigen Materials zu berücksichtigen?

Es ist wichtig, die korrosiven Bedrohungen durch die Betriebsbedingungen (einschließlich Anfahren und Abschalten), die Beständigkeit der Kandidatenmaterialien gegen diese Bedrohungen und den Zugang für Wartung und Reparatur zu berücksichtigen. Außerdem müssen Anwendungsdruck, Temperatur, Chloridkonzentration, pH-Wert und H₂ bekannt sein S Partialdruck kann bei der Materialauswahl helfen. Mit einer angemessenen materialwissenschaftlichen Schulung können Sie lernen, wie Sie optimale Materialien basierend auf Druck- und Temperaturwerten, Korrosionsgefahren und Konformität auswählen.

Frage Nr. 4: Wie können NACE-konforme Materialien die Betriebssicherheit und -leistung verbessern?

Materialverschlechterung kann zu vorzeitigem Komponentenversagen führen, was ein Risiko für Personal und Eigentum darstellt, und kann eine Produktkontamination verursachen, was zu Produktionsausfällen und hohen Wartungskosten führt. Die Auswahl des richtigen Materials basierend auf den Umgebungs- und Prozessbedingungen in der Anwendung kann dazu beitragen, die Langlebigkeit von Anlagen zu verbessern, die Leistungssicherheit zu erhöhen und die Systemintegrität zu verlängern. Darüber hinaus reduzieren konforme Materialien auch die zukünftige Notwendigkeit, eine Anlage zu überarbeiten, die möglicherweise mit nicht konformen Materialien gebaut wurde.

Materialzuverlässigkeit ist entscheidend, da die Öl- und Gasindustrie weiterhin Sauergasvorkommen erschließt. Besondere Aufmerksamkeit ist bei korrosionsempfindlichen Geräten wie Ventilen, Armaturen und Instrumenten erforderlich. Die Einhaltung der Empfehlungen von NACE MR0175/ISO 15156 und ein klares Verständnis der Legierungsbeschränkungen sind entscheidend für sichere, langlebige Geräte in anspruchsvollen Sauergasumgebungen.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Sie die richtigen korrosionsbeständigen Materialien auswählen, damit Ihre Fluidsysteme dicht bleiben und effizient arbeiten? Melden Sie sich für eine unserer kommenden Schulungen an.