CO2 Korozyona Dirençli Boru ve Muhafaza Borusu

giriiş

Petrol ve gaz endüstrisinde, karbon dioksit (CO2) korozyon önemli bir endişe, özellikle CO2'nin yüksek konsantrasyonlarda mevcut olduğu ortamlarda. CO2 korozyonu, Ayrıca şöyle bilinir tatlı korozyon, karbondioksit suda çözündüğünde ortaya çıkar, karbonik asit oluşturan (H2CO3), çelik malzemelere agresif bir şekilde saldırabilen, çukurlaşmaya yol açan, düzgün korozyon, ve sonuçta, boru ve muhafaza borularının arızalanması. Bu tip korozyon özellikle CO2 açısından zengin rezervuarlar, geliştirilmiş yağ geri kazanımı (EOR) operasyonlar, ve gaz kuyuları.

CO2 korozyonuyla mücadele etmek için, endüstri uzmanlaştı CO2 korozyonuna dayanıklı boru ve muhafaza boruları. Bu borular CO2 açısından zengin ortamların zorlu koşullarına dayanacak şekilde tasarlanmıştır, kuyu deliğinin bütünlüğünü sağlamak ve maliyetli arızaları önlemek. Bu makalede, özelliklerini keşfedeceğiz, malzemeler, CO2 korozyonuna dayanıklı boru ve muhafaza borularında kullanılan teknolojiler ve teknolojiler, ve performanslarını etkileyen faktörler.

 

Muhafaza ve borular için API SPEC 5CT spesifikasyonu

ANSI/NACE TM0177 H2S ortamında sülfür gerilim çatlamasına ve gerilim korozyon çatlamasına karşı direnç açısından metallerin laboratuvar testi.

ISO 15156 Petrol ve doğal gaz endüstrileri-petrol ve gaz üretiminde H2S içeren ortamlarda kullanıma yönelik malzeme.

ISO 13680 Petrol ve doğal gaz endüstrilerinde muhafaza olarak kullanılmak üzere korozyona dayanıklı dikişsiz borular , boru ve kaplin stoğu teknik teslimat koşulları üçüncü baskı.

 

 

C:API Dışı Ürünler ayrıca müşterilerle teknik verilerle ilgili olarak pazarlık yapabilir.

 

 

---

İçindekiler

1. CO2 Korozyonunu Anlamak
2. CO2 Korozyon Direnci için Malzemeler
   • 2.1 Karbon çelik
   • 2.2 Düşük Alaşımlı Çelik
   • 2.3 Korozyona Dirençli Alaşımlar (CRA'lar)
   • 2.4 Kaplamalı ve Kaplamalı Borular
3. CO2 Korozyonunu Etkileyen Faktörler
   • 3.1 CO2 Kısmi Basınç
   • 3.2 Sıcaklık
   • 3.3 Su İçeriği
   • 3.4 pH Seviyeleri
4. CO2 Korozyon Direncinin Test Edilmesi ve Değerlendirilmesi
   • 4.1 Otoklav Testi
   • 4.2 Elektrokimyasal Test
   • 4.3 Saha Testi
5. CO2 Korozyona Dirençli Boru ve Muhafaza Uygulamaları
6. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
7. Sonuç

---

CO2 Korozyonunu Anlamak {#co2 korozyonunu anlama}

CO2 korozyonu karbondioksit suda çözündüğünde ortaya çıkar, şekillendirme karbonik asit. Bu asit çelikteki demirle reaksiyona girerek demir karbonat (FeCO3), koruyucu bir tabaka oluşturabilir veya, belirli koşullar altında, agresif korozyona neden olur. CO2 korozyonunun ciddiyeti çeşitli faktörlere bağlıdır, dahil olmak üzere kısmi CO2 basıncı, sıcaklık, su içeriği, ve pH seviyeleri.

Çelikteki CO2 korozyonunun genel reaksiyonu aşağıdaki gibidir:

Oluşumu demir karbonat bazen koruyucu bir tabaka görevi görebilir, korozyon sürecini yavaşlatmak. ancak, yüksek hızlı ortamlarda veya koruyucu tabakanın dengesiz olduğu yerlerde, korozyon oranı önemli ölçüde artabilir, giden delik, erozyon, veya düzgün korozyon.

---

CO2 Korozyon Direnci için Malzemeler {#CO2 korozyon direnci için malzemeler}

için doğru malzemeyi seçmek CO2 korozyonuna dayanıklı boru ve muhafaza petrol ve gaz kuyularının ömrünün ve güvenliğinin sağlanması açısından kritik öneme sahiptir. Yaygın olarak çeşitli malzemeler kullanılır, her birinin kendi avantajları ve sınırlamaları vardır.

2.1 Karbon çelik {#karbon çeliği}

Karbon çelik Düşük maliyeti ve bulunabilirliği nedeniyle petrol ve gaz endüstrisinde boru ve muhafaza için en yaygın kullanılan malzemedir. ancak, karbon çeliği CO2 korozyonuna karşı oldukça hassastır, özellikle CO2 kısmi basıncının ve su içeriğinin yüksek olduğu ortamlarda. Karbon çeliğinde CO2 korozyonunu azaltmak için, operatörler sıklıkla kullanır korozyon önleyiciler, İç Kaplamalı Boru, veya katodik koruma.

Karbon çeliği CO2 ortamlarında doğru koruma önlemleriyle kullanılabilirken, genellikle yüksek CO2 konsantrasyonları veya yüksek sıcaklık uygulamaları için önerilmez., daha dayanıklı malzemelerin gerekli olduğu yerlerde.

2.2 Düşük Alaşımlı Çelik {#düşük alaşımlı çelik}

Düşük alaşımlı çelik gibi az miktarda alaşım elementi içerir. krom, molibden, veya Nikel, CO2 korozyonuna karşı direncini artıran. Bu malzemeler orta dereceli CO2 ortamlarında karbon çeliğinden daha iyi performans sunar ancak yine de dayanıklılıklarını artırmak için korozyon önleyicilerin veya kaplamaların kullanılması gerekebilir..

Düşük alaşımlı çelikler sıklıkla kullanılır orta derinlikte kuyular veya gaz kuyuları CO2 konsantrasyonlarının aşırı yüksek olmadığı yerlerde.

2.3 Korozyona Dirençli Alaşımlar (CRA'lar) {#korozyona dayanıklı alaşımlar}

Korozyona dayanıklı alaşımlar (CRA'lar) CO2 korozyonuna karşı üstün direnç sunan özel olarak tasarlanmış malzemelerdir. Bu alaşımlar tipik olarak yüksek düzeyde krom, Nikel, ve molibden, hem CO2'ye karşı mükemmel direnç sağlar hem de hidrojen sülfür (H2S) korozyon.

CO2 açısından zengin ortamlarda kullanılan yaygın CRA'lar şunları içerir::

• 13CR (Martensitik Paslanmaz Çelik): Yaklaşık içerir 13% krom ve düşük ila orta sıcaklıklarda CO2 korozyonuna karşı iyi direnç sunar. Yaygın olarak kullanılır CO2 bakımından zengin gaz kuyuları ve EOR işlemleri.
• Süper 13Cr: Daha yüksek sıcaklıklarda ve kısmi CO2 basınçlarında daha iyi korozyon direncine sahip, 13Cr'nin geliştirilmiş versiyonu.
• Çift taraflı paslanmaz çelik: Östenitik ve ferritik paslanmaz çeliklerin özelliklerini birleştirir, CO2 korozyonuna karşı mükemmel direnç ve yüksek mekanik dayanım sunar.
• Nikel Esaslı Alaşımlar (Örneğin., İnkonel, Hastelloy): Bu alaşımlar en yüksek düzeyde korozyon direnci sağlar ve en zorlu CO2 ortamlarında kullanılır., yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı kuyular dahil.

CRA'lar mükemmel korozyon direnci sunarken, karbon çeliğinden veya düşük alaşımlı çelikten önemli ölçüde daha pahalıdırlar, onları uygun hale getirmek yüksek riskli ortamlar başarısızlığın felaket olacağı yer.

2.4 Kaplamalı ve Kaplamalı Borular {#kaplamalı ve astarlı borular}

Kaplamalı ve astarlı borular Karbon çeliğinin maliyet etkinliğini CRA'ların korozyon direnciyle birleştirin. Bu borularda, CRA malzemesinin ince bir tabakası bir iç yüzeye yapıştırılmıştır. karbon çelik boru, Katı CRA boruları kullanmaktan daha düşük maliyetle mükemmel korozyon direnci sağlar.

• Kaplamalı Borular: CRA katmanı metalurjik olarak karbon çelik boruya bağlanır, Güçlü ve dayanıklı, korozyona dayanıklı bir yüzey sağlar.
• Kaplamalı Borular: CRA katmanı karbon çelik boruya mekanik olarak bağlanır, metalurjik bir bağa ihtiyaç duymadan korozyon direnci sunar.

Kaplamalı ve astarlı borular yaygın olarak kullanılır. CO2 açısından zengin ortamlar maliyetin endişe verici olduğu durumlarda, ancak korozyon direnci hâlâ kritik öneme sahiptir.

---

CO2 Korozyonunu Etkileyen Faktörler {#CO2 korozyonunu etkileyen faktörler}

Boru ve muhafaza borularındaki CO2 korozyonunun hızını ve şiddetini çeşitli faktörler etkiler. Bu faktörlerin anlaşılması, doğru malzemelerin seçilmesi ve etkili korozyon önleme stratejilerinin uygulanması açısından önemlidir..

3.1 CO2 Kısmi Basınç {#co2-kısmi basınç}

NS kısmi CO2 basıncı CO2 korozyonunun şiddetini belirlemede önemli bir faktördür. Daha yüksek CO2 kısmi basıncı, suda daha fazla CO2 çözünmesine neden olur, daha fazla karbonik asit oluşumuna yol açar ve, sonuç olarak, daha yüksek korozyon oranları. Genel olarak, CO2 kısmi basıncı arttıkça, korozyona dayanıklı malzemelere veya inhibitörlere olan ihtiyaç daha kritik hale geliyor.

3.2 Sıcaklık {#sıcaklık}

Sıcaklık CO2 korozyonu üzerinde karmaşık bir etkiye sahiptir. Orta sıcaklıklarda (60°C'nin altında), CO2'nin sudaki çözünürlüğünün artması nedeniyle korozyon hızı sıcaklıkla birlikte artma eğilimindedir. ancak, daha yüksek sıcaklıklarda (100°C'nin üzerinde), koruyucu demir karbonat katmanlarının oluşması korozyon hızını yavaşlatabilir.

Yüksek sıcaklıktaki ortamlarda, gibi malzemeler süper 13Cr veya nikel bazlı alaşımlar genellikle CO2 korozyonu ve termal stresin birleşik etkilerine dayanmaları gerekir.

3.3 Su İçeriği {#su içeriği}

Su CO2 korozyonunda kritik bir faktördür çünkü CO2'nin karbonik asit oluşturmak için suda çözünmesi gerekir. Kuru gaz kuyularında, su içeriğinin minimum olduğu yer, CO2 korozyonu daha az endişe vericidir. ancak, su içeriği yüksek kuyularda, özellikle ıslak gaz veya yoğuşma kuyuları, CO2 korozyonu riski önemli ölçüde daha yüksektir.

3.4 pH Seviyeleri {#ph seviyeleri}

NS pH Çevrenin etkisi aynı zamanda CO2 korozyonunu da etkiler. Daha düşük pH seviyeleri (daha asidik koşullar) Korozyon oranını artırın, daha yüksek pH seviyeleri (daha alkali koşullar) korozyon oranını azaltabilir. CO2 açısından zengin ortamlarda, karbonik asit oluşumu nedeniyle pH tipik olarak düşüktür. pH stabilizasyonu teknikler, sıvıya alkali maddeler eklemek gibi, CO2 korozyonunun azaltılmasına yardımcı olabilir.

---

CO2 Korozyon Direncinin Test Edilmesi ve Değerlendirilmesi {#test etme ve değerlendirme}

Boru ve mahfaza borularının CO2 korozyonuna dayanabilmesini sağlamak için, CO2 açısından zengin ortamlardaki performanslarını değerlendirmek için çeşitli test yöntemleri kullanılır.

4.1 Otoklav Testi {#otoklav testi}

Otoklav testi kuyu içi koşulları simüle etmek için malzemenin kontrollü bir ortamda yüksek basınçlı CO2 ve suya maruz bırakılmasını içerir. Test, malzemenin CO2 korozyonuna karşı direncini değerlendirmek için yüksek sıcaklık ve basınçlarda gerçekleştirilir.. Otoklav testi, CRA'ların ve düşük alaşımlı çeliklerin CO2 ortamlarındaki performansını değerlendirmek için yaygın olarak kullanılır..

4.2 Elektrokimyasal Test {#elektrokimyasal test}

Elektrokimyasal test Malzeme CO2 ve suya maruz kaldığında meydana gelen elektrokimyasal reaksiyonları izleyerek malzemenin korozyon hızını ölçer.. Bu yöntem, malzemenin korozyon direnci hakkında değerli veriler sağlar ve CO2 açısından zengin belirli ortamlar için en iyi malzemelerin belirlenmesine yardımcı olabilir..

4.3 Saha Testi {#saha testi}

Saha testi borunun kurulumunu içerir veya kasa boru gerçek bir kuyu deliğinde ve zaman içindeki performansının izlenmesi. Bu yöntem, malzemenin gerçek çalışma koşulları altında CO2 korozyonuna dayanma yeteneği hakkında gerçek dünya verilerini sağlar.. Saha testleri genellikle laboratuvar testlerinin sonuçlarını doğrulamak ve malzemenin uzun vadeli performansını sağlamak için kullanılır..

---

CO2 Korozyona Dirençli Boru ve Muhafaza Uygulamaları {#uygulamalar}

CO2 korozyonuna dayanıklı borular ve mahfaza boruları çeşitli uygulamalarda kullanılır, dahil olmak üzere:

• CO2 Açısından Zengin Gaz Kuyuları: CO2'nin yüksek konsantrasyonlarda bulunduğu kuyularda, gibi korozyona dayanıklı malzemeler 13CR veya süper 13Cr CO2 korozyonunu önlemek için yaygın olarak kullanılır.
• Gelişmiş Yağ Geri Kazanımı (EOR): İçinde CO2 enjeksiyonu EOR işlemleri, Petrol geri kazanımını arttırmak için rezervuara CO2 enjekte edildiği yer, Korozyona dayanıklı boru ve muhafaza, CO2 korozyonundan kaynaklanan arızaları önlemek için gereklidir.
• Yüksek Sıcaklık Kuyuları: Yüksek sıcaklığa sahip kuyularda, gibi malzemeler nikel bazlı alaşımlar veya dubleks paslanmaz çelik CO2 korozyonu ve termal stresin birleşik etkilerine dayanmak için kullanılır.
• Islak Gaz Kuyuları: Su içeriği yüksek kuyularda, CO2 korozyonunu önlemek için korozyona dayanıklı malzemeler kullanılmıştır, suyun varlığıyla daha da kötüleşen.

---

Sıkça Sorulan Sorular (SSS) {#SSS}

1. Boru ve muhafaza borularında CO2 korozyonu nedir??

CO2 korozyonu, Ayrıca şöyle bilinir tatlı korozyon, Karbondioksit suda çözünerek karbonik asit oluşturduğunda ortaya çıkar, demir karbonat oluşturmak üzere çelikle reaksiyona girer. Bu süreç çukurlaşmaya yol açabilir, düzgün korozyon, ve boru ve muhafaza borularının arızalanması.

2. CO2 korozyonuna dayanıklı boru ve muhafaza için hangi malzemeler kullanılıyor??

Kullanılan malzemeler CO2 korozyonuna dayanıklı boru ve muhafaza katmak karbon çelik (inhibitörleri ile), düşük alaşımlı çelik, korozyona dayanıklı alaşımlar (CRA'lar) gibi 13CR ve nikel bazlı alaşımlar, ve kaplamalı veya astarlı borular.

3. Sıcaklık CO2 korozyonunu nasıl etkiler??

Sıcaklık CO2 korozyonunu farklı şekillerde etkiler. Orta sıcaklıklarda, CO2 çözünürlüğünün yüksek olması nedeniyle korozyon hızı sıcaklıkla artar. Daha yüksek sıcaklıklarda, koruyucu demir karbonat katmanları oluşabilir, korozyon oranının azaltılması.

4. CO2 korozyonunda suyun rolü nedir??

Su CO2 korozyonu için gereklidir çünkü CO2'nin karbonik asit oluşturmak için suda çözünmesi gerekir. Su içeriği yüksek kuyularda, CO2 korozyonu riski kuru gaz kuyularına kıyasla önemli ölçüde daha yüksektir.

5. CO2 korozyon direnci nasıl test edilir??

CO2 korozyon direnci aşağıdaki gibi yöntemler kullanılarak test edilir: otoklav testi, elektrokimyasal test, ve saha testi. Bu testler, simüle edilmiş veya gerçek kuyu deliği koşulları altında CO2 açısından zengin ortamlarda malzemenin performansını değerlendirir.

---

Sonuç {#çözüm}

CO2 korozyonu petrol ve gaz endüstrisinde büyük bir zorluktur, özellikle yüksek CO2 konsantrasyonuna sahip kuyularda. Yüksek maliyetli arızaları önlemek ve kuyu deliğinin bütünlüğünü sağlamak, kullanmak önemlidir CO2 korozyonuna dayanıklı boru ve muhafaza boruları. Gibi malzemeler korozyona dayanıklı alaşımlar (CRA'lar), kaplı borular, ve düşük alaşımlı çelikler CO2 korozyonuna karşı mükemmel direnç sunar, onları çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir, dahil olmak üzere CO2 bakımından zengin gaz kuyuları, EOR işlemleri, ve yüksek sıcaklık kuyuları.

CO2 korozyonunu etkileyen faktörleri anlayarak ve doğru malzemeleri seçerek, operatörler boru ve muhafaza borularının ömrünü önemli ölçüde uzatabilir, bakım maliyetlerini azaltmak, ve operasyonlarının genel güvenliğini ve güvenilirliğini artırmak.