Анализ влияния материала труб на обеспечение эксплуатационной надежности промысловых трубопроводов

Анализ влияния материала труб на обеспечение эксплуатационной надежности промысловых трубопроводов

Одной из основных проблем трубопроводного транспорта является сохранение работоспособности линий трубопровода. Многочисленные исследования показывают, что они в основном находятся в удовлетворительном состоянии непродолжительный период времени, так как работа промысловых трубопроводов осуществляется в агрессивной среде. В данной работе проводится анализ влияния материала труб на обеспечение эксплуатационной надежности промысловых трубопроводов.

Авторы публикации

Рубрика

ПРОЧЕЕ

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 3 (48), Январь ‘22

Дата публицакии 12.01.2022

Поделиться

Нередко на промыслах случаются аварии в трубопроводных системах. В связи с этим предприятия несут убытки, загрязняется окружающая среда. Эти проблемы возникают из-за некачественной сварки, брака трубы. Но одной из самых серьезных проблем все же является коррозия металла.

В табл. 1 приведена статистика причин аварийных ситуаций в трубопроводных системах на объектах нефтегазодобывающей промышленности на основании годового отчета Ростехнадзора за 2017-2018гг [1].

 

Таблица 1

Динамика аварийности трубопроводных систем

Причины

Годы

2016

2017

2018

1

Конструктивные недостатки

-

1

2

2

Брак строительства/ изготовления

4

-

-

3

Коррозия металла трубы (КРН)

6

4

8

4

Ошибочные действия персонала при эксплуатации

-

-

1

5

Износ оборудования

-

-

-

6

Воздействие стихийных явлений природного происхождения

-

-

1

7

Механическое воздействие

1

-

-

8

Несанкционированные врезки

-

-

-

9

Нарушение порядка проведения опасных работ

-

1

-

 

Итого:

11

6

12

Из вышеприведенных данных технических исследований можно сделать вывод о том, что наибольшее количество аварий произошло из-за коррозии металла трубы (62%).

Коррозионные процессы различаются по механизму протекания. Наружную коррозию в основном делят на почвенную коррозию (происходит в условиях заложения металла в почву), атмосферную коррозию (происходит в условиях влажности), микробиологическую коррозию (ее провоцируют или усиливают микроорганизмы, которые содержатся в грунте) и электрокоррозию (ее вызывают почвенные постоянные или переменные блуждающие токи от внешнего источника). Внутренняя коррозия сооружений нефтегазового комплекса обычно подразделяется на электрохимическую коррозию в водных растворах (появляется при соприкосновении металла с подтоварными пресными водами и водными растворами), химическую коррозию (ее вызывает прямое взаимодействие металла с окислителем), микробиологическую коррозию (ее вызывают микроорганизмы, содержащиеся в транспортируемом продукте) и коррозионное растрескивание под напряжением (происходит в связи с наводораживанием, коррозионным и механическим разрушением объекта)[2].

Чаще всего на объектах нефтегазового комплекса встречается электрохимическая коррозия (внутренняя). Основная агрессивная среда в этом процессе — подтоварные воды (сточные и пластовые), именно они способствуют интенсивному развитию электрохимической коррозии оборудования[3].

Чтобы надежно и безопасно использовать промысловые трубопроводные системы, нужно решить две основные проблемы. Первая — снизить или предотвратить коррозию нефтепромыслового оборудования и трубопроводов разного назначения. Вторая — повысить эффективность организационно-технических мероприятий, в которую входит диагностика, мониторинг, ремонт и другие действия[4].

Снизить и даже предотвратить процессы коррозии оборудования можно двумя способами. Первый — применение технологических методов, которые сохранят первоначально низкую агрессивность добываемой продукции, или создать наиболее благоприятные условия эксплуатации оборудования и самих трубопроводов. Второй — использование специальных средств защиты, в числе которых ингибиторы коррозии, защитные покрытия (например, силикатно-эмалевое), неметаллические материалы и коррозионно-стойкие металлы для труб, а также электрохимическая защита.

По типу металла трубопроводы делятся на стальные, чугунные, полиэтиленовые, металлопластиковые, стеклопластиковые, полимерметаллические, железобетонные, алюминиевые и комбинированные. Далее мы рассмотрим основные характеристики лишь некоторых из них[5].

Алюминиевые трубы — трубы из алюминия или его сплавов обладают большей стойкостью, чем стальные, в углеводородных средах, в условиях почвенной коррозии и низких температур. Они легкие и имеют высокие механические и технологические свойства. А за счет гладкости стенок труб повышается производительность трубопроводов, так как при перекачке продуктов уменьшается трение о стенки труб, и не откладывается парафин и другие примеси на стенках. Идеально подходят для прокладки в труднодоступных горных условиях, в болотистой местности и прибрежной полосе моря. Широко используется установка или наплавление на внутренней поверхности концов труб протектора, например, из алюминиевого сплава с содержанием цинка.

Многослойные трубы изготавливают в двух вариантах. Первый — изготовление двухслойных спиральношовных труб на станах, аналогичных ранее описанным. Сначала изготавливают один слой, на который потом наматывают второй. Второй вариант производства подразумевает изготовления трубы с любым количеством слоев: каждая труба состоит из пяти многослойных и двух монолитных оболочек по концам. Такие трубы имеют основной слой из конструкционной углеродистой или низкоуглеродистой стали и плакирующий слой, который контактируя с агрессивной средой, обеспечивает необходимую коррозионную стойкость трубопровода.

Коррозионностойкие гибкие трубы или гибкие полимерно–металлические трубы (ГПМТ) изготавливаются из нескольких слоев и обеспечивают гибкость, прочность и коррозионную стойкость. Конструкция ГПМТ состоит из слоев высокопрочной стали, которые чередуются с полимерными оболочками. Они устойчивы к перепадам температур и давлений, динамике потока транспортируемой жидкости, подвижкам грунтов, транспортным и монтажным нагрузкам и даже к механическим повреждениям. Гибкая и большая строительная длина труб позволяет снизить затраты времени и труда, изменить монтаж трубопроводов, сведя его к простому выматыванию гибкой трубы с барабана[6].

Повышение надёжности системы противокоррозионной защиты трубопроводов – актуальная проблема нефтяных компаний во всем мире. Одним из мощных предприятий, которое можно привести в качестве примера является ПАО «Сургутнефтегаз».

Для нефтегазопроводов предусмотрены трубы с заводским наружным двухслойным полимерным покрытием усиленного типа из экструдированного полиэтилена и внутренним антикоррозионным покрытием по ТУ 1390-001-59779622-2015 на основе эпоксидного материала.

Трубы с антикоррозионным покрытием от 57 до 1420 мм с наружным двухслойным полиэтиленовым покрытием предназначены для строительства магистральных и промысловых трубопроводов и отводов от них. На 54 процентах всех труб ПАО «Сургутнефтегаз» нанесено полимерное покрытие собственного производства.

Двухслойное полиэтиленовое покрытие состоит из адгезионного подслоя на основе термоплавкой полимерной композиции и наружного полиэтиленового слоя. полиэтиленовое покрытие труб предотвращает разрушение металла за счет образования на поверхности плотного влагонепроницаемого слоя. Его свойства и методы нанесения зависят от вида изоляции. Формирование защитного слоя на поверхности труб осуществляется с применением экструдированного полиэтилена низкой и средней плотности, и производится в заводских условиях.
В зависимости от условий эксплуатации применяются различные конструкции изоляции.

Усиленный тип (У). Толщина покрытия – от 2,0 мм.
Весьма усиленный тип (ВУ). Толщина покрытия – от 2,5 мм. Весьма усиленный тип изоляции труб состоит из двух или трех слоев, которые способствуют тому, что труба не подвергается ржавчине и механическим повреждениям, такие трубы часто используют в условиях агрессивных сред.

Данные мероприятия, направленные на борьбу с внутренней коррозией, позволяют увеличить срок службы трубопроводов.

Список литературы

  1. http://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/
  2. http://transenergostroy.ru/blog/osnovnye_zakonomernosti_protekaniya_atmosfernoy_korrozii.html
  3. Якубовская, С. В. Основы расчета надежности промысловых трубопроводов : учебное пособие / С. В. Якубовская, Н. Ю. Сильницкая, Е.Ю.Иванова. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2015. - 82 с.
  4. http://transenergostroy.ru/blog/klassifikaciya_processov_vnutrenney_i_naruzhnoy_korrozii_na_magistral_nyh_i_promyslovyh_truboprovoda.html
  5. Чухарева, Н. В. Транспорт скважинной продукции : учебное пособие / Н. В. Чухарева, А. В. Рудаченко, А.Ф.Бархатов, Д.В.Федин. - Томск: ТГУ, 2011. - 354 с.
  6. https://neftegaz.ru/science/development/331535-gibkie-polimerno-metallicheskie-truby-gpmt-innovatsionnye-resheniya-ot-ooo-remmash-servis/

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 5 дней до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary