Vnitřní koroze způsobila, že společnost ADNOC utrpěla ztrátu kontejnmentu v potrubí obrovského ropného pole na pevnině. Snaha odstranit tento problém a potřeba definovat specifikaci a přesný plán řízení integrity budoucího proudění vedla k terénnímu testování technologie drážkované a bezpřírubové výstelky z polyethylenu s vysokou hustotou (HDPE) v trubkách z uhlíkové oceli. Tento článek popisuje úspěšný 5letý program terénních testů a potvrzuje, že aplikace HDPE výstelek v trubkách z uhlíkové oceli je nákladově efektivní metodou ke zmírnění vnitřní koroze v ropovodech izolací kovových trubek od korozivních kapalin. Tato technologie je nákladově efektivní při řízení koroze uvnitř ropovodů.
V ADNOC jsou průtoková potrubí navržena tak, aby vydržela více než 20 let. To je důležité pro kontinuitu provozu a snížení provozních nákladů. Údržba těchto potrubí vyrobených z uhlíkové oceli se však stává náročnou, protože jsou náchylná k vnitřní korozi v důsledku korozivních kapalin, bakterií a stagnujících podmínek způsobených nízkými průtoky. Riziko selhání integrity se zvyšuje s věkem a změnami vlastností kapaliny v rezervoáru.
Společnost ADNOC provozuje potrubí s tlakem 30 až 50 barů, teplotami až 69 °C a s přerušením přívodu vody přesahujícím 70 % a utrpěla mnoho případů ztráty kontejnmentu v důsledku vnitřní koroze v potrubích ve velkých pevninských polích. Záznamy ukazují, že jen vybraná aktiva mají více než 91 ropovodů (302 kilometrů) a více než 45 plynových výtahů (100 kilometrů) se silnou vnitřní korozí. Provozní podmínky, které diktovaly implementaci opatření proti vnitřní korozi, zahrnovaly nízké pH (4,8–5,2), přítomnost CO2 (> 3 %) a H2S (> 3 %), poměr plyn/ropa vyšší než 481 scf/bbl, teplotu potrubí vyšší než 55 °C, tlak v potrubí nad 525 psi. Strategie zmírňování ovlivnily také vysoký obsah vody (> 46 %), nízká rychlost proudění (méně než 1 m/s), stagnující kapalina a přítomnost bakterií redukujících sírany. Statistiky úniků společnosti Streamline ukazují, že mnoho z těchto potrubí bylo vadných, s až 14 úniky za 5 let. období. To představuje vážný problém, protože vede k únikům a přerušením, které nepříznivě ovlivňují výrobu.
Ztráta těsnosti a potřeba dimenzování a přesného plánu řízení integrity budoucího potrubí vedla k zkušební aplikaci technologie drážkované a bezpřírubové výstelky z HDPE na 3,0 km potrubí třídy API 5L Gr.B o průměru 6 palců (Schedule 80). Proudnice měly tento problém odstranit. Polní zkoušky byly nejprve provedeny na 3,527 km potrubí z uhlíkové oceli ve vybraných zařízeních, následovaly intenzivní testy na 4,0 km potrubí.
Ropný gigant Rady pro spolupráci v Perském zálivu (GCC) na Arabském poloostrově instaloval HDPE vložky již v roce 2012 pro ropovody a vodovodní potrubí. Ropný gigant GCC, který spolupracuje se společností Shell, používá HDPE vložky pro vodovodní a ropné aplikace již více než 20 let a tato technologie je dostatečně vyspělá k řešení vnitřní koroze v ropovodech.
Projekt ADNOC byl zahájen ve druhém čtvrtletí roku 2011 a instalován ve druhém čtvrtletí roku 2012. Monitorování začalo v dubnu 2012 a bylo dokončeno ve třetím čtvrtletí roku 2017. Zkušební cívky jsou poté odeslány do Borouge Innovation Center (BIC) k vyhodnocení a analýze. Kritéria úspěchu a neúspěchu stanovená pro pilotní projekt HDPE vložky byla nulová netěsnost po instalaci vložky, nízká propustnost plynu skrz HDPE vložku a žádné zhroucení vložky.
Článek SPE-192862 popisuje strategie, které přispívají k úspěchu terénních zkoušek. Zaměřuje se na plánování, pokládku potrubí a hodnocení výkonu HDPE vložek s cílem získat znalosti potřebné k nalezení strategií řízení integrity pro implementaci HDPE potrubí v ropovodech v celém terénu. Tato technologie se používá v ropovodech a přenosových vedeních. Kromě stávajících ropovodů lze pro nová ropovody použít nekovové HDPE vložky. Zdůrazňuje osvědčené postupy pro eliminaci poruch integrity potrubí v důsledku poškození vnitřní korozí.
Celý dokument popisuje implementační kritéria pro HDPE těsnění; výběr materiálu těsnění, jeho přípravu a postup instalace; zkoušky úniku vzduchu a hydrostatické zkoušky; odvětrávání a monitorování prstencových plynů; uvedení potrubí do provozu; a podrobné výsledky následných zkoušek. Tabulka analýzy nákladů životního cyklu Streamline ilustruje odhadovanou nákladovou efektivitu uhlíkové oceli oproti HDPE výstelkám pro jiné metody zmírňování koroze, včetně chemického vstřikování a čištění ježky, nekovových potrubí a holé uhlíkové oceli. Je také vysvětleno rozhodnutí provést druhý rozšířený terénní test po počátečním testu. V prvním testu byly k propojení různých částí přívodního potrubí použity přírubové spoje. Je dobře známo, že příruby jsou náchylné k selhání v důsledku vnějšího namáhání. Ruční odvětrávání v místech přírub vyžaduje nejen pravidelné monitorování, což zvyšuje provozní náklady, ale také vede k emisím propustných plynů do atmosféry. Ve druhém pokusu byly příruby nahrazeny svařovanými bezpřírubovými spojkami s automatickým systémem doplňování a štěrbinovou vložkou s odvětráváním na konci vzdálené odplyňovací stanice, která by končila v uzavřeném odtoku.
Pětiletá studie potvrzuje, že použití HDPE výstelek v trubkách z uhlíkové oceli může zmírnit vnitřní korozi v ropovodech izolací kovových trubek od korozivních kapalin.
Přidejte hodnotu zajištěním nepřerušeného provozu linky, eliminací vnitřního čištění ježků pro odstranění usazenin a bakterií, úsporou nákladů eliminací potřeby chemikálií a biocidů proti usazování vodního kamene a snížením pracovní zátěže
Účelem zkoušky bylo zmírnit vnitřní korozi potrubí a zabránit ztrátě primární kontejnmentu.
Drážkované HDPE vložky se svařovanými bezpřírubovými spoji se používají ve spojení se systémem opětovného vstřikování jako vylepšení založené na zkušenostech získaných z počátečního nasazení hladkých HDPE vložek s klipy na přírubových koncovkách.
Podle kritérií úspěšnosti a neúspěchu stanovených pro pilotní projekt nebyly od instalace hlášeny žádné netěsnosti v potrubí. Další testování a analýza provedená společností BIC prokázaly snížení hmotnosti použité vložky o 3–5 %, která po 5 letech používání nezpůsobuje chemickou degradaci. Byly zjištěny některé škrábance, které se nerozšířily do trhlin. Proto se doporučuje v budoucích návrzích zvážit rozdíl ve ztrátě hustoty. Hlavním zaměřením by měla být implementace vnitřních protikorozních bariér, kde spolehlivým řešením jsou možnosti výstelky z HDPE (včetně již identifikovaných vylepšení, jako je nahrazení přírub konektory a pokračování výstelky a použití zpětné klapky v výstelce k překonání propustnosti plynů výstelkou).
Tato technologie eliminuje hrozbu vnitřní koroze a poskytuje významné úspory provozních nákladů během chemických ošetření, protože žádné chemické ošetření není nutné.
Ověření technologie v terénu mělo pozitivní dopad na řízení integrity proudnic provozovateli, poskytlo více možností proaktivního řízení vnitřní koroze proudnic, snížilo celkové náklady a zlepšilo výkonnost v oblasti BOZP. Drážkované HDPE vložky bez přírub se doporučují jako inovativní přístup k řízení koroze v proudnicích ropných polí.
Technologie HDPE výstelky se doporučuje pro stávající ropná a plynová pole, kde jsou běžné netěsnosti potrubí a přerušení vstřikování vody.
Tato aplikace sníží počet poruch potrubí způsobených vnitřními netěsnostmi, prodlouží životnost potrubí a zvýší produktivitu.
Nové komplexní developerské projekty mohou tuto technologii využít pro řízení koroze přímo v potrubí a úsporu nákladů na monitorovací programy.
Tento článek napsala technická redaktorka JPT Judy Federová a obsahuje hlavní body z článku SPE 192862 s názvem „Inovativní výsledky zkušebních zkoušek aplikace bezpřírubové drážkované HDPE vložky v supergigantickém poli pro řízení vnitřní koroze ropovodů“, jehož autory jsou Abby Kalio Amabipiová ze SPE, Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe a Tijender Kumar Gupta z ADNOC; Mohamed Ali Awadh z Borouge PTE; Nicholas Herbig, Jeff Schell a Ted Compton ze společnosti United Special Technical Services pro konání akce 2018 v Abú Zabí od 12. do 15. listopadu v rámci přípravy na Mezinárodní ropný veletrh a konferenci v Abú Zabí. Tento článek dosud neprošel recenzním řízením.
Časopis Journal of Petroleum Technology je vlajkovou lodí Společnosti ropných inženýrů (Society of Petroleum Engineers), která poskytuje autoritativní stručné informace a články o pokroku v technologiích průzkumu a těžby, otázkách ropného a plynárenského průmyslu a novinky o SPE a jejích členech.