Kontrola korózie v ropovodov a plynovodov

Kontrola korózie v ropovodov a plynovodov

V rôznych krajinách sa používajú rôzne zdroje energie, ako sú palivá, zemný plyn, fosílie a oleje.Ropa a plyn sú dominantnými zdrojmi energie na výrobu a podporu života v Spojených štátoch a na celom svete.Tak ako každý iný produkt, aj tu je potrebné zlepšiť efektívnu distribúciu ropy a plynu z výrobných centier k rôznym užívateľom prostredníctvom sprostredkovateľov (ak existujú).V tomto prípade efektívna distribúcia ropy aj plynu k užívateľom zaisťuje ich bezpečnosť.Okrem toho zaisťuje bezpečnosť energetických závodov, pretože akékoľvek úniky, ktoré môžu nastať, sa okamžite zistia a zabráni sa im.V dôsledku toho sa minimalizuje znečistenie životného prostredia.Rôzne zdroje energie vyžadujú prepravu z jednej oblasti do druhej, čo znamená, že počas procesu je potrebné sledovať účinnosť a efektívnosť.Napríklad ropa sa musí prepravovať z výrobných oblastí alebo zdroja do ropných rafinérií az ropných rafinérií ku konečným užívateľom.Preto je potrebné navrhnúť vhodný mechanizmus prepravy ropy a plynu z výrobných centier do rafinérií az rafinérií k užívateľom.Technológia ropovodov a plynovodov je hlavným dopravným prostriedkom používaným pri preprave ropy a plynu v Spojených štátoch amerických.Vyvinuli sa rôzne sektory globálnej ekonomiky, a preto energetický sektor nie je výnimočný.Technológia používaná v tomto sektore zažíva obrovský rast, ktorý sa točí okolo potreby zvýšiť bezpečnosť a celkovú efektivitu ropovodov a plynovodov.Vďaka tomuto vývoju je systém najúčinnejší pri preprave ropy a plynu cez rôzne miesta.

Druhy ropovodov a plynovodov

Ako už bolo spomenuté, typy ropovodov a plynovodov závisia od oblasti prepravy a prepravovanej látky.Zberné linky prepravujú produkty na krátke vzdialenosti.Najviac sa využívajú pri preprave ropy a zemného plynu z oblastí výroby do rafinérií.Zberné linky sú relatívne krátke, pretože zahŕňajú prepravu nerafinovanej ropy a zemného plynu z výrobných centier do rafinérií (Kennedy, 1993).Napájacie linky sa podieľajú na preprave ropy a plynu z rafinérií do zásobníkov alebo spájajú rafinovanú ropu a plyn s diaľkovými potrubiami (Kennedy, 1993).Preto tieto vedenia pokrývajú relatívne krátke vzdialenosti v porovnaní s tými, ktoré distribuujú ropu a zemný plyn používateľom/trhu.Prepravné vedenia patria medzi najzložitejšie potrubné systémy.Pozostávajú zo siete liniek, ktoré distribuujú zemný plyn a ropu cez hranice.Prepravné vedenia sú zodpovedné za distribúciu ropy a plynu konečným užívateľom, čo je dôvod, prečo pokrývajú relatívne veľké vzdialenosti.Najmä vláda väčšinou spravuje prenosové vedenia, pretože distribuujú ropu a plyn cez vnútorné a vonkajšie hranice.Distribučné potrubia, ako už názov napovedá, sú zodpovedné za distribúciu ropy a plynu k užívateľom.Vo väčšine prípadov tieto ropovody vlastnia a riadia distribučné spoločnosti, ktoré predávajú ropu a plyn konečným spotrebiteľom.Medzi konečných spotrebiteľov patria podniky, domácnosti a priemyselné odvetvia, ktoré závisia od foriem energie (Miesner & Leffler, 2006).Distribučné potrubia sú najzložitejšie, pretože sa zameriavajú na obsluhu zákazníkov v rôznych geografických lokalitách.

Použitie a význam ropovodov a plynovodov

Význam ropovodov nemožno podceňovať vzhľadom na dôležitú úlohu plynu a ropy v chode hospodárstva.Ropa a plyn sú dôležitými zdrojmi energie pre priemysel, čo znamená, že podporujú chod ekonomiky.Základné využitie potrubí sa týka distribúcie ropy a plynu konečným užívateľom.Je to najpohodlnejší, najefektívnejší a najbezpečnejší spôsob prepravy veľkých objemov ropy a plynu z výrobných centier do rafinérií a ku konečným spotrebiteľom (Miesner & Leffler, 2006).Dôležitosť potrubí je faktorom jeho využitia pri distribúcii ropovodov a plynovodov.Po prvé, ropovody a plynovody sa ukázali ako bezpečné spôsoby prepravy ropy a plynu.Nachádzajú sa pod ulicami, cez budovy a polia, ale neovplyvňujú kvalitu života obyvateľov.Ich široké pokrytie navyše pomáha pri rozširovaní prístupu k energii pre všetky komunity bez ohľadu na ich polohu.Preto sú dôležité pri výrobe energie, ktorá je dôležitým aspektom prežitia ľudskej rasy.Bez energie by bolo pre krajiny ťažké udržať svojich občanov kvôli nedostatku základných tovarov a služieb.Ďalším významom ropovodov a plynovodov je, že zvyšujú úplné využitie prírodných zdrojov v krajine.Potrubia umožňujú prepravu ropy a zemného plynu z ich zdrojov do rafinérií.Preto môže krajina využiť dostupnosť zemného plynu a ropy aj vo vidieckych oblastiach z dôvodu ľahkej dopravy.Činnosti prieskumu ropy vo vidieckych oblastiach by boli nemožné bez existencie ropovodov.Z toho vyplýva, že ropovody ovplyvňujú produkciu všetkých ropných produktov z ropy vyťaženej zo zdrojov.Ropovody a plynovody pomohli aj krajinám, ktoré nemajú dostatočné zdroje ropy a plynu.Ropu a plyn je možné prepravovať z krajiny do krajiny pomocou ropovodov.Preto krajiny bez ropných vrtov alebo rafinérií môžu stále využívať ropné produkty, ropu a plyn ako svoj primárny zdroj energie (Miesner & Leffler, 2006).Tvorí ich komplexná sieť rozvodov, ktoré pomáhajú obsluhovať komunity, ktoré nemajú dostatočné prírodné zdroje energie.Náš každodenný život je pravdepodobne vo veľkej miere závislý od existencie potrubnej technológie.Dostupnosť benzínu cez ulicu, plynu na varenie, leteckého paliva a priemyselných motorov je výsledkom investícií do potrubnej technológie.Široká sieť ropovodov v Spojených štátoch a v iných krajinách svedčí o ich význame pri podpore života a ekonomických aktivít.Ropa a plyn, ako uvádzajú Miesner & Leffler (2006), sú najdôležitejšími prvkami priemyselnej produktivity národov, čo znamená, že ide o novú formu konkurenčného poriadku.Spoločnosti s primeraným prístupom k formám energie budú pravdepodobne konkurencieschopnejšie, čo ešte viac odôvodňuje existenciu a význam potrubnej siete.Význam ropovodov a plynovodov posilňujú aj poruchy a neefektívnosť iných foriem prepravy ropy a zemného plynu.Napríklad nie je možné prepravovať veľké objemy ropy a plynu nákladnými automobilmi a železnicou kvôli súvisiacim nákladom.Okrem toho potrubia nepoškodzujú iné formy infraštruktúry, ako sú cesty, čo znamená, že ide o nákladovo efektívne a nezávislé formy dopravy.

Materiály používané v ropovodov a plynovodov

Potrubia možno považovať za súčasť nášho života, pretože sú pod našimi budovami a ulicami.Preto je bezpečnosť potrubí prvoradá pri ich projektovaní a inžinierstve.Oceľ je hlavným materiálom používaným pri stavbe ropovodov a plynovodov.Hlavným dôvodom použitia ocele sú jej charakteristiky húževnatosti, ťažnosti a zvariteľnosti (Kiefner & Trench, 2001).Húževnatosť pomáha odolávať trhlinám, ktoré by viedli k netesnostiam.Oceľ preto pomáha potrubiam odolávať tlaku zaťaženia, teplu a meniacim sa poveternostným podmienkam, pretože je odolná voči prasklinám.Nehrdzavejúca oceľ však nie je účinným materiálom pri konštrukcii potrubí, hoci je vzhľadom na vyššie uvedené vlastnosti najúčinnejšia.Nízkouhlíková oceľ je podľa Kiefnera & Trencha (2001) cenovo výhodnou formou ocele, ktorá má charakteristiku pevnosti a ťažnosti vyžadovanú pre potrubia.Iné kovy ako železo nie sú také pevné a môžu viesť k prasklinám a zlomeninám.Preto je nízkouhlíková oceľ najefektívnejším materiálom na použitie pri konštrukcii potrubí, pretože zabraňuje prasklinám, ktoré môžu viesť k úniku ropy a plynu.Ďalším dôvodom pre použitie ocele pri konštrukcii potrubí je ich schopnosť odolávať meniacim sa teplotám v priebehu času.Oceľ sa v priebehu času nemení, čo znamená, že je najefektívnejšia na použitie pri konštrukcii materiálov vystavených rôznym poveternostným podmienkam.Pevnosť v ťahu nízkouhlíkovej ocele zostáva v priebehu času konštantná, čo znamená, že je najvhodnejšia na použitie pri dlhodobom rozvoji infraštruktúry (Kiefner & Trench, 2001).Výstavba plynovodov je nákladná investícia, z čoho vyplýva nutnosť pristupovať k nej z dlhodobého hľadiska.Nízkouhlíková oceľ je preto najlepšia na použitie pri stavbe potrubí, pretože pomáha minimalizovať potrebu neustálych opráv.Nízkouhlíková oceľ, ktorá sa používa pri stavbe ropovodov a plynovodov, má svoje nevýhody.Podporuje oxidáciu v prítomnosti vzduchu, pôdy a vody (Kiefner & Trench, 2001).Oxidácia vedie ku korózii, ktorá môže ohroziť kvalitu ropy a plynu počas prepravy.Nízkouhlíková oceľ preto musí byť pokrytá povlakmi, ktoré zabraňujú oxidácii, pretože potrubia sú vo väčšine prípadov uložené pod pôdou, ktorá tiež podporuje oxidáciu.Preto materiály používané pri stavbe ropovodov a plynovodov musia spĺňať požiadavky na pevnosť (schopnosť odolávať tlaku pri nakladaní a vykladaní), ťažnosť (schopnosť odolávať namáhaniu v priebehu času alebo pevnosť v ťahu) a schopnosť odolávať zmenám , praskliny a zlomy.

Spôsoby, ako sa vyhnúť korózii

Korózia bola identifikovaná ako hlavná výzva ovplyvňujúca účinnosť ropovodov a plynovodov.Nevýhody korózie poukazujú na potrebu navrhnúť spôsoby prekonania ohrozenia, najmä pri predchádzaní vzniku havárií v dôsledku netesností a lomov.Nízkouhlíková oceľ je spojená s náchylnosťou k oxidácii v prítomnosti elektrolytov, vody a oxidu uhličitého.Vonkajšia korózia je tiež faktorom kontaktu s pôdou, ktorá tiež podporuje oxidáciu.Preto je jednou zo základných metód kontroly vonkajšej korózie prostredníctvom povrchovej úpravy a katódovej ochrany (Baker, 2008).Katódová ochrana je aplikácia prúdu do potrubia, aby sa narušil pohyb elektrónov z anódy na katódu.Vytvára katódové pole nad potrubím, čo znamená, že anódy na exponovanom povrchu sú nereaktívne.Rúrka pôsobí ako katóda, čo znamená, že elektróny sa nepohybujú.Okrem toho katódová ochrana vedie k tvorbe usadenín, ktoré chránia oceľ, pretože sú alkalickej povahy.Baker (2008) navrhuje dve hlavné metódy katódovej ochrany.Metóda ochrany obetnej anódy zahŕňa spojenie potrubia s vonkajším kovom, ktorý má relatívne vyššiu aktivitu ako oceľ.Kov je potom umiestnený mimo potrubia, ale v elektrolyte (pôde).Výsledkom je, že prúd bude prúdiť do kovu, pretože reaguje viac ako oceľ.Preto obetovaný kov podlieha korózii, čím sa chráni ropovody a plynovody pred koróziou.Metóda anódy s vloženým prúdom zahŕňa zavedenie jednosmerného prúdu medzi potrubie a anódu.Účelom je odviesť prúd z potrubia, čo zabraňuje korózii.Preto katódová ochrana zahŕňa narušenie pohybu prúdu z anódy do potrubia cez elektrolyt.Jeho použitie a aplikácia závisí od charakteru potrubného systému a geologických charakteristík uvažovanej oblasti (Baker, 2008).Metóda však nemôže byť efektívna sama o sebe, pretože by bolo nákladné prispôsobiť prúd potrebný na celý úsek potrubia.

Najlepší spôsob kontroly korózie

Korózia bola identifikovaná ako hlavná výzva ovplyvňujúca bezpečnostné problémy potrubnej technológie v Spojených štátoch.Preto by riadenie korózie malo byť najvyššou prioritou zainteresovaných strán v ropnom a plynárenskom priemysle.Zameranie alebo cieľ zainteresovaných strán sa točí okolo vývoja potrubí bez nehôd, čo je možné najmä vďaka riadeniu korózie.Zainteresované strany preto musia investovať do nepretržitého monitorovania potrubného systému s cieľom identifikovať oblasti postihnuté koróziou, ako aj tie, ktoré si vyžadujú ochranné opatrenia.Inšpekcia je najpoužívanejšou metódou monitorovania, pretože pomáha pri identifikácii chýb v systéme.Pri inšpekcii ropovodov a plynovodov sa používajú rôzne metódy a ich výber závisí od charakteru a umiestnenia ropovodu, ako aj od motívov hodnotenia.Pri kontrole možno použiť aj metódu katódovej ochrany na zamedzenie korózie.Pomáha odborníkom pri zhromažďovaní údajov potrebných na posúdenie rozsahu korózie na potrubí, čo znamená, že metóda je väčšinou použiteľná pri kontrole externého monitorovania.Údaje zhromaždené počas dlhého obdobia pomáhajú pri určovaní rozsahu poškodenia potrubia, čo ovplyvňuje vývoj nápravných opatrení.Externá kontrola korózie je pravdepodobne relatívne jednoduchá, pretože závisí od pozorovania vonkajšieho povrchu, ako aj zberu údajov pomocou metódy katódovej ochrany.Meradlá na kontrolu potrubia (tu PIGS) sú zariadenia zavádzané do ropovodov a plynovodov pomocou prúdiacej tekutiny.Technológia PIGs od tej doby priniesla revolúciu a zahŕňa aspekty inteligencie, ktoré pomáhajú pri ľahkom určovaní chybných oblastí v potrubí.Inteligencia sa týka schopnosti zariadení zaznamenávať údaje o povahe rúr, ako aj zaznamenávať údaje pre neskoršiu analýzu (Pistoia, 2009).Táto technológia má rôzne formy a bola chválená pre svoju nedeštruktívnu povahu.Elektromagnetická forma ošípaných je jednou z populárnych foriem hodnotenia.Pomáha pri identifikácii defektov v potrubí a povahy závažnosti týchto defektov.Metóda hodnotenia PIGs je veľmi komplexná a je stelesnením zvýšených technologických aplikácií, najmä v mechanizmoch citlivosti na defekty v potrubí.Metóda je použiteľná najmä pri posudzovaní plynovodov, pretože zariadenia nezasahujú do zloženia a vlastností plynu.PIG pomáhajú pri zisťovaní bežných defektov potrubia, ako je okrem iných chýb korózna únava a preliačiny.Korózna únava sa vzťahuje na zvýšenú degradáciu mechanických schopností ocele po korózii.V skutočnosti niektoré zainteresované strany používajú koróznu únavu na kontrolu rozsahu korózie.Dôvodom je, že korózia je formou mechanického napadnutia, ktoré je možné v prítomnosti katalyzátorov, ako je sírovodík.Preto stanovenie rozsahu mechanického napadnutia ocele, ktoré predstavuje koróznu únavu, je účinným spôsobom kontroly korózie.V skutočnosti vývojári prišli so zariadeniami, ktoré pomáhajú pri kvantifikácii rozsahu koróznej únavy.Preto je meranie koróznej únavy účinným spôsobom kontroly rozsahu korózie v ropovodov a plynovodov.Táto metóda sa používa na vonkajšiu aj vnútornú kontrolu korózie kvôli jej zložitému elektronickému a štrukturálnemu zloženiu.Metóda zisťuje chyby vo vnútri a mimo potrubia pomocou hrúbky zvyškovej steny spôsobenej koróziou.Výhodou tejto metódy je, že umožňuje kontrolu korózie na vonkajších a vnútorných povrchoch ropovodov a plynovodov.Tento spôsob kontroly si v nedávnej minulosti získal popularitu vďaka svojej nákladovej efektívnosti, spoľahlivosti a rýchlosti.Je to však spojené s obmedzením nespoľahlivosti pri vystavení hluku.Okrem toho, podľa Dai et al.(2007), metóda je ovplyvnená textúrou potrubia, najmä drsnosťou steny.

ZÁVER

Záverom možno povedať, že korózia je novým problémom, ktorý si vyžaduje naliehavú pozornosť prostredníctvom vývoja nových návrhov a mechanizmov prevencie a kontroly.Účinky korózie sa ukázali ako hrozba pre udržateľnosť a efektívnosť potrubí pri distribúcii ropy a plynu z výrobných centier k užívateľom.Ropa a plyn sú dôležitézdrojov energie v Spojených štátoch a vo svete, čo odôvodňuje potrebu investovať do efektívnych stratégií a spôsobov distribúcie.Nedostatok účinných prostriedkov na distribúciu ropy a plynu by nielen spochybnil zapojenie sa do výrobných činností, ale aj ohrozil prežitie v dôsledku zvýšenej pravdepodobnosti nehôd.Korózia vedie k mechanickému zníženiu pevnosti olejových a plynových potrubí, čo vedie k netesnostiam a iným problémom.Úniky sú nebezpečné, pretože vystavujú obyvateľstvo riziku výbuchov a požiarov, ako aj poškodzujú okolité prostredie.Okrem toho prevalencia nehôd, ktoré súvisia s koróziou v ropných a plynových potrubiach, znižuje dôveru verejnosti v systém, pretože spochybňuje medializované bezpečnostné aspekty potrubí.Rôzne ochranné mechanizmy zavedené na kontrolu korózie v ropovodov a plynovodov sa zameriavajú na vlastnosti nízkouhlíkovej ocele, ktorá je hlavným materiálom používaným pri výrobe a konštrukcii rúr.Ako bolo uvedené v tomto článku, je potrebné investovať do mechanizmov zisťovania a kontroly korózie v potrubiach, pretože je základom prevencie a kontroly.Technológia poskytuje neobmedzené možnosti na dosiahnutie toho istého, ale je potrebné viac investovať do určovania najlepších prístupov na detekciu, prevenciu a kontrolu korózie, čo zlepší súvisiace výsledky.


Čas odoslania: Jún-03-2019