Электрохимическая сероводородная коррозия

Электрохимическая сероводородная коррозия (ЭСК) — одна из основных причин интенсивного химического разрушения широкого круга нефтеперерабатывающего оборудования. ЭСК приводит также к возникновению особенно опасных коррозионно-механических повреждении в сероводородсодержащих средах — коррозионного растрескивания и коррозионного рас­слоения аппаратуры и трубопроводов.

В настоящее время возрастают объемы переработки неф­тяного и газового сырья с высоким содержанием сероводорода. Главные источники образования сероводорода в нефтегазовых месторождениях на суше и в морском шельфе включают: органогенное формирование в недрах с превращением белко­вых и других сероводородсодержащих соединений; жизнедея­тельность сульфатвосстанавливающих бактерий в пластовых водах; вымывание сульфидов из горных пород пластовыми водами; разложение органических остатков в глубинных слоях морской воды; вулканизм в шельфовой зоне.

За последние десятилетия отмечается глобальное усиление ЭСК нефтегазоперерабатывающего оборудования. Это свя­зано с переходом на переработку нефтяных эмульсий с увели­чивающимся содержанием пластовых вод. Для них еще в 40-е годы было установлено прогрессирующее заражение сульфатвосстанавливающими бактериями, что повышало количества выделяющегося при переработке нефти сероводорода (возник­шего из-за метаболизма этих бактерий).

Другой причиной повсеместного усиления ЭСК является повышение температур при технологических процессах перера­ботки нефти. Дело в том, что наиболее агрессивный компонент нефтегазового сырья — сероводород—находится не только в продукции месторождений в растворенном виде, но и обра­зуется в результате термического расщепления сераорганических соединений (тиолов, сульфидов, дисульфидов, тиофенов), серооксида углерода, сероуглерода и др. С повышением рабочих температур выделение сероводорода растет как за счет умень­шения его растворимости, так и за счет усиления распада серо­содержащих соединений.

Экспериментальные и теоретические работы свидетельствуют также о возможности абиогенного происхождения H2S в серо­водородоносных нефтегазовых бассейнах при взаимодействии -сульфатов вод с углеводородным веществом при температурах выше 100 °С. Концентрация H2S закономерно возрастает с по­вышением пластовых температур. Чем больше молекулярная масса углеводородов, тем при более низких температурах фор­мирования нефти может протекать эта реакция [4].

ЭСК поражает оборудование процессов добычи, транспор­тировки, очистки и переработки нефти и газа, а именно: трубо­проводы, запорную арматуру, оборудование для отстаивания и предварительной подготовки сернистой нефти на промыслах, оборудование добычи и очистки природного газа, транспортные трубопроводы и цистерны, танкеры и резервуары, аппаратуру для первичной переработки нефти и гидрогенизационного обессеривания нефтепродуктов, газофракционирующих установок, гидрокрекинга сернистых нефтей, оборудование для компримирования и передачи природных газов и др. Разрушение возни­кает в результате воздействия рабочих сред, содержащих электролитическую фазовую жидкость или ее конденсирован­ную пленку на поверхности металла.

ЭСК протекает в средах, обладающих электролитическим характером целиком (дренажные воды, конденсаты) или име­ющих двухфазное строение с электролитическим характером одной из фаз (флюиды первичной переработки нефти и др.).

Интенсивность ЭСК возрастает с повышением парциального давления сероводорода в паровой и концентрации сульфидов в жидкой фазе. Особо агрессивен конденсат, образующийся в сосудах с пропаном: близки давления паров С3Н8 и H2S. Из-за этого велико содержание сероводорода в конденсате и дренаж­ных водах.

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые потери, к которым относятся стоимость разрушившейся конструкции, стоимость замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Ещё больший ущерб составляют косвенные потери. Это простои оборудования при замене прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических процессов.

Идеальная защита от коррозии на 80 % обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20 % качеством используемых лакокрасочных материа­лов и способом их нанесения. Наиболее производительным и эффективным методом подготовки поверхности перед дальнейшей защитой субстрата является абразивоструйная очистка.

Обычно выделяют три направления методов защиты от коррозии:

1. Конструкционный

2. Активный

3. Пассивный

Для предотвращения коррозии в качестве конструкционных материалов применяют нержавеющие стали, кортеновские стали, цветные металлы. При проектировании конструкции стараются максимально изолировать от попадания коррозионной среды, применяя клеи, герметики, резиновые прокладки.

Активные методы борьбы с коррозией направлены на изменение структуры двойногоэлектрического слоя. Применяется наложение постоянного электрического поля с помощью источника постоянного тока, напряжение выбирается с целью повышения электродного потенциала защищаемого металла. Другой метод — использование жертвенного анода, более активного материала, который будет разрушаться, предохраняя защищаемое изделие.

В качестве защиты от коррозии может применяться нанесение какого-либо покрытия, которое препятствует образованию коррозионного элемента (пассивный метод).

Дата добавления: 2015-09-06