Kontrola korozije u naftovodima i plinovodima
U različitim zemljama koriste se različiti izvori energije, poput goriva, prirodnog plina, fosila i nafte.Nafta i plin dominantni su izvori energije za proizvodnju i održavanje života u Sjedinjenim Državama i diljem svijeta.Kao i kod svakog drugog proizvoda, potrebno je poboljšati učinkovitu distribuciju nafte i plina od proizvodnih centara do različitih korisnika preko posrednika (ako postoje).U ovom slučaju učinkovita distribucija nafte i plina do korisnika osigurava njihovu sigurnost.Osim toga, osigurava da su energetske tvornice sigurne, budući da se svako curenje do kojeg može doći otkriva i trenutačno sprječava.Kao rezultat toga, onečišćenje okoliša je minimalizirano.Različiti izvori energije zahtijevaju transport s jednog područja na drugo, što implicira da se učinkovitost i djelotvornost moraju promatrati tijekom procesa.Na primjer, sirova nafta mora se transportirati od proizvodnih područja ili izvora do rafinerija nafte i od rafinerija do krajnjih korisnika.Stoga je potrebno osmisliti odgovarajući mehanizam transporta nafte i plina od proizvodnih centara do rafinerija i od rafinerija do korisnika.Tehnologija naftovoda i plinovoda glavni je medij transporta koji se koristi u prometu nafte i plina u Sjedinjenim Američkim Državama.Različiti sektori globalnog gospodarstva su se razvili, pa stoga energetski sektor nije izuzetan.Tehnologija koja se koristi u tom sektoru doživljava ogroman rast, koji se vrti oko potrebe za povećanjem sigurnosti i ukupne učinkovitosti naftovoda i plinovoda.Ovakav razvoj događaja učinio je sustav najučinkovitijim u transportu nafte i plina preko različitih lokacija.
Vrste naftovoda i plinovoda
Kao što je ranije spomenuto, vrste naftovoda i plinovoda ovise o području transporta i tvari koja se transportira.Sabirne linije transportiraju proizvode na kratke udaljenosti.Uglavnom se koriste u transportu sirove nafte i prirodnog plina od područja proizvodnje do rafinerija.Sabirne linije su relativno kratke jer uključuju transport nerafinirane nafte i prirodnog plina od proizvodnih centara do rafinerija (Kennedy, 1993).Napojni vodovi uključeni su u transport nafte i plina od rafinerija do skladišnih objekata ili povezuju rafiniranu naftu i plin s cjevovodima na velike udaljenosti (Kennedy, 1993.).Stoga ovi vodovi pokrivaju relativno kratke udaljenosti u usporedbi s onima koji distribuiraju naftu i prirodni plin do korisnika/tržišta.Prijenosni vodovi spadaju među najsloženije sustave cjevovoda.Sastoje se od mreže vodova koji distribuiraju prirodni plin i naftu preko granica.Prijenosni vodovi su zaduženi za distribuciju nafte i plina do krajnjih korisnika, zbog čega pokrivaju relativno velike udaljenosti.Naime, vlada uglavnom upravlja dalekovodima jer oni distribuiraju naftu i plin preko unutarnjih i vanjskih granica.Distribucijski cjevovodi, kao što i samo ime govori, zaduženi su za distribuciju nafte i plina do korisnika.U većini slučajeva, ti su cjevovodi u vlasništvu i pod upravom distribucijskih tvrtki koje prodaju naftu i plin na malo krajnjim potrošačima.Krajnji potrošači uključuju poduzeća, domove i industrije koji ovise o oblicima energije (Miesner & Leffler, 2006.).Distribucijski cjevovodi su najsloženiji jer su usmjereni na opsluživanje kupaca na različitim geografskim lokacijama.
Upotreba i važnost naftovoda i plinovoda
Važnost cjevovoda ne može se podcijeniti s obzirom na važnu ulogu plina i nafte u vođenju gospodarstva.Nafta i plin su važni izvori energije za industriju, što znači da podržavaju rad gospodarstva.Osnovna namjena cjevovoda odnosi se na distribuciju nafte i plina krajnjim korisnicima.To je najprikladnija, najučinkovitija i najsigurnija metoda transporta velikih količina nafte i plina od proizvodnih centara do rafinerija i krajnjih potrošača (Miesner & Leffler, 2006.).Važnost cjevovoda je čimbenik njegove upotrebe u distribuciji naftovoda i plinovoda.Za početak, naftovodi i plinovodi su se pokazali sigurnim metodama transporta nafte i plina.Nalaze se ispod ulica, preko zgrada i polja, ali ne utječu na kvalitetu života stanovnika.Osim toga, njihova široka pokrivenost pomaže u proširenju pristupa energiji za sve zajednice bez obzira na njihovu lokaciju.Stoga su važni u stvaranju energije, što je važan aspekt opstanka ljudske rase.Bez energije, zemljama bi bilo teško održati svoje građane zbog nedostatka osnovnih dobara i usluga.Drugi značaj naftovoda i plinovoda je taj što pospješuju potpuno iskorištenje prirodnih resursa u zemlji.Cjevovodi omogućuju transport sirove nafte i prirodnog plina od njihovih izvora do rafinerija.Stoga zemlja može iskoristiti dostupnost prirodnog plina i nafte čak iu ruralnim područjima zbog lakoće transporta.Aktivnosti istraživanja nafte u ruralnim područjima bile bi nemoguće bez postojanja naftovoda.Iz toga slijedi da cjevovodi utječu na proizvodnju svih naftnih derivata iz sirove nafte izvađene iz izvora.Naftovodi i plinovodi pomogli su i zemljama koje nemaju odgovarajuće izvore nafte i plina.Cjevovodima je moguće transportirati naftu i plin iz zemlje u zemlju.Stoga zemlje bez naftnih bušotina ili rafinerija još uvijek mogu koristiti naftne derivate, naftu i plin kao primarni izvor energije (Miesner & Leffler, 2006.).Sastoje se od složene mreže distribucijskih vodova koji pomažu u opsluživanju zajednica koje nemaju odgovarajuće prirodne izvore energije.Vjerojatno je naš svakodnevni život uvelike ovisan o postojanju tehnologije cjevovoda.Dostupnost benzina preko puta, plina za kuhanje, mlaznog goriva i industrijskih motora rezultat je ulaganja u tehnologiju cjevovoda.Široka mreža cjevovoda u Sjedinjenim Američkim Državama i drugim zemljama pokazatelj je njihove važnosti u podržavanju života i gospodarskih aktivnosti.Nafta i plin, kako spominju Miesner i Leffler (2006), najbitniji su elementi industrijske produktivnosti nacija, što implicira da je to novi oblik konkurentskog poretka.Tvrtke s odgovarajućim pristupom oblicima energije vjerojatno će biti konkurentnije, što dodatno opravdava postojanje i važnost mreže cjevovoda.Važnost naftovoda i plinovoda također je pojačana nedostatkom i neučinkovitošću drugih oblika transporta nafte i prirodnog plina.Na primjer, neizvedivo je transportirati velike količine nafte i plina korištenjem kamiona i željeznice zbog povezanih troškova.Osim toga, cjevovodi ne štete drugim oblicima infrastrukture poput cesta, što implicira da su isplativi i neovisni oblici transporta.
Materijali koji se koriste u naftovodima i plinovodima
Cjevovodi se mogu smatrati dijelom našeg života jer se nalaze ispod naših zgrada i ulica.Stoga je sigurnost cjevovoda najvažnija u njihovom projektiranju i projektiranju.Čelik je glavni materijal koji se koristi u izgradnji naftovoda i plinovoda.Glavni razlog za upotrebu čelika su njegove karakteristike žilavosti, duktilnosti i zavarljivosti (Kiefner & Trench, 2001).Žilavost pomaže u otpornosti na pukotine koje bi dovele do curenja.Stoga čelik pomaže cjevovodima da izdrže pritisak opterećenja, toplinu i promjenjive vremenske uvjete jer je otporan na pukotine.Međutim, nehrđajući čelik nije učinkovit materijal u izradi cjevovoda, iako je najučinkovitiji s obzirom na gore navedene karakteristike.Čelik s niskim udjelom ugljika, prema Kiefner & Trench (2001), je isplativ oblik čelika koji ima karakteristike čvrstoće i duktilnosti potrebne za cjevovode.Drugi metali poput željeza nisu tako čvrsti i mogu dovesti do pukotina i lomova.Stoga je niskougljični čelik najučinkovitiji materijal za korištenje u izgradnji cjevovoda jer sprječava lomove koji mogu dovesti do izlijevanja nafte i plina.Drugi razlog za korištenje čelika u konstrukciji cjevovoda je njihova sposobnost da izdrže promjene temperature tijekom vremena.Čelik se ne mijenja tijekom vremena, što implicira da je najučinkovitiji za korištenje u konstrukciji materijala izloženih različitim vremenskim uvjetima.Vlačna čvrstoća niskougljičnog čelika ostaje konstantna tijekom vremena, što implicira da je najbolji za korištenje u dugoročnom razvoju infrastrukture (Kiefner & Trench, 2001.).Izgradnja cjevovoda skupa je investicija, što implicira potrebu pristupanja s dugoročne perspektive.Niskougljični čelik je, stoga, najbolji za upotrebu u izgradnji cjevovoda jer pomaže u smanjenju potrebe za stalnim popravcima.Niskougljični čelik, koji se koristi u izgradnji naftovoda i plinovoda, ima svoje nedostatke.Podržava oksidaciju u prisutnosti zraka, tla i vode (Kiefner & Trench, 2001).Oksidacija dovodi do korozije, što može ugroziti kvalitetu nafte i plina tijekom transporta.Stoga čelik s niskim udjelom ugljika mora biti prekriven premazima koji sprječavaju oksidaciju budući da su cjevovodi u većini slučajeva zakopani pod zemljom, koja također podržava oksidaciju.Stoga materijali koji se koriste u konstrukciji naftovoda i plinovoda moraju ispunjavati zahtjeve čvrstoće (sposobnost podnošenja pritiska pri utovaru i istovaru), duktilnosti (sposobnost podnošenja naprezanja tijekom vremena ili vlačne čvrstoće) i sposobnosti da budu otporni na promjene , pukotine i lomovi.
Načini za izbjegavanje korozije
Korozija je identificirana kao glavni izazov koji utječe na učinkovitost naftovoda i plinovoda.Nedostaci korozije upućuju na potrebu osmišljavanja načina za prevladavanje prijetnje, posebice u sprječavanju nastanka nezgoda uzrokovanih curenjem i lomovima.Niskougljični čelik je povezan s osjetljivošću na oksidaciju u prisutnosti elektrolita, vode i ugljičnog dioksida.Vanjska korozija također je čimbenik kontakta s tlom, što također podržava oksidaciju.Stoga je jedna od osnovnih metoda kontrole vanjske korozije prevlačenje i katodna zaštita (Baker, 2008).Katodna zaštita je primjena struje na cjevovod da se prekine kretanje elektrona od anode do katode.Stvara katodno polje iznad cjevovoda, što implicira da su anode na izloženoj površini nereaktivne.Cijev se ponaša kao katoda, što podrazumijeva nedostatak kretanja elektrona.Osim toga, katodna zaštita dovodi do razvoja naslaga koje štite čelik budući da su po prirodi alkalne.Baker (2008) predlaže dvije glavne metode katodne zaštite.Metoda zaštite žrtvene anode uključuje spajanje cijevi s vanjskim metalom koji ima relativno veću aktivnost od čelika.Metal se zatim postavlja dalje od cjevovoda, ali unutar elektrolita (tla).Rezultat je da će struja teći u metal jer on reagira jače od čelika.Stoga žrtveni metal podliježe koroziji čime se naftovod i plinovod štite od korozije.Metoda anode pod utjecajem struje uključuje uvođenje istosmjerne struje između cjevovoda i anode.Svrha je odvući struju od cjevovoda, čime se sprječava korozija.Stoga katodna zaštita uključuje prekid kretanja struje od anode do cjevovoda kroz elektrolit.Njegova upotreba i primjena ovisi o prirodi cjevovodnog sustava i geološkim karakteristikama područja koje se razmatra (Baker, 2008).Međutim, metoda ne može biti učinkovita sama po sebi jer bi bilo skupo uskladiti struju potrebnu za cijeli dio cjevovoda.
Najbolji način provjere korozije
Korozija je identificirana kao glavni izazov koji utječe na sigurnosne probleme tehnologije cjevovoda u Sjedinjenim Državama.Stoga bi upravljanje korozijom trebalo biti najveći prioritet dionika u industriji nafte i plina.Fokus ili cilj dionika vrti se oko razvoja cjevovoda bez nezgoda, što je posebno moguće kroz upravljanje korozijom.Stoga dionici moraju ulagati u kontinuirani nadzor cjevovodnog sustava kako bi se identificirala područja zahvaćena korozijom, kao i ona koja trebaju zaštitne mjere.Inspekcija je najčešće korištena metoda nadzora jer pomaže u identifikaciji nedostataka unutar sustava.Pri pregledu naftovoda i plinovoda koriste se različite metode, a njihov izbor ovisi o prirodi i lokaciji naftovoda, kao i motivima procjene.Metoda katodne zaštite za izbjegavanje korozije također se može koristiti u inspekciji.Pomaže stručnjacima u prikupljanju podataka potrebnih za procjenu stupnja korozije na cijevi, što znači da je metoda najviše primjenjiva u pregledu vanjskog nadzora.Dugotrajno prikupljeni podaci pomažu u određivanju razmjera oštećenja cijevi, što utječe na razvoj korektivnih radnji.Može se reći da je vanjski pregled korozije relativno jednostavan jer ovisi o promatranju vanjske površine, kao io prikupljanju podataka metodom katodne zaštite.Mjerači za inspekciju cjevovoda (ovdje PIGS) su uređaji koji se uvode unutar naftovoda i plinovoda uz pomoć tekućine koja teče.Tehnologija PIGs je od tada revolucionirala kako bi uključila aspekte inteligencije koji pomažu u jednostavnom određivanju neispravnih područja unutar cijevi.Inteligencija se odnosi na sposobnost uređaja da zabilježe podatke o prirodi lula, kao i zabilježe podatke za kasniju analizu (Pistoia, 2009).Tehnologija usvaja različite oblike, a hvaljena je zbog svoje nedestruktivne prirode.Elektromagnetski oblik PIG-ova jedan je od popularnih oblika ocjenjivanja.Pomaže u identifikaciji nedostataka unutar cijevi i prirode ozbiljnosti tih nedostataka.Metoda procjene PIGs je vrlo složena i oličenje je sve veće tehnološke primjene, posebice u mehanizmima osjetljivosti na nedostatke unutar cijevi.Metoda je posebno primjenjiva za ocjenu plinovoda jer uređaji ne ometaju sastav i karakteristike plina.PIG-ovi pomažu u otkrivanju uobičajenih nedostataka cijevi kao što su zamor od korozije i udubljenja među ostalim greškama.Zamor od korozije odnosi se na povećanu degradaciju mehaničkih svojstava čelika nakon korozije.Zapravo, neki dionici koriste zamor od korozije kako bi provjerili opseg korozije.Obrazloženje je da je korozija oblik mehaničkog napada koji je moguć u prisutnosti katalizatora kao što je sumporovodik.Stoga je određivanje opsega mehaničkog napada na čelik, koji predstavlja zamor od korozije, učinkovit način provjere korozije.Zapravo, programeri su osmislili uređaje koji pomažu u kvantificiranju opsega zamora od korozije.Stoga je mjerenje zamora od korozije učinkovit način provjere stupnja korozije u naftovodima i plinovodima.Ova se metoda primjenjuje i za vanjsku i za unutarnju kontrolu korozije zbog svog složenog elektroničkog i strukturnog sastava.Metoda otkriva nedostatke unutar i izvan cjevovoda pomoću debljine zaostale stijenke koja je posljedica korozije.Prednost ove metode je što omogućuje pregled korozije na vanjskim i unutarnjim površinama naftovoda i plinovoda.Ova metoda pregleda stekla je popularnost u nedavnoj prošlosti zbog svoje isplativosti, pouzdanosti i brzine.Međutim, povezan je s ograničenjem nepouzdanosti ako je izložen buci.Osim toga, prema Dai i sur.(2007), na metodu utječe tekstura cijevi, posebice hrapavost stijenke.
ZAKLJUČAK
Zaključno, korozija je problem u nastajanju koji zahtijeva hitnu pozornost kroz razvoj novih dizajna i mehanizama prevencije i kontrole.Učinci korozije su se pokazali kao prijetnja održivosti i učinkovitosti cjevovoda u distribuciji nafte i plina od proizvodnih centara do korisnika.Važni su nafta i plinizvora energije u SAD-u i svijetu, što opravdava potrebu ulaganja u učinkovite strategije i metode distribucije.Nedostatak učinkovitih sredstava za distribuciju nafte i plina ne samo da bi bio izazov za uključivanje u proizvodne aktivnosti, već bi također zaprijetio opstanku zbog povećane vjerojatnosti nesreća.Korozija dovodi do mehaničkog smanjenja čvrstoće cijevi za naftu i plin, što dovodi do curenja i drugih problema.Curenja su opasna jer izlažu stanovništvo riziku od eksplozija i požara, kao i oštećivanju okolnog okoliša.Osim toga, učestalost nesreća koje se odnose na koroziju u naftovodima i plinovodima smanjuje povjerenje javnosti u sustav jer dovodi u pitanje naglašene sigurnosne aspekte cjevovoda.Različiti zaštitni mehanizmi postavljeni za kontrolu korozije u naftovodima i plinovodima usredotočeni su na svojstva čelika s niskom razinom ugljika, koji je glavni materijal koji se koristi u proizvodnji i izradi cijevi.Kao što je navedeno u radu, potrebno je ulagati u mehanizme otkrivanja i pregleda korozije u cijevima jer je to temelj prevencije i kontrole.Tehnologija je pružila neograničene mogućnosti za postizanje istih, ali postoji potreba za ulaganjem više u određivanje najboljih pristupa otkrivanja, sprječavanja i kontrole korozije, koji će poboljšati povezane rezultate.
Vrijeme objave: 3. lipnja 2019