4 respostas sobre a seleção de materiais para campos de petróleo e gás ácido

Quatro respostas sobre a seleção de materiais para campos de petróleo e gás ácido

Natalie Hagan, Gerente de Produtos de Conexões

À medida que os produtores de petróleo e gás procuram atender às necessidades mundiais de energia e expandir seus fluxos de receita, tem havido um movimento coletivo para explorar reservas de recursos não convencionais em maiores profundidades e distâncias mais distantes da costa. Aqui, vazamentos devido a gás ácido ou outras falhas graves do sistema podem ter consequências caras. Os fluidos de processo em serviço ácido contêm sulfeto de hidrogênio (H₂ S) que é conhecido por ser corrosivo, inflamável e tóxico. Essa corrosividade pode levar as ligas ao seu limite e contribuir para o craqueamento por tensão de sulfeto (SSC) em aço carbono de alta resistência e aço de baixa liga. O SSC pode levar à fragilização do material e à falha repentina de ligas metálicas normalmente dúcteis.

À medida que a indústria de petróleo e gás explora mais reservatórios contendo H₂ S, é fundamental entender os padrões NACE para garantir que os materiais possam suportar condições tão extremas. Um padrão que orienta a seleção de ligas em aplicações de gás ácido é intitulado MR0175/ISO 15156. Este padrão contém tabelas que descrevem os requisitos de material e limites ambientais para materiais usados ​​em aplicações de gás ácido a montante.

Compreender esses requisitos e conhecer suas opções de material pode ajudar a controlar muitos tipos de corrosão, incluindo aqueles mais prevalentes em campos petrolíferos ácidos. Respondemos a quatro perguntas comuns sobre a seleção de materiais para aplicações de gás ácido para que você possa escolher componentes do sistema de fluidos que tenham maior probabilidade de funcionar com segurança e eficácia.

Pergunta nº 1: Quais materiais são compatíveis para uso em aplicações de gás ácido?

A norma NACE MR0175/ISO 15156 descreve materiais adequados para ambientes ácidos na produção de petróleo e gás, incluindo aço inoxidável 316, 6 ligas de Moly, 2507, 825, 625, C-276 e Alloy 400. Esses materiais têm aplicações específicas e limitações ambientais que estão listados nesta norma.

Nenhum aço inoxidável é completamente imune à corrosão sob tensão induzida por íons cloreto (SCC). Ao selecionar conexões para tubos de aço inoxidável 316, é importante especificar um teor de níquel e cromo mais alto do que o requisito mínimo ASTM de 10% de níquel e 16% de cromo. Conexões de tubos produzidas a partir de aço inoxidável 316/316L com teor mínimo de níquel e cromo foram consideradas mais suscetíveis a rachaduras por estresse induzidas por cloreto. O teor mais alto de níquel fornece melhor resistência geral à corrosão, melhor estabilidade da austenita à formação de martensita e maior resistência à fragilização por hidrogênio. Quando o material contém grandes quantidades de martensita, a fragilização por hidrogênio faz com que o material se torne quebradiço e suscetível a rachaduras. Maior teor de cromo fornece maior resistência à corrosão por pite.

Pergunta nº 2: Quais riscos ou danos potenciais podem mitigar a seleção adequada de materiais?

Usar o material correto em uma aplicação de gás ácido pode reduzir o risco de SSC e SCC. Uma vez que um material é corroído, a degradação do material pode levar a falhas potencialmente catastróficas que afetam o meio ambiente, o pessoal e a segurança, e podem causar custos de produção imprevistos. Esse risco exige a compreensão dos requisitos dos padrões e especificações de conformidade da NACE que são baseados nas condições ambientais nas quais o produto será usado.

Pergunta nº 3: Quais são os principais fatores a serem considerados ao escolher o material resistente à corrosão ideal?

É importante considerar as ameaças corrosivas representadas pelas condições de operação (incluindo inicialização e desligamento), a resistência dos materiais candidatos a essas ameaças e o acesso para manutenção e reparo. Além disso, conhecer a pressão de aplicação, temperatura, concentração de cloreto, pH e H₂ A pressão parcial S pode ajudar na seleção do material. Com o treinamento adequado em ciência de materiais, você pode aprender a selecionar materiais ideais com base nas classificações de pressão e temperatura, ameaças corrosivas e conformidade.

Pergunta nº 4: Como os materiais compatíveis com NACE podem melhorar a segurança e o desempenho operacional?

A degradação do material pode levar à falha prematura de componentes que cria riscos para pessoal e propriedade e pode causar contaminação do produto, resultando em perda de produção e altos custos de manutenção. A seleção do material correto com base nas condições ambientais e de processo da aplicação pode ajudar a melhorar a longevidade dos ativos, aumentar a segurança do desempenho e prolongar a integridade do sistema. Além disso, os materiais compatíveis também reduzem a necessidade futura de retrabalhar um ativo que pode ter sido construído com materiais não compatíveis.

A confiabilidade do material é fundamental, pois a indústria de petróleo e gás continua a explorar depósitos de gás ácido. Atenção especial é necessária para equipamentos sensíveis à corrosão, como válvulas, conexões e instrumentação. Aderir às recomendações da NACE MR0175/ISO 15156 e ter uma compreensão clara das limitações da liga é crucial para equipamentos seguros e duradouros em ambientes exigentes de gases ácidos.

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