Nadzor korozije v naftovodih in plinovodih
V različnih državah se uporabljajo različni viri energije, kot so goriva, zemeljski plin, fosili in nafte.Nafta in plin sta prevladujoča vira energije za proizvodnjo in vzdrževanje življenja v Združenih državah Amerike in po svetu.Tako kot pri vsakem drugem izdelku je tudi tukaj treba izboljšati učinkovito distribucijo nafte in plina od proizvodnih centrov do različnih uporabnikov prek posrednikov (če obstajajo).V tem primeru učinkovita distribucija tako nafte kot plina do uporabnikov zagotavlja njihovo varnost.Poleg tega zagotavlja, da so energetske tovarne varne, saj se morebitna uhajanja odkrijejo in preprečijo s takojšnjim učinkom.Posledično je onesnaževanje okolja čim manjše.Različni viri energije zahtevajo transport z enega območja na drugo, kar pomeni, da je treba med procesom upoštevati učinkovitost in učinkovitost.Na primer, surovo nafto je treba transportirati od proizvodnih območij ali vira do rafinerij nafte in od rafinerij do končnih uporabnikov.Zato je treba oblikovati ustrezen mehanizem transporta nafte in plina od proizvodnih centrov do rafinerij in od rafinerij do uporabnikov.Tehnologija naftovodov in plinovodov je glavni transportni medij, ki se uporablja pri pretoku nafte in plina v Združenih državah Amerike.Različni sektorji svetovnega gospodarstva so se razvili, zato energetski sektor ni izjemen.Tehnologija, ki se uporablja v tem sektorju, doživlja ogromno rast, ki se vrti okoli potrebe po izboljšanju varnosti in splošne učinkovitosti naftovodov in plinovodov.Zaradi tega razvoja je sistem postal najučinkovitejši pri transportu nafte in plina na različnih lokacijah.
Vrste naftovodov in plinovodov
Kot smo že omenili, so vrste naftovodov in plinovodov odvisne od območja transporta in snovi v tranzitu.Zbirne linije transportirajo izdelke na kratke razdalje.Večinoma se uporabljajo pri transportu surove nafte in zemeljskega plina od območij proizvodnje do rafinerij.Zbirne linije so razmeroma kratke, ker vključujejo transport nerafinirane nafte in zemeljskega plina iz proizvodnih centrov v rafinerije (Kennedy, 1993).Napajalni vodi so vključeni v transport nafte in plina iz rafinerij v skladišča ali povezujejo rafinirano nafto in plin z dolgimi cevovodi (Kennedy, 1993).Zato ti vodi pokrivajo relativno kratke razdalje v primerjavi s tistimi, ki distribuirajo nafto in zemeljski plin uporabnikom/trgu.Daljnovodi sodijo med najkompleksnejše sisteme cevovodov.Sestavljeni so iz mreže vodov, ki distribuirajo zemeljski plin in nafto prek meja.Daljnovodi so odgovorni za distribucijo nafte in plina do končnih uporabnikov, zato pokrivajo relativno velike razdalje.Predvsem vlada večinoma upravlja daljnovode, ker distribuirajo nafto in plin prek notranjih in zunanjih meja.Distribucijski plinovodi so, kot že ime pove, odgovorni za distribucijo nafte in plina uporabnikom.V večini primerov so ti plinovodi v lasti in upravljanju distribucijskih podjetij, ki prodajo nafto in plin na drobno končnim potrošnikom.Končni porabniki vključujejo podjetja, domove in industrije, ki so odvisne od oblik energije (Miesner & Leffler, 2006).Distribucijski cevovodi so najbolj zapleteni, ker se osredotočajo na storitve strankam na različnih geografskih lokacijah.
Uporaba in pomen naftovodov in plinovodov
Pomena plinovodov ni mogoče podcenjevati, če upoštevamo pomembno vlogo plina in nafte pri vodenju gospodarstva.Nafta in plin sta pomembna vira energije za industrijo, kar pomeni, da podpirata delovanje gospodarstva.Osnovna uporaba cevovodov se nanaša na distribucijo nafte in plina do končnih uporabnikov.Je najbolj priročen, učinkovit in varen način transporta velikih količin nafte in plina od proizvodnih centrov do rafinerij in končnih potrošnikov (Miesner & Leffler, 2006).Pomen cevovodov je dejavnik njegove uporabe pri distribuciji naftovodov in plinovodov.Za začetek so se naftovodi in plinovodi izkazali za varne metode transporta nafte in plina.Nahajajo se pod ulicami, čez stavbe in polja, vendar ne vplivajo na kakovost življenja prebivalcev.Poleg tega njihova široka pokritost pomaga razširiti dostop do energije za vse skupnosti, ne glede na njihovo lokacijo.Zato so pomembni pri pridobivanju energije, ki je pomemben vidik preživetja človeške rase.Brez energije bi države težko vzdrževale svoje državljane zaradi pomanjkanja osnovnih dobrin in storitev.Drugi pomen naftovodov in plinovodov je, da povečujejo popolno izrabo naravnih virov v državi.Cevovodi omogočajo transport surove nafte in zemeljskega plina od njihovih virov do rafinerij.Zato lahko država zaradi enostavnosti transporta izkoristi razpoložljivost zemeljskega plina in nafte tudi na podeželju.Dejavnosti raziskovanja nafte na podeželju bi bile nemogoče brez naftovodov.Iz tega sledi, da naftovodi vplivajo na proizvodnjo vseh naftnih derivatov iz surove nafte, pridobljene iz virov.Naftovodi in plinovodi so pomagali tudi državam, ki nimajo ustreznih virov nafte in plina.Nafto in plin je mogoče prenašati iz države v državo s pomočjo plinovodov.Zato lahko države brez naftnih vrtin ali rafinerij še vedno uporabljajo naftne derivate, nafto in plin kot primarni vir energije (Miesner & Leffler, 2006).Sestavljeni so iz kompleksnega omrežja distribucijskih vodov, ki pomagajo pri služenju skupnostim, ki nimajo ustreznih naravnih virov energije.Verjetno je naše vsakdanje življenje močno odvisno od obstoja cevovodne tehnologije.Razpoložljivost bencina čez cesto, plina za kuhanje, reaktivnega goriva in industrijskih motorjev je rezultat naložb v tehnologijo cevovodov.Široka mreža cevovodov v ZDA in drugih državah kaže na njihov pomen pri podpiranju življenja in gospodarskih dejavnosti.Nafta in plin sta, kot sta omenila Miesner in Leffler (2006), najpomembnejša elementa industrijske produktivnosti držav, kar pomeni, da gre za novo obliko konkurenčnega reda.Podjetja z ustreznim dostopom do oblik energije bodo verjetno bolj konkurenčna, kar še dodatno upravičuje obstoj in pomen plinovodnega omrežja.Pomen naftovodov in plinovodov krepijo tudi pomanjkljivosti in neučinkovitosti drugih oblik transporta nafte in zemeljskega plina.Zaradi s tem povezanih stroškov je na primer neizvedljivo prevažati velike količine nafte in plina s tovornjaki in železnico.Poleg tega cevovodi ne škodijo drugim oblikam infrastrukture, kot so ceste, kar pomeni, da so stroškovno učinkovite in neodvisne oblike transporta.
Materiali, ki se uporabljajo v naftovodih in plinovodih
Cevovode lahko obravnavamo kot del našega življenja, saj so pod našimi zgradbami in ulicami.Zato je varnost cevovodov najpomembnejša pri njihovem načrtovanju in projektiranju.Jeklo je glavni material, ki se uporablja pri gradnji naftovodov in plinovodov.Glavni razlog za uporabo jekla so njegove lastnosti žilavosti, duktilnosti in varivosti (Kiefner & Trench, 2001).Žilavost pomaga pri upiranju razpokam, ki bi povzročile puščanje.Zato jeklo pomaga cevovodom vzdržati pritisk obremenitve, toploto in spreminjajoče se vremenske razmere, saj je odporno na razpoke.Nerjaveče jeklo pa ni učinkovit material pri izdelavi cevovodov, čeprav je glede na zgoraj navedene lastnosti najučinkovitejši.Nizkoogljično jeklo je po Kiefner & Trench (2001) stroškovno učinkovita oblika jekla, ki ima lastnosti trdnosti in duktilnosti, potrebne za cevovode.Druge kovine, kot je železo, niso tako močne in lahko povzročijo razpoke in zlome.Zato je nizkoogljično jeklo najučinkovitejši material za uporabo pri gradnji cevovodov, saj preprečuje zlome, ki lahko vodijo do razlitja nafte in plina.Drugi razlog za uporabo jekla pri gradnji cevovodov je njihova sposobnost, da prenesejo spreminjajoče se temperature skozi čas.Jeklo se s časom ne spreminja, kar pomeni, da je najučinkovitejše za uporabo pri gradnji materialov, ki so izpostavljeni različnim vremenskim razmeram.Natezna trdnost nizkoogljičnega jekla skozi čas ostaja konstantna, kar pomeni, da je najboljše za uporabo pri dolgoročnem razvoju infrastrukture (Kiefner & Trench, 2001).Gradnja cevovodov je draga naložba, kar pomeni, da je treba k njej pristopiti dolgoročno.Nizkoogljično jeklo je zato najboljše za uporabo pri gradnji cevovodov, saj pomaga zmanjšati potrebo po stalnih popravilih.Nizkoogljično jeklo, ki se uporablja pri gradnji naftovodov in plinovodov, ima svoje slabosti.Podpira oksidacijo v prisotnosti zraka, zemlje in vode (Kiefner & Trench, 2001).Oksidacija vodi do korozije, ki lahko ogrozi kakovost nafte in plina med transportom.Zato je treba nizkoogljično jeklo prekriti s premazi, ki preprečujejo oksidacijo, saj so cevovodi v večini primerov zakopani pod zemljo, ki prav tako podpira oksidacijo.Zato morajo materiali, uporabljeni pri gradnji naftovodov in plinovodov, izpolnjevati zahteve glede trdnosti (sposobnost vzdržati pritisk pri nalaganju in razkladanju), duktilnosti (sposobnost vzdržati obremenitev skozi čas ali natezno trdnost) in sposobnost odpornosti na spremembe , razpoke in zlomi.
Načini za preprečevanje korozije
Korozija je bila opredeljena kot glavni izziv, ki vpliva na učinkovitost naftovodov in plinovodov.Slabosti korozije kažejo na potrebo po oblikovanju načinov za premagovanje grožnje, zlasti pri preprečevanju pojava nesreč, ki so posledica puščanja in zlomov.Jeklo z nizko vsebnostjo ogljika je bilo povezano z dovzetnostjo za oksidacijo v prisotnosti elektrolitov, vode in ogljikovega dioksida.Zunanja korozija je tudi dejavnik stika z zemljo, ki prav tako podpira oksidacijo.Zato je eden od osnovnih načinov nadzora zunanje korozije nanos in katodna zaščita (Baker, 2008).Katodna zaščita je uporaba toka v cevovodu, da se prekine gibanje elektronov od anode do katode.Ustvari katodno polje nad cevovodom, kar pomeni, da so anode na izpostavljeni površini nereaktivne.Cev deluje kot katoda, kar pomeni pomanjkanje gibanja elektronov.Poleg tega katodna zaščita povzroči nastanek usedlin, ki ščitijo jeklo, saj so alkalne narave.Baker (2008) predlaga dve glavni metodi katodne zaščite.Metoda zaščite žrtvene anode vključuje povezavo cevi z zunanjo kovino, ki ima relativno večjo aktivnost kot jeklo.Kovina se nato odloži stran od cevovoda, vendar znotraj elektrolita (zemlja).Posledica tega je, da bo tok stekel do kovine, ker reagira bolj kot jeklo.Zato je žrtvovana kovina podvržena koroziji in s tem zaščiti naftovod in plinovod pred korozijo.Metoda anode z vtisnjenim tokom vključuje uvedbo enosmernega toka med cevovodom in anodo.Namen je pritegniti tok stran od cevovoda, kar preprečuje korozijo.Zato katodna zaščita vključuje motnje gibanja toka od anode do cevovodov skozi elektrolit.Njegova uporaba in uporaba sta odvisni od narave cevovodnega sistema in geoloških značilnosti obravnavanega območja (Baker, 2008).Vendar metoda sama po sebi ne more biti učinkovita, ker bi bilo drago prilagoditi zahtevani tok celotnemu odseku cevovoda.
Najboljši način za pregled korozije
Korozija je bila opredeljena kot glavni izziv, ki vpliva na varnostna vprašanja tehnologije cevovodov v Združenih državah.Zato bi moralo biti obvladovanje korozije največja prednostna naloga zainteresiranih strani v naftni in plinski industriji.Osredotočenost ali cilj zainteresiranih strani se vrti okoli razvoja cevovodov brez nesreč, kar je zlasti mogoče z obvladovanjem korozije.Zato morajo zainteresirane strani vlagati v stalno spremljanje cevovodnega sistema, da prepoznajo področja, ki jih je prizadela korozija, in tista, ki potrebujejo zaščitne ukrepe.Inšpekcija je najbolj razširjena metoda spremljanja, saj pomaga pri prepoznavanju napak v sistemu.Pri pregledu naftovodov in plinovodov se uporabljajo različne metode, njihova izbira pa je odvisna od narave in lokacije plinovoda ter motivov presoje.Pri pregledu se lahko uporabi tudi metoda katodne zaščite za preprečevanje korozije.Strokovnjakom pomaga pri zbiranju podatkov, potrebnih za oceno obsega korozije na cevi, kar pomeni, da je metoda uporabna predvsem pri pregledu zunanjega nadzora.Dolgotrajno zbrani podatki pomagajo pri ugotavljanju obsega poškodovanosti cevi, kar vpliva na razvoj korektivnih ukrepov.Verjetno je zunanji pregled korozije razmeroma enostaven, saj je odvisen od opazovanja zunanje površine in zbiranja podatkov s katodno zaščito.Merilniki za pregledovanje cevovodov (tukaj PIGS) so naprave, ki se vnesejo v naftovode in plinovode s pomočjo tekoče tekočine.Tehnologija PIGs je od takrat revolucionirala in vključuje vidike inteligence, ki pomagajo pri enostavnem odkrivanju območij z napako v ceveh.Inteligenca se nanaša na sposobnost naprav, da beležijo podatke o naravi cevi, kot tudi beležijo podatke za poznejšo analizo (Pistoia, 2009).Tehnologija sprejema različne oblike in je bila hvaljena zaradi svoje nedestruktivne narave.Elektromagnetna oblika PIG je ena izmed priljubljenih oblik ocenjevanja.Pomaga pri prepoznavanju napak v ceveh in naravi resnosti teh napak.Metoda ocenjevanja PIGs je zelo kompleksna in je utelešenje povečanih tehnoloških aplikacij, zlasti v mehanizmih občutljivosti na napake v ceveh.Metoda je še posebej uporabna za oceno plinovodov, saj naprave ne posegajo v sestavo in lastnosti plina.PIG med drugimi napakami pomagajo pri odkrivanju običajnih napak cevi, kot so korozijska utrujenost in udrtine.Korozijska utrujenost se nanaša na povečano poslabšanje mehanskih sposobnosti jekla po koroziji.Pravzaprav nekatere zainteresirane strani uporabljajo korozijsko utrujenost za preverjanje obsega korozije.Utemeljitev je, da je korozija oblika mehanskega napada, ki je možen v prisotnosti katalizatorjev, kot je vodikov sulfid.Zato je določanje obsega mehanskega vpliva na jeklo, ki predstavlja korozijsko utrujenost, učinkovit način za pregled korozije.Pravzaprav so razvijalci iznašli naprave, ki pomagajo kvantificirati obseg korozijske utrujenosti.Zato je merjenje korozijske utrujenosti učinkovit način za preverjanje obsega korozije v naftovodih in plinovodih.Ta metoda se zaradi svoje kompleksne elektronske in strukturne sestave uporablja tako za zunanji kot notranji pregled korozije.Metoda zazna napake znotraj in zunaj cevovoda z uporabo debeline preostale stene, ki je posledica korozije.Prednost te metode je, da omogoča pregled korozije na zunanjih in notranjih površinah naftovodov in plinovodov.Ta način pregleda je v zadnjem času postal priljubljen zaradi svoje stroškovne učinkovitosti, zanesljivosti in hitrosti.Vendar pa je povezan z omejitvijo nezanesljivosti, če je izpostavljen hrupu.Poleg tega po mnenju Dai et al.(2007) na metodo vpliva tekstura cevi, predvsem hrapavost stene.
ZAKLJUČEK
Skratka, korozija je nastajajoče vprašanje, ki zahteva nujno pozornost z razvojem novih modelov in mehanizmov za preprečevanje in nadzor.Izkazalo se je, da učinki korozije ogrožajo trajnost in učinkovitost cevovodov pri distribuciji nafte in plina od proizvodnih centrov do uporabnikov.Nafta in plin sta pomembnavirov energije v ZDA in svetu, kar upravičuje potrebo po naložbah v učinkovite strategije in metode distribucije.Pomanjkanje učinkovitih sredstev za distribucijo nafte in plina ne bi samo ogrožalo udejstvovanja v proizvodnih dejavnostih, temveč bi ogrozilo tudi preživetje zaradi povečane verjetnosti nesreč.Korozija povzroči mehansko zmanjšanje trdnosti cevi za nafto in plin, kar povzroči puščanje in druge težave.Puščanja so nevarna, ker izpostavljajo prebivalstvo nevarnosti eksplozij in požarov ter škodujejo okoliškemu okolju.Poleg tega pogostnost nesreč, povezanih s korozijo v naftovodih in plinovodih, zmanjšuje zaupanje javnosti v sistem, ker izpodbija razglašene varnostne vidike cevovodov.Različni zaščitni mehanizmi, uvedeni za nadzor korozije v naftovodih in plinovodih, se osredotočajo na lastnosti nizkoogljičnega jekla, ki je glavni material, ki se uporablja pri izdelavi in konstrukciji cevi.Kot je bilo razloženo v prispevku, je treba vlagati v mehanizme odkrivanja in pregledovanja korozije v ceveh, saj je to temelj preprečevanja in nadzora.Tehnologija je zagotovila neomejene možnosti za doseganje istega, vendar je treba več vlagati v določanje najboljših pristopov odkrivanja, preprečevanja in nadzora korozije, ki bodo izboljšali s tem povezane rezultate.
Čas objave: jun-03-2019