Ингибиторы, как средство защиты оборудования и трубопроводов от коррозии в нефтегазовой промышленности

Борьба с коррозией в нефтедобывающей отрасли относится к числу важнейших задач, целью которой является не только обеспечение сохранности и долговечности металлических конструкций, но и предупреждение возможных негативных влияний на окружающую среду.

Сероводород, углекислота, кислород, вода – все это предопределяет агрессивную среду в процессе добычи и транспортировки углеводородов. Результатом негативного воздействия этих сред может стать частичное или полное повреждение коррозией оборудования и трубопроводов. К числу наиболее практичных и экономически выгодных способов защиты от коррозии относится применение ингибиторов.

Процесс добычи и транспортировки нефти и газа связан с перепадами температуры, при понижении которой происходит образование конденсата, состоящего из двух фаз. В плане коррозионной агрессивности водная фаза представляет собой особую опасность для оборудования и трубопроводов. При этом площадь соприкосновения с паровой фазой значительно больше.

Основными требованиями, предъявляемыми к ингибиторам, являются высокие защитные свойства и отсутствие негативного воздействия на технологические процессы.

Эксперименты показали, что в двухфазной среде «углеводород – электролит», содержащей менее 400 мг/л сероводорода, скорость протекания коррозии в паровой фазе равна или же больше, чем в водяной. Большую активность можно было наблюдать при кратковременном смачивании поверхности образца. Это объясняется образованием покрытия из коррозийных элементов, которые обладают слабой адгезией. Такой эффект можно наблюдать при транспортировке неосушенного газа, что определяет высокую степень угрозы для сохранности газопроводов. Еще один момент связан с ростом коррозионной агрессивности при увеличении степени кислотности среды. В таких средах присутствие сероводорода определяет усиление коррозионного воздействия. Кроме этого, проникающий в сталь водород имеет свойство снижать пластичность и разрушать металл. Именно поэтому немаловажное значение приобретает не только анализ коррозионной агрессивности, но и отслеживание присутствия водорода в металлических элементах.

Сегодня все чаще можно наблюдать значительные осложнения, с которыми сталкиваются при разработке новых месторождений: повышенные температуры, высокая концентрация сероводорода и другое.

Иногда нефтяные флюиды отличаются незначительным содержанием сероводорода или же полным его отсутствием. В этом случае целесообразность применения традиционных ингибиторов, которые применяются для сероводородных сред, снижается. В частности, это касается таких веществ, как Sepacorr-3375 и Катамин АБ. Последний чаще всего служит основой для производства ингибирующих составов.

Исследования двух десятков ингибиторов от различных производителей также подтверждают тот факт, что универсального средства, обладающего положительным воздействием вне зависимости от конкретных условий, не существует. Например, тот же Sepacorr-3375, несмотря на общую эффективность своего применения, не имеет высокой степени подавления коррозионного влияния при высокой минерализации.

Если продолжать вопрос минерализации флюида, то при значении этого показателя в 66 г/л, не нашлось ингибитора, способного оказать должный эффект. Результаты исследований говорят о том, что наибольшей эффективности в этом случае можно достичь с помощью смеси фосфононовой кислоты и растительного реагента. Ингибиторы с содержанием азота также приобрели определенную популярность за счет своей эффективности. Несмотря на то, что имеется определенный перечень ингибирующих средств, вопрос создания эффективного, качественного и недорого средства остается открытым.

В настоящее время все больший интерес в области применения ингибиторов вызывают так называемые летучие ингибиторы коррозии. Такое внимание вызвано тем, что эти вещества способны самостоятельно достигать требующих защиты металлических поверхностей. Обычные же ингибиторы требуют своевременного нанесения их на защищаемую поверхность.

Основная сложность связана с производством такого вещества, которое одинаково успешно справлялось бы с поставленной задачей, как в водной, так и в паровой фазах.

Следует отметить, что ингибирующие составы аминного типа имеют способность негативно влиять на технологию при подготовке и переработке углеводородов. Поэтому их применение частично ограниченно. В этом плане большей универсальностью обладают вещества на основе азота, которые синтезируются по реакции Шиффа. Их отличительными способностями являются хорошая адсорбция и эффективность при высокой минерализации. Ярким примером такого вещества является ИФХАН-62, который помимо хорошей адсорбционной способности обладает также и неплохой летучестью. Кроме того, этот ингибитор обладает способностью снижать содержание водорода в стали, поддерживая ее крепость и пластичность. Подобными характеристиками обладают также ИФХАН-63 и ИФХАН-64.

ИФХАН-62 к тому же отличается сохранением положительного действия после прекращения его ввода.

Еще одной сферой применения летучих ингибиторов коррозии является защита порожних участков трубопроводов и резервуаров. Такая необходимость возникает, например, в период их строительства. Главным источником опасности в таких конструкциях является конденсат воздушной массы, который имеет способность оседать на внутренних поверхностях во время перепадов температур. Хорошие способности при защите металлических сооружений в таких условиях показал летучий ингибитор коррозии ИФХАН-8. В лабораторных условиях при определенной концентрации этого ингибитора коррозия на испытуемом образце отсутствовала полностью. Эффективность этого средства доказана также в условиях раздельного введения ингибитора и растворителя – воды.

Обобщая вышесказанное, можно сделать следующие заключения:

• Скорость коррозионного разрушения в двухфазной системе, несущей в себе сероводород отличается более высокими темпами в паровой фазе. А вот насыщение стали водородом происходит одинаково, как в той, так и другой фазах.
• При высокой степени минерализации пластовых вод наибольшей эффективностью отличаются смеси ингибирующих составов, а не отдельные их компоненты.
• Азометины, которые синтезированы по реакции Шиффа, способны не только снижать скорость коррозии в паровой фазе и наводороживание стали, но и сохранять свое действие после прекращения ввода ингибитора.