Savas gázok által okozott korrózió biztonsági problémái

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Savas gázok által okozott korrózió biztonsági problémái"

Etelka Balla
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 MUNKABIZTONSÁG 2.5 Savas gázok által okozott korrózió biztonsági problémái Tárgyszavak: munkabiztonság; korrózió; csővezeték; vegyi anyag; kémhatás; megelőzés. Savas kémhatású komponensek a földgázban A földgázban gyakran jelentős mennyiségben előfordul CO 2 és/vagy H 2 S, amelyek vízben oldódva savas kémhatást okoznak. A savas gázkomponensek (akár egyedül, akár együtt) víz jelenlétében jelentős korróziót idézhetnek elő a szállító csőrendszerben, a tárolóedényekben és a feldolgozóberendezésekben. Az okozott korrózió rendszerint helyi (pörsenés, lepattogzás) vagy eróziós jellegű. Ha H 2 S (kén-hidrogén) van jelen, különféle hidrogénfejlődéssel kapcsolatos meghibásodások lépnek fel, pl. hidrogén okozta hólyagosodás és ridegedés, szulfidionok által okozott feszültségkorróziós repedés (stress corrosion cracking = SCC) vagy hidrogén által kiváltott korróziós fáradás. Főbb korróziós mechanizmusok Ha a szén-dioxid és a kén-hidrogén feloldódnak a vízben, alacsony ph-jú, erősen korrozív közeget eredményeznek. A kondenzálódó és lecsepegő víz tartalmazza ezeket a gázokat, ami lokalizált korróziót eredményez. A viszonyokat az 1. ábra mutatja sematikusan. Látható, hogy a csővezeték teteje van elsősorban kitéve a korrózió veszélyének. Nagy sebességű gázáramlás esetén, ha CO 2 van jelen, már a víz nyomai is erős korróziót eredményeznek. A fémveszteség arányos a korrozív gázok parciális nyomásával. Amint azt a 2. ábra mutatja akár alacsony, akár magas hőmérséklet mellett nagy nyomás esetén a korrózió sokkal gyorsabb, mint kis nyomás esetén. Ha kén-hidrogén is jelen van, a lokális katódokon víznyomok jelenlétében is hidrogén fejlődik. Ha vas-szulfid (FeS) alakul ki, a keletkező

2 hidrogénatomok egy jó része nem rekombinálódik gázzá, hanem bediffundál az acélba. Az acélba bejutó hidrogén vagy károkozás nélkül távozik a fémből, vagy a meglevő feszültségkoncentrációk környékén összegyűlik, és ekkor komoly további károkat tud okozni. kondenzáló víz inhibitor nélkül a korrózió lehetséges csőfal gázzal és széndioxiddal telített víz rétegelt folyadék + korróziós inhibitor gátolt korrózió 1. ábra A korróziós viszonyok vázlatos bemutatása a csővezetékben 14 korróziós sebesség, mm/év bar 3 bar 0,3 bar 0,1 bar CO hőmérséklet, C 2. ábra A hőmérséklet és a nyomás hatása a szén-dioxidos korrózió sebességére

3 Ennek mechanizmusa még nem minden részletében tisztázott. Anynyit azonban már az eddigi kutatások alapján is tudni lehet, hogy ha sikerül megállítani a felületi korróziót és megszűnik a naszcens (atomos állapotú) hidrogén utánpótlása, csökken vagy megszűnik a hidrogén által kiváltott korróziós mechanizmusok hatása is. A naszcens hidrogén adszorpciójának erőssége és sebessége a fémen kevéssé függ a csővezetékben fennálló nyomástól. Az összes korróziós mechanizmus meglétének egyik feltétele, hogy a víz legalább nyomokban jelen legyen bár névleg száraz gázt továbbító csővezetékekben is mutattak már ki belső korróziót. A korrózió megelőzésnek számos módja van, pl. epoxigyanta bevonat alkalmazása, katódos korrózióvédelem (pl. olyan csapdákban vagy tartályokban, ahol a víz kicsapódhat a gázáramból). Galvanikus és külső feszültséget alkalmazó módszereket is alkalmaznak. További lehetőség a már említett korróziós inhibitorok alkalmazása, amelyek megváltoztatják a korrózió feltételeit. Az inhibitor ilyenkor adszorbeált védőréteget képez a fém felszínén. A korai felismerés jelentősége Egy Nigériában végzett felmérés szerint a kőolaj- és földgázkitermelés során a leggyakrabban fellépő problémák a belső és külső korrózió, valamint a feszültségkorróziós repedés (SCC). A földgáz kitermelése, továbbítása, feldolgozása többnyire nagy nyomáson történik, ezért a csővezeték bármilyen meghibásodása komoly robbanásokat és tüzeket okozhat, ami személyzet és a környező lakosság életét veszélyezteti. Ha kén-hidrogén is jelen van, a veszély még nagyobb a hidrogén által okozott számos károsító mechanizmus miatt. Ilyenkor az esetlegesen kiszabaduló kén-hidrogén erősen mérgező jellege további veszélyt jelent. Mivel sajnos nem minden gázvezetéket lehet in-line (beépített) felügyeleti rendszerrel ellátni, a belső korrózió helyének és idejének pontos előrejelzése nagy problémát jelent. A legtöbb csővezetéket nem úgy tervezték, hogy legyen benne hely a monitorozó berendezések számára és legtöbbjüket nem is lehet kivonni a forgalomból, hogy biztonsági nyomásvizsgálatnak vessék alá. A fejlődő országok problémái A veszélyes termékek biztonságos és ugyanakkor gazdaságos kezeléséhez az összes rendelkezésre álló eszköz intelligens használata

4 szükséges. A fejlett gazdaságokban nagy lépéseket tettek már a belső korrózió kordában tartására, de a fejlődő országokban nagy a lemaradás ezen a téren, különösen a trópusokon. A Szaharától délre fekvő országokban (pl. Nigériában) az ipar nem tud igazán jó korrózióálló ötvözeteket előállítani, viszont több közülük jelentős szénhidrogénkinccsel rendelkezik. A korróziómegelőző rendszerek széles körű bevezetésének több akadálya is van: nincs elég (a trópusokra vonatkozó) empirikus adat a korrozív gázok és a korrózió mértéke közötti korrelációra; nincsenek elég jól definiált korróziós paraméterek, amelyek segítségével a tervező mérnökök megfelelő anyagokat fejleszthetnének/választhatnának, amelyek a trópusokon is biztonsággal működnek; nincsenek olyan kidolgozott módszerek, amelyekkel a trópusokon is kordában lehetne tartani a korróziót (inhibícióval vagy más módszerekkel). A trópusokon tehát további kutatómunkát kell végezni annak érdekében, hogy megérthessük a feldolgozási és egyéb változók hatását a korrózióra annak érdekében, hogy javítani lehessen a termelékenységet és csökkenteni a költségeket. A fejlett országokban folyó kutatás vagy nem hasznosítható közvetlenül a trópusokon, vagy túl későn kerül nyilvánosságra, vagy a belőle levonható következtetéseket már szabadalom védi. A korrózió kimutatásának lehetőségei Természetesen a fejlődő országokban is a lehetőségek figyelembevételével számos módszert alkalmaztak és alkalmaznak a korrózió kimutatására, többek között: a csővezetékek és tartályok falának ellenőrzése; roncsolásmentes falvastagság-ellenőrzés (röntgen vagy ultrahang), amelyhez nem szükséges a rendszer leállítása; a továbbított gázáram korrozivitásának ellenőrzése a gázáramba benyúló érzékelők (pl. polarizációs eszközök, hidrogéndetektorok) segítségével; a gázáram korrozivitásának ellenőrzése a gázból vett minták segítségével (oxigén-, víz-, baktériumtartalom, ph, szilárd anyag tartalom stb.);

5 a korróziós termékek kimutatása a gázáramban (pl. vas- és mangántartalmú vegyületek kimutatása) A módszerek különböző kidolgozottsági szinten vannak, és bár mindnek megvannak a maga korlátjai, minél többet végeznek el belőlük, annál megbízhatóbb következtetéseket lehet levonni belőlük. Összeállította: Bánhegyiné Dr. Tóth Ágnes Olorunniwo, O. E.; Imasogie, B. I.: Internal corrison monitoring and control in sour gas systems. = Materials Performance, 44. k. 8. sz p Performance is the Standard for Corrosion Protection. = Foundry Management & Technology, 133. k. 11. sz p mgksz@info.omikk.bme.hu 061/

Hasonló dokumentumok

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás, Elhasználódási és korróziós folyamatok Bagi István BME MTAT Biofunkcionalitás Az élő emberi szervezettel való kölcsönhatás biokompatibilitás (gyulladás, csontfelszívódás, metallózis) aktív biológiai környezet