4 réponses sur la sélection des matériaux pour les champs de pétrole et de gaz acides

Quatre réponses sur la sélection des matériaux pour les champs de pétrole et de gaz acides

Natalie Hagan, chef de produit Raccords

Alors que les producteurs de pétrole et de gaz cherchent à répondre aux besoins énergétiques mondiaux et à élargir leurs sources de revenus, il y a eu un mouvement collectif vers l'exploitation des réserves de ressources non conventionnelles à de plus grandes profondeurs et à de plus grandes distances au large des côtes. Ici, les fuites dues au gaz corrosif ou à d'autres défaillances graves du système peuvent avoir des conséquences coûteuses. Les fluides de procédé en service acide contiennent du sulfure d'hydrogène (H₂ S) qui est connu pour être corrosif, inflammable et toxique. Cette corrosivité peut pousser les alliages à leurs limites et contribuer à la fissuration sous contrainte de sulfure (SSC) dans l'acier au carbone à plus haute résistance et l'acier faiblement allié. Le SSC peut entraîner une fragilisation du matériau et une défaillance soudaine d'alliages métalliques normalement ductiles.

Alors que l'industrie pétrolière et gazière exploite davantage de réservoirs contenant du H₂ S, il est essentiel de comprendre les normes NACE pour garantir que les matériaux peuvent résister à des conditions aussi extrêmes. Une norme qui guide la sélection des alliages dans les applications de gaz acides est intitulée MR0175/ISO 15156. Cette norme contient des tableaux qui décrivent les exigences matérielles et les limites environnementales pour les matériaux utilisés dans les applications de gaz acides en amont.

Comprendre ces exigences et connaître vos options de matériaux peut aider à contrôler de nombreux types de corrosion, y compris les plus répandus dans les champs pétrolifères acides. Nous répondons à quatre questions courantes concernant la sélection des matériaux pour les applications de gaz acides afin que vous puissiez choisir les composants du système de fluide qui ont une plus grande probabilité de fonctionner de manière sûre et efficace.

Question 1 : Quels matériaux sont conformes pour une utilisation dans les applications de gaz acides ?

La norme NACE MR0175/ISO 15156 décrit les matériaux adaptés aux environnements acides dans la production de pétrole et de gaz, y compris l'acier inoxydable 316, les alliages 6 Moly, 2507, 825, 625, C-276 et l'alliage 400. Ces matériaux ont des applications spécifiques et des limites environnementales qui sont répertoriés dans cette norme.

Aucun acier inoxydable n'est complètement à l'abri de la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les ions chlorure (SCC). Lors de la sélection de raccords pour tubes en acier inoxydable 316, il est important de spécifier une teneur en nickel et en chrome supérieure à l'exigence minimale ASTM de 10 % de nickel et 16 % de chrome. Les raccords pour tubes fabriqués à partir d'acier inoxydable 316/316L standard avec une teneur minimale en nickel et en chrome se sont avérés plus sensibles à la fissuration sous contrainte induite par le chlorure. Une teneur en nickel plus élevée offre une meilleure résistance globale à la corrosion, une meilleure stabilité de l'austénite à la formation de martensite et une plus grande résistance à la fragilisation par l'hydrogène. Lorsque le matériau contient de grandes quantités de martensite, la fragilisation par l'hydrogène rend le matériau cassant et susceptible de se fissurer. Une teneur en chrome plus élevée offre une plus grande résistance à la corrosion par piqûres.

Question 2 : Quels risques ou dommages potentiels une sélection appropriée de matériaux peut-elle atténuer ?

L'utilisation du matériau approprié dans une application de gaz corrosif peut réduire le risque de SSC et de SCC. Une fois qu'un matériau se corrode, la dégradation du matériau peut entraîner des défaillances potentiellement catastrophiques qui ont un impact sur l'environnement, le personnel et la sécurité, et peuvent entraîner des coûts de production imprévus. Ce risque nécessite de comprendre les exigences des normes et spécifications de conformité NACE qui sont basées sur les conditions environnementales dans lesquelles le produit sera utilisé.

Question 3 : Quels sont les facteurs clés à prendre en compte lors du choix du matériau optimal résistant à la corrosion ?

Il est important de prendre en compte les menaces corrosives posées par les conditions de fonctionnement (y compris le démarrage et l'arrêt), la résistance des matériaux candidats à ces menaces et l'accès pour la maintenance et la réparation. De plus, connaître la pression d'application, la température, la concentration de chlorure, le pH et le H₂ La pression partielle S peut aider à la sélection des matériaux. Avec une formation appropriée en science des matériaux, vous pouvez apprendre à sélectionner les matériaux optimaux en fonction des cotes de pression et de température, des menaces corrosives et de la conformité.

Question n° 4 : Comment les matériaux conformes à la NACE peuvent-ils améliorer la sécurité et les performances opérationnelles ?

La dégradation des matériaux peut entraîner une défaillance prématurée des composants qui crée un risque pour le personnel et les biens et peut entraîner une contamination du produit, entraînant une perte de production et des coûts de maintenance élevés. La sélection du bon matériau en fonction des conditions environnementales et de processus de l'application peut contribuer à améliorer la longévité des actifs, à améliorer la sécurité des performances et à prolonger l'intégrité du système. De plus, les matériaux conformes réduisent également le besoin futur de retravailler un actif qui peut avoir été construit avec des matériaux non conformes.

La fiabilité des matériaux est essentielle alors que l'industrie pétrolière et gazière continue d'exploiter les gisements de gaz sulfureux. Une attention particulière est requise pour les équipements sensibles à la corrosion tels que les vannes, les raccords et les instruments. Adhérer aux recommandations de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et avoir une compréhension claire des limites des alliages est crucial pour un équipement sûr et durable dans des environnements de gaz acides exigeants.

Vous souhaitez en savoir plus sur la manière de choisir les bons matériaux résistants à la corrosion pour assurer l'étanchéité et le bon fonctionnement de vos systèmes de fluides ? Inscrivez-vous à l'une de nos prochaines formations.