4 respuestas sobre la selección de materiales para yacimientos de petróleo y gas amargo

Cuatro respuestas sobre la selección de materiales para yacimientos de petróleo y gas agrio

Natalie Hagan, directora de productos de accesorios

A medida que los productores de petróleo y gas buscan satisfacer las necesidades energéticas del mundo y expandir sus flujos de ingresos, ha habido un movimiento colectivo hacia el aprovechamiento de las reservas de recursos no convencionales a mayores profundidades y distancias en alta mar. Aquí, las fugas debidas a gas amargo u otras fallas graves del sistema pueden tener consecuencias costosas. Los fluidos de proceso en servicio ácido contienen sulfuro de hidrógeno (H₂ S) que se sabe que es corrosivo, inflamable y tóxico. Esta corrosividad puede llevar las aleaciones al límite y contribuir al agrietamiento por tensión de sulfuro (SSC) en acero al carbono de mayor resistencia y acero de baja aleación. SSC puede provocar la fragilización del material y la falla repentina de las aleaciones metálicas normalmente dúctiles.

A medida que la industria del petróleo y el gas aprovecha más depósitos que contienen H₂ S, es fundamental comprender los estándares NACE para garantizar que los materiales puedan soportar condiciones tan extremas. Una norma que guía la selección de aleaciones en aplicaciones de gas amargo se titula MR0175/ISO 15156. Esta norma contiene tablas que describen los requisitos de materiales y los límites ambientales para los materiales utilizados en aplicaciones de gas amargo aguas arriba.

Comprender estos requisitos y conocer sus opciones de materiales puede ayudar a controlar muchos tipos de corrosión, incluidos los más frecuentes en los campos petrolíferos ácidos. Respondemos cuatro preguntas comunes sobre la selección de materiales para aplicaciones de gas ácido para que pueda elegir los componentes del sistema de fluidos que tienen una mayor probabilidad de funcionar de manera segura y efectiva.

Pregunta n.º 1: ¿Qué materiales son compatibles para su uso en aplicaciones de gas amargo?

El estándar NACE MR0175/ISO 15156 describe materiales adecuados para ambientes ácidos en la producción de petróleo y gas, incluidos acero inoxidable 316, aleaciones 6 Moly, 2507, 825, 625, C-276 y aleación 400. Estos materiales tienen limitaciones ambientales y de aplicación específicas que se enumeran en esta norma.

Ningún acero inoxidable es completamente inmune al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) inducido por iones de cloruro. Al seleccionar accesorios para tubos de acero inoxidable 316, es importante especificar un contenido de níquel y cromo más alto que el requisito mínimo de ASTM de 10 % de níquel y 16 % de cromo. Se ha descubierto que los racores de tubo fabricados con acero inoxidable 316/316L estándar con un contenido mínimo de níquel y cromo son más susceptibles al agrietamiento por tensión inducido por cloruro. Un mayor contenido de níquel proporciona una mejor resistencia general a la corrosión, una mayor estabilidad de la austenita frente a la formación de martensita y una mayor resistencia a la fragilización por hidrógeno. Cuando el material contiene altas cantidades de martensita, la fragilización por hidrógeno hace que el material se vuelva quebradizo y susceptible de agrietarse. Un mayor contenido de cromo proporciona una mayor resistencia a la corrosión por picaduras.

Pregunta n.º 2: ¿Qué riesgos o daños potenciales puede mitigar la selección adecuada de materiales?

El uso del material correcto en una aplicación de gas amargo puede reducir el riesgo de SSC y SCC. Una vez que un material se corroe, la degradación del material puede provocar fallas potencialmente catastróficas que afectan el medioambiente, el personal y la seguridad, y puede causar costos de producción imprevistos. Este riesgo exige comprender los requisitos de las normas y especificaciones de cumplimiento de NACE que se basan en las condiciones ambientales en las que se utilizará el producto.

Pregunta n.º 3: ¿Cuáles son los factores clave a considerar al elegir el material óptimo resistente a la corrosión?

Es importante tener en cuenta las amenazas corrosivas que plantean las condiciones de funcionamiento (incluidos el arranque y el apagado), la resistencia de los materiales candidatos a estas amenazas y el acceso para mantenimiento y reparación. Además, conocer la presión de aplicación, temperatura, concentración de cloruro, pH y H₂ La presión parcial S puede ayudar en la selección de materiales. Con la capacitación adecuada en ciencia de los materiales, puede aprender a seleccionar los materiales óptimos en función de las clasificaciones de presión y temperatura, las amenazas corrosivas y el cumplimiento.

Pregunta #4: ¿Cómo pueden los materiales que cumplen con NACE mejorar la seguridad operativa y el rendimiento?

La degradación del material puede conducir a la falla prematura de los componentes que crea un riesgo para el personal y la propiedad y puede causar la contaminación del producto, lo que resulta en la pérdida de producción y altos costos de mantenimiento. La selección del material adecuado en función de las condiciones ambientales y de proceso de la aplicación puede ayudar a mejorar la longevidad de los activos, mejorar la seguridad del rendimiento y prolongar la integridad del sistema. Además, los materiales que cumplen también reducen la necesidad futura de volver a trabajar un activo que puede haber sido construido con materiales que no cumplen.

La confiabilidad del material es clave ya que la industria del petróleo y el gas continúa aprovechando los depósitos de gas amargo. Se requiere atención especial para equipos sensibles a la corrosión como válvulas, accesorios e instrumentación. Cumplir con las recomendaciones de NACE MR0175/ISO 15156 y tener una comprensión clara de las limitaciones de la aleación es crucial para un equipo seguro y duradero en entornos exigentes con gases sulfurosos.

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