When developing new hydrocarbon deposits in old fields, problems related to providing operational reliability of process pipelines built using conventional steels and technologies, which were used for this climatic zone, and formerly known characteristics of recovered hydrocarbons, occur increasingly. It was found that one of the reasons of premature failure of new transport networks consists in difference between existing operational conditions and parameters laid in the design, based on which materials and technologies for oil field development were selected. These unconsidered differences were realized in pipelines from steel 09G2S as a synergistic effect, which resulted in sharp increase of corrosion and erosion damage rates for pipes themselves, various pipeline structural elements (connecting parts), as well as their weld joints. In conditions of high flow rates of gas-condensate mixture with variable density, stable turbulent motion is formed in a pipeline system, which results in rill-washing corrosion in pipes, that is increased with carbon dioxide corrosion; at that flow breakaway in metal “leak” areas in root sections of nonrotational ring erection joints or sharp change of flow motion angle in branch sleeves and elbow bends by 900 results in increase of corrosion-erosion wear, intensity of which starts depending directly on corrosion and mechanical characteristics of the base metal, weld joint areas metal, level of residual welding stresses; in single pipeline areas it could reach 3-4 mm/year. The paper shows mechanisms of corrosion-erosion failure of steel 09G2S and its weld joints, as well as it presents recommendations on performability increase for process pipelines under these operational conditions.

При освоении новых залежей углеводородов на старых месторождениях все чаще стали возникать проблемы, связанные с обеспечением эксплуатационной надежности технологических трубопроводов, построенных с применением традиционных сталей и технологий, используемых для данной климатической зоны и ранее известных характеристик добываемых углеводородов. Установлено, что одной из причин преждевременного отказа новых транспортных сетей являются расхождения между существующими условиям эксплуатации и параметрами, заложенными в проекте, на основании которых выбирались материалы и технологии для обустройства месторождения. Эти неучтенные различия реализовались на трубопроводах из стали 09Г2С в виде синергетического эффекта, приведшего к резкому увеличению скоростей коррозионно-эрозионного разрушения самих труб, различных конструктивных элементов (соединительных деталей) трубопровода, а также их сварных соединений. В условиях высоких скоростей течения переменной по плотности газоконденсатной смеси в трубопроводной системе формируется устойчивое турбулентное движение. Это приводит к ручейковой коррозии в трубах, усиленной углекислотной коррозией. Срыв потока на участках «протечек» металла в корневой части неповоротного кольцевого монтажного шва или резкое изменение угла движения потока в тройниках и отводах на 900 обусловливает усиление эффекта коррозионно-эрозионного износа. При этом интенсивность износа начинает напрямую зависеть от коррозионных и механических характеристик основного металла, металла зон сварного соединения, уровня остаточных сварочных напряжений и на отдельных участках трубопровода может достигать 3-4 мм/год. В статье показаны механизмы коррозионно-эрозионного разрушения стали 09Г2С и ее сварных соединений, а также даны рекомендации по повышению работоспособности технологических трубопроводов в данных условиях эксплуатации.

This content is only available via PDF.
You can access this article if you purchase or spend a download.