การกัดกร่อนภายในทำให้ ADNOC ประสบปัญหาการรั่วไหลในท่อส่งน้ำมันของแหล่งน้ำมันขนาดใหญ่บนบก ความต้องการที่จะแก้ไขปัญหานี้และความจำเป็นในการกำหนดข้อกำหนดและแผนการจัดการความสมบูรณ์ของท่อที่แม่นยำในอนาคต ได้นำไปสู่การทดลองใช้เทคโนโลยีการบุด้วยโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) แบบมีร่องและไม่มีขอบในท่อเหล็กกล้าคาร์บอน บทความนี้อธิบายถึงโครงการทดสอบภาคสนามที่ประสบความสำเร็จเป็นเวลา 5 ปี และยืนยันว่าการใช้ HDPE ในการบุท่อเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวิธีการที่คุ้มค่าในการลดการกัดกร่อนภายในท่อส่งน้ำมันโดยการแยกท่อโลหะออกจากของเหลวที่กัดกร่อน เทคโนโลยีนี้คุ้มค่าในการจัดการการกัดกร่อนภายในท่อส่งน้ำมัน
ในบริษัท ADNOC ท่อส่งน้ำมันได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานมากกว่า 20 ปี ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อความต่อเนื่องทางธุรกิจและการลดต้นทุนการดำเนินงาน อย่างไรก็ตาม การบำรุงรักษาท่อที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนเหล่านี้กลายเป็นเรื่องท้าทาย เนื่องจากท่อเหล่านี้เสี่ยงต่อการกัดกร่อนภายในจากของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แบคทีเรีย และสภาวะหยุดนิ่งที่เกิดจากอัตราการไหลต่ำ ความเสี่ยงต่อความเสียหายของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้นตามอายุการใช้งานและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของของเหลวในแหล่งกักเก็บ
ADNOC ดำเนินการท่อส่งที่ความดัน 30 ถึง 50 บาร์ อุณหภูมิสูงถึง 69°C และปริมาณน้ำเกิน 70% และประสบปัญหาการรั่วไหลเนื่องจากการกัดกร่อนภายในท่อส่งในแหล่งน้ำมันขนาดใหญ่บนบกหลายครั้ง บันทึกแสดงให้เห็นว่าเฉพาะสินทรัพย์ที่เลือกมานั้นมีท่อส่งน้ำมันดิบมากกว่า 91 ท่อ (302 กิโลเมตร) และท่อส่งก๊าซมากกว่า 45 ท่อ (100 กิโลเมตร) ที่มีการกัดกร่อนภายในอย่างรุนแรง สภาวะการทำงานที่กำหนดให้ต้องดำเนินการลดการกัดกร่อนภายใน ได้แก่ ค่า pH ต่ำ (4.8–5.2) การมีอยู่ของ CO2 (>3%) และ H2S (>3%) อัตราส่วนก๊าซต่อน้ำมันมากกว่า 481 scf/bbl อุณหภูมิท่อมากกว่า 55°C ความดันในท่อมากกว่า 525 psi ปริมาณน้ำสูง (>46%) ความเร็วการไหลต่ำ (น้อยกว่า 1 เมตร/วินาที) ของเหลวนิ่ง และการมีอยู่ของแบคทีเรียลดซัลเฟตก็ส่งผลกระทบเช่นกัน กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบ สถิติการรั่วไหลของท่อแสดงให้เห็นว่าท่อเหล่านี้จำนวนมากมีข้อบกพร่อง โดยมีการรั่วไหลมากถึง 14 จุดในช่วงระยะเวลา 5 ปี ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงเนื่องจากนำไปสู่การรั่วไหลและการหยุดชะงักที่ส่งผลเสียต่อการผลิต
การสูญเสียความแน่นหนาและความจำเป็นในการกำหนดขนาดและแผนการจัดการความสมบูรณ์ของท่อส่งในอนาคตที่แม่นยำ ส่งผลให้มีการทดลองใช้งานเทคโนโลยีการบุท่อ HDPE แบบมีร่องและไม่มีขอบในท่อขนาด 6 นิ้ว Schedule 80 API 5L Gr.B ยาว 3.0 กิโลเมตร เพื่อแก้ไขปัญหานี้ การทดลองใช้งานภาคสนามครั้งแรกได้นำไปใช้กับท่อเหล็กกล้าคาร์บอนยาว 3.527 กิโลเมตรในโรงงานที่เลือกไว้ ตามด้วยการทดสอบอย่างเข้มข้นในท่อส่งยาว 4.0 กิโลเมตร
บริษัทน้ำมันรายใหญ่ของกลุ่มประเทศความร่วมมืออ่าวเปอร์เซีย (GCC) ในคาบสมุทรอาหรับ ได้ติดตั้งท่อบุภายใน HDPE สำหรับท่อส่งน้ำมันดิบและท่อน้ำมาตั้งแต่ปี 2012 แล้ว บริษัทน้ำมันรายใหญ่ของ GCC ที่ดำเนินงานร่วมกับ Shell ได้ใช้ท่อบุภายใน HDPE สำหรับท่อน้ำและท่อน้ำมันมานานกว่า 20 ปี และเทคโนโลยีนี้มีความพร้อมเพียงพอที่จะแก้ไขปัญหาการกัดกร่อนภายในท่อส่งน้ำมันได้
โครงการ ADNOC เริ่มต้นในไตรมาสที่สองของปี 2011 และติดตั้งในไตรมาสที่สองของปี 2012 การตรวจสอบเริ่มขึ้นในเดือนเมษายน 2012 และเสร็จสิ้นในไตรมาสที่สามของปี 2017 จากนั้นจึงส่งตัวอย่างทดสอบไปยังศูนย์นวัตกรรม Borouge (BIC) เพื่อประเมินและวิเคราะห์ เกณฑ์ความสำเร็จและความล้มเหลวที่กำหนดไว้สำหรับโครงการนำร่องท่อ HDPE คือ ไม่มีรอยรั่วหลังจากติดตั้งท่อ การซึมผ่านของก๊าซต่ำผ่านท่อ HDPE และไม่มีการยุบตัวของท่อ
เอกสาร SPE-192862 อธิบายถึงกลยุทธ์ที่นำไปสู่ความสำเร็จของการทดลองภาคสนาม โดยมุ่งเน้นที่การวางแผน การวางท่อ และการประเมินประสิทธิภาพของท่อบุภายใน HDPE เพื่อให้ได้ความรู้ที่จำเป็นในการกำหนดกลยุทธ์การจัดการความสมบูรณ์สำหรับการใช้งานท่อ HDPE ในวงกว้างในท่อส่งน้ำมัน เทคโนโลยีนี้ใช้ในท่อส่งน้ำมันและท่อส่งไฟฟ้า นอกจากท่อส่งน้ำมันที่มีอยู่แล้ว ท่อบุภายใน HDPE ที่ไม่ใช่โลหะยังสามารถใช้กับท่อส่งน้ำมันใหม่ได้อีกด้วย เอกสารนี้เน้นย้ำถึงแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการกำจัดความล้มเหลวของความสมบูรณ์ของท่อเนื่องจากความเสียหายจากการกัดกร่อนภายใน
เอกสารฉบับเต็มอธิบายถึงเกณฑ์การใช้งานสำหรับปะเก็น HDPE; การเลือกวัสดุปะเก็น การเตรียม และลำดับการติดตั้ง; การทดสอบการรั่วไหลของอากาศและแรงดันน้ำ; การระบายและการตรวจสอบก๊าซในช่องว่างระหว่างท่อ; การทดสอบระบบท่อ; และผลการทดสอบหลังการทดสอบโดยละเอียด ตารางการวิเคราะห์ต้นทุนตลอดวงจรชีวิตของ Streamline แสดงให้เห็นถึงความคุ้มค่าโดยประมาณของเหล็กกล้าคาร์บอนเทียบกับซับใน HDPE สำหรับวิธีการลดการกัดกร่อนอื่นๆ รวมถึงการฉีดสารเคมีและการใช้ลูกบอลทำความสะอาดท่อ ท่อที่ไม่ใช่โลหะ และเหล็กกล้าคาร์บอนเปล่า การตัดสินใจที่จะทำการทดสอบภาคสนามครั้งที่สองที่ได้รับการปรับปรุงหลังจากการทดสอบครั้งแรกก็ได้รับการอธิบายไว้ด้วย ในการทดสอบครั้งแรก ใช้การเชื่อมต่อแบบหน้าแปลนเพื่อเชื่อมต่อส่วนต่างๆ ของท่อส่ง ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าหน้าแปลนมีแนวโน้มที่จะเสียหายเนื่องจากความเครียดภายนอก การระบายอากาศด้วยตนเองที่ตำแหน่งหน้าแปลนไม่เพียงแต่ต้องมีการตรวจสอบเป็นระยะ ซึ่งจะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน แต่ยังส่งผลให้เกิดการปล่อยก๊าซที่ซึมผ่านได้สู่บรรยากาศ ในการทดลองครั้งที่สอง หน้าแปลนถูกแทนที่ด้วยตัวเชื่อมต่อแบบเชื่อมที่ไม่มีหน้าแปลนพร้อมระบบเติมอัตโนมัติ และซับในแบบมีช่องระบายอากาศที่ปลายสถานีระบายก๊าซระยะไกลซึ่งจะสิ้นสุดที่ท่อระบายแบบปิด
การทดลองเป็นเวลา 5 ปี ยืนยันว่าการใช้ HDPE บุภายในท่อเหล็กกล้าคาร์บอนสามารถลดการกัดกร่อนภายในท่อส่งน้ำมันได้ โดยการแยกท่อโลหะออกจากของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
เพิ่มมูลค่าด้วยการให้บริการสายการผลิตอย่างต่อเนื่อง ขจัดปัญหาการทำความสะอาดภายในเพื่อกำจัดคราบตะกอนและแบคทีเรีย ประหยัดค่าใช้จ่ายโดยไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีป้องกันตะกรันและสารฆ่าเชื้อ และลดภาระงาน
จุดประสงค์ของการทดสอบคือเพื่อลดการกัดกร่อนภายในของท่อส่งและป้องกันการรั่วไหลของระบบกักเก็บหลัก
ท่อ HDPE แบบมีร่องพร้อมข้อต่อเชื่อมแบบไร้ขอบถูกนำมาใช้ร่วมกับระบบฉีดกลับเข้าไปใหม่ ซึ่งเป็นการปรับปรุงจากบทเรียนที่ได้รับจากการใช้งานท่อ HDPE แบบเรียบที่มีคลิปยึดที่ปลายขอบในระยะแรก
ตามเกณฑ์ความสำเร็จและความล้มเหลวที่กำหนดไว้สำหรับโครงการนำร่อง ไม่พบการรั่วไหลในท่อส่งตั้งแต่ติดตั้ง การทดสอบและการวิเคราะห์เพิ่มเติมโดย BIC แสดงให้เห็นว่าน้ำหนักของวัสดุบุภายในลดลง 3-5% ซึ่งไม่ก่อให้เกิดการเสื่อมสภาพทางเคมีหลังจากใช้งาน 5 ปี พบรอยขีดข่วนบางส่วนที่ไม่ลึกเข้าไปในรอยแตก ดังนั้นจึงแนะนำให้พิจารณาความแตกต่างของการสูญเสียความหนาแน่นในการออกแบบในอนาคต การติดตั้งวัสดุป้องกันการกัดกร่อนภายในควรเป็นจุดสำคัญ โดยตัวเลือกการบุด้วย HDPE (รวมถึงการปรับปรุงที่ระบุไว้แล้ว เช่น การเปลี่ยนหน้าแปลนด้วยตัวเชื่อมต่อและการบุต่อเนื่อง และการติดตั้งวาล์วตรวจสอบในวัสดุบุเพื่อแก้ไขปัญหาการซึมผ่านของก๊าซ) เป็นวิธีแก้ปัญหาที่เชื่อถือได้
เทคโนโลยีนี้ช่วยขจัดภัยคุกคามจากการกัดกร่อนภายใน และประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานได้อย่างมากในระหว่างกระบวนการบำบัดทางเคมี เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีใดๆ
การตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีในภาคสนามส่งผลดีต่อการจัดการความสมบูรณ์ของท่อส่งน้ำมันของผู้ประกอบการ โดยให้ทางเลือกมากขึ้นสำหรับการจัดการการกัดกร่อนภายในท่อส่งน้ำมันเชิงรุก ลดต้นทุนโดยรวม และปรับปรุงประสิทธิภาพด้าน HSE (อาชีวอนามัยและสิ่งแวดล้อม) ขอแนะนำให้ใช้ท่อไลเนอร์ HDPE แบบร่องไร้ขอบเป็นแนวทางใหม่ในการจัดการการกัดกร่อนในท่อส่งน้ำมันในแหล่งน้ำมัน
เทคโนโลยีการบุผนังด้วย HDPE เหมาะสำหรับแหล่งน้ำมันและก๊าซที่มีอยู่แล้ว ซึ่งมักเกิดการรั่วไหลของท่อส่งและท่อฉีดน้ำขัดข้องบ่อยครั้ง
แอปพลิเคชันนี้จะช่วยลดจำนวนความเสียหายของท่อส่งเนื่องจากการรั่วซึมภายใน ยืดอายุการใช้งานของท่อส่ง และเพิ่มผลผลิต
โครงการพัฒนาพื้นที่ใหม่ทั้งหมดสามารถใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อการจัดการการกัดกร่อนแบบเรียลไทม์และประหยัดค่าใช้จ่ายในโครงการตรวจสอบได้
บทความนี้เขียนโดย Judy Feder บรรณาธิการด้านเทคนิคของ JPT และมีเนื้อหาสำคัญจากเอกสาร SPE 192862 เรื่อง “ผลการทดลองภาคสนามเชิงนวัตกรรมของการประยุกต์ใช้ท่อ HDPE แบบมีร่องไร้ขอบในแหล่งน้ำมันขนาดใหญ่พิเศษเพื่อการจัดการการกัดกร่อนภายในท่อส่งน้ำมัน” โดย Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe และ Tijender Kumar Gupta จาก ADNOC; Mohamed Ali Awadh จาก Borouge PTE; Nicholas Herbig, Jeff Schell และ Ted Compton จาก United Special Technical Services สำหรับงาน Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference ปี 2018 ที่อาบูดาบี ระหว่างวันที่ 12-15 พฤศจิกายน เอกสารนี้ยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ
วารสารเทคโนโลยีปิโตรเลียม (Journal of Petroleum Technology) เป็นวารสารหลักของสมาคมวิศวกรปิโตรเลียม (Society of Petroleum Engineers หรือ SPE) ซึ่งนำเสนอข้อมูลสรุปและบทความเชิงลึกเกี่ยวกับความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการสำรวจและการผลิต ประเด็นปัญหาในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ รวมถึงข่าวสารเกี่ยวกับ SPE และสมาชิกของ SPE