전문가 가이드: 사워 오일 및 가스 필드 작업을 위한 소재 선택

사워 오일 및 가스 필드를 위한 소재 선택에 대한 네 가지 답변

Natalie Hagan, 피팅 제품 관리자

석유 및 가스 생산업체가 세계의 에너지 수요를 충족하고 수익 흐름을 확장하려고 함에 따라, 더 깊은 곳과 더 먼 해상의 비전통적 자원 매장량을 개발하기 위한 집단적 움직임이 있었습니다. 여기에서 사워 가스나 기타 심각한 시스템 고장으로 인한 누출은 비용이 많이 드는 결과를 초래할 수 있습니다. 사워 서비스 공정 유체에는 황화수소(H₂S)가 포함되어 있으며, 이는 부식성, 인화성 및 독성이 있는 것으로 알려져 있습니다. 이 부식성은 합금을 한계까지 밀어붙이고 고강도 탄소강 및 저합금강에서 황화물 응력 균열(SSC)에 기여할 수 있습니다. SSC는 일반적으로 연성 금속 합금의 취성과 갑작스러운 고장을 초래할 수 있습니다.

석유 및 가스 산업이 H₂S를 함유한 더 많은 저수지를 개발함에 따라, 소재가 그러한 극한 조건을 견딜 수 있도록 NACE 표준을 이해하는 것이 중요합니다. 사워 가스 애플리케이션에서 합금 선택을 안내하는 표준 중 하나는 MR0175/ISO 15156입니다. 이 표준에는 업스트림 사워 가스 애플리케이션에 사용되는 소재에 대한 소재 요구 사항과 환경 제한을 설명하는 표가 포함되어 있습니다.

이러한 요구 사항을 이해하고 소재 옵션을 아는 것은 사워 유전에서 가장 만연한 부식을 포함하여 많은 유형의 부식을 제어하는 데 도움이 될 수 있습니다. 귀사가 유체 시스템 구성 요소를 선택하여 안전하고 효과적으로 수행할 가능성이 더 높도록 사워 가스 애플리케이션을 위한 소재 선택에 대한 네 가지 일반적인 질문에 답합니다.

질문 #1: 사워 가스 애플리케이션에서 사용하기에 규정을 준수하는 소재는 무엇입니까?

NACE MR0175/ISO 15156 표준은 316 스테인리스강, 6 몰리 합금, 2507, 825, 625, C-276 및 합금 400을 포함하여 석유 및 가스 생산에서 사워 환경에 적합한 소재를 설명합니다. 이러한 소재에는 이 표준에 나열된 특정 애플리케이션 및 환경 제한이 있습니다.

어떤 스테인리스강도 염화물 이온 유도 응력 부식 균열(SCC)에 완전히 면역되지는 않습니다. 316 스테인리스강 튜브 피팅을 선택할 때, ASTM 최소 요구 사항인 니켈 10% 및 크롬 16%보다 더 높은 니켈과 크롬 함량을 지정하는 것이 중요합니다. 최소 니켈 및 크롬 함량으로 선반에서 구한 316/316L 스테인리스강으로 제작된 튜브 피팅은 염화물 유도 응력 균열에 더 취약한 것으로 밝혀졌습니다. 더 높은 니켈 함량은 더 나은 전반적인 내식성, 마르텐사이트 형성에 대한 개선된 오스테나이트 안정성 및 수소 취성에 대한 더 높은 저항성을 제공합니다. 소재에 많은 양의 마르텐사이트가 포함되어 있으면 수소 취성이 소재를 취성으로 만들고 균열에 취약하게 만듭니다. 더 높은 크롬 함량은 피팅 부식에 대한 더 높은 저항성을 제공합니다.

질문 #2: 적절한 소재 선택이 완화할 수 있는 잠재적 위험 또는 손상은 무엇입니까?

사워 가스 애플리케이션에서 올바른 소재를 사용하면 SSC와 SCC의 위험을 줄일 수 있습니다. 일단 소재가 부식되면, 소재 열화는 환경, 인원 및 안전에 영향을 미치는 잠재적으로 치명적인 고장으로 이어질 수 있으며, 예상치 못한 생산 비용을 초래할 수 있습니다. 이 위험은 제품이 사용될 환경 조건을 기반으로 하는 NACE 준수 표준 및 사양의 요구 사항을 이해하도록 요구합니다.

질문 #3: 최적의 내식성 소재를 선택할 때 고려해야 할 핵심 요소는 무엇입니까?

시동 및 정지를 포함한 운영 조건이 제기하는 부식 위협, 후보 소재의 이러한 위협에 대한 저항성, 유지보수 및 수리에 대한 접근성을 고려하는 것이 중요합니다. 또한 애플리케이션 압력, 온도, 염화물 농도, pH 및 H₂S 분압을 알면 소재 선택에 도움이 될 수 있습니다. 적절한 소재 과학 교육을 통해 압력 및 온도 등급, 부식 위협 및 준수를 기반으로 최적의 소재를 선택하는 방법을 배울 수 있습니다.

질문 #4: NACE 준수 소재가 운영 안전과 성능을 어떻게 개선할 수 있습니까?

소재 열화는 인원과 재산에 위험을 초래하고 제품 오염을 일으켜 생산 손실과 높은 유지보수 비용을 초래하는 조기 구성 요소 고장으로 이어질 수 있습니다. 애플리케이션의 환경 및 공정 조건에 기반한 올바른 소재 선택은 자산 수명 향상, 성능 안전 강화, 시스템 무결성 연장에 도움이 될 수 있습니다. 또한 준수 소재는 비준수 소재로 구축되었을 수 있는 자산을 미래에 재작업해야 할 필요성을 줄여줍니다.

석유 및 가스 산업이 사워 가스 매장량을 지속적으로 개발함에 따라 소재 신뢰성이 핵심입니다. 밸브, 피팅 및 계측과 같은 부식 민감 장비에는 특별한 주의가 필요합니다. NACE MR0175/ISO 15156의 권장 사항을 준수하고 합금 제한 사항을 명확히 이해하는 것은 까다로운 사워 가스 환경에서 안전하고 오래 지속되는 장비를 위해 필수적입니다.

유체 시스템을 누출 없이 효율적으로 유지하기 위해 올바른 내식성 소재를 선택하는 방법에 대해 더 자세히 알고 싶으십니까? 다가오는 교육 과정 중 하나에 등록하십시오.