«Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»

Оценка надежности оборудования и газопроводов в условиях транспортировки и закачки коррозионно-опасного CO2

УДК: 628.5:504.054
DOI: -

Авторы:

¹ Газпром ВНИИГАЗ, пос. Развилка, Московская область, Россия
² МГТУ им. Н.Э. Баумана, Мытищи, Россия

Ключевые слова: углеродный след, диоксид углерода, декарбонизация, скорость коррозии, углекислотная коррозия, локальные дефекты, углеродистые и низколегированные стали, защита от коррозии, продукты коррозии, утилизация, хранение

Аннотация:

В статье представлены результаты исследования коррозионной опасности объектов по транспортировке излишков CO2, улавливаемого для закачки и хранения в подземных резервуарах (carbon capture, utilisation and storage, CCUS). По результатам имитационных испытаний ООО "Газпром ВНИИГАЗ" эксплуатационные условия трубопроводов и оборудования, задействованного в перекачке и закачке CO2 в места его хранения, определены как коррозионно-агрессивные и при конденсации влаги и переменном смачивании трубы для углеродистых и низколегированных сталей будут создаваться условия развития углекислотной коррозии с локальными ее проявлениями. Скорость коррозии, особенно локальной, будет существенно выше величины 0,1 мм/год, являющейся пограничным значением. Для надежной и безаварийной защиты газопроводов и оборудования, контактирующего с перекачиваемой CO2-средой, требуются подбор и обязательное применение средств защиты (коррозионно-стойкие материалы, ингибиторы коррозии или металлические покрытия).

Список литературы:

1. Technical and economic prospects of CCUS projects in Russia / S. Bazhenov, V. Chuboksarov, A. Maximov, O. Zhdaneev // Sustainable Materials and Technologies. – 2022. – Vol. 33. – Article No. e00452. – DOI: 10.1016/j.susmat.2022.e00452
2. Попов А.Ю., Пенигин А.В., Дымочкина М.Г. Прогресс в развитии проектов CCUS в России // Хим. пром-сть сегодня. – 2024. – № 3. – С. 22–29.
3. Механизмы и варианты утилизации и захоронения углекислого газа в недрах / А.В. Осипов, Р.Н. Мустаев, А.С. Монакова [и др.] // Изв. вузов. Геология и разведка. – 2022. – Т. 64, № 4. – С. 40–53. – DOI: 10.32454/0016-7762-2022-64-4-40-53
4. Афанасьев С.В. Углекислый газ как сырье для крупнотоннажной химии // Деловой журн. Neftegaz.RU. – 2019. – № 9(93). – С. 94–106.
5. Пинаева Л.Г., Носков А.С. Химические способы утилизации CO2 // Экология и пром-сть России. – 2021. – Т. 25, № 12. – С. 30–37. – DOI: 10.18412/1816-0395-2021-12-30-37
6. Шевелева Н.А. Направления и методы декарбонизации нефтегазового сектора // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2023. – № 2(311). – С. 25–31. – DOI: 10.33285/2411-7013-2023-2(311)-25-31
7. Важнейшие факторы выбора системы для улавливания углекислого газа в промышленности / А.А. Жарменов, Ф.А. Бердикулова, А.Г. Хамидулла, Ю. Хэйн // Металлург. – 2023. – № 8. – С. 125–133. – DOI: 10.52351/00260827_2023_08_125
8. Аксютин О.Е., Вагарин В.А. Создание, использование и перспективы развития инновационных мембранных технологий в системе ПАО "Газпром" // Наука и техника в газовой пром-сти. – 2024. – № 1(97). – С. 3–17.
9. A systematic review of key challenges of CO2 transport via pipelines / V.E. Onyebuchi, A.J. Kolios, D.P. Hanak [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2018. – Vol. 81, Part 2. – P. 2563–2583. – DOI: 10.1016/j.rser.2017.06.064
10. Carbon capture, utilization and storage (CCUS) pipeline steel corrosion failure analysis: A review / Zhou Yi, Xie Fei, Wang Dan [et al.] // Engineering Failure Analysis. – 2024. – Vol. 155. – Article No. 107745. – DOI: 10.1016/j.engfailanal.2023.107745
11. Critical water content for corrosion of X65 mild steel in gaseous, liquid and supercritical CO2 stream / Jiang Xiu, Qu Dingrong, Song Xiaoliang [et al.] // Int. J. of Greenhouse Gas Control. – 2019. – Vol. 85. – P. 11–22. – DOI: 10.1016/j.ijggc.2019.03.020
12. Пат. 2772614 Рос. Федерация, МПК G01N 17/00. Способ коррозионных испытаний и установка для его осуществления / Р.Р. Кантюков, Д.Н. Запевалов, Р.К. Вагапов, К.А. Ибатуллин; патентообладатель "Газпром ВНИИГАЗ". – № 2021122174; заявл. 26.07.2021; опубл. 23.05.2022, Бюл. № 15.
13. ГОСТ Р 55990-2014. Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования. – Введ. 2014–12–01. – М.: Стандартинформ, 2015. – IV, 89 с.
14. Pfennig A., Linke B., Kranzmann A. Corrosion behaviour of pipe steels exposed for 2 years to CO2-saturated saline aquifer environment similar to the CCS-site Ketzin, Germany // Energy Procedia. – 2011. – Vol. 4. – P. 5122–5129. – DOI: 10.1016/j.egypro.2011.02.488
15. Ma Guoliang. Corrosion Behavior of N80 Steel in Underground Supercritical CO2 Environments // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. – 2024. – Vol. 60. – P. 491–500. – DOI: 10.1007/s10553-024-01703-z
16. Influence of CO2 subcritical and supercritical pressures on the protective properties of corrosion product scales formed on X65 steel / T.R.S. de Azevedo Rodrigues, J.B. Marcolino, M.K. de Moraes [et al.] // The J. of Supercritical Fluids. – 2024. – Vol. 206. – Article No. 106184. – DOI: 10.1016/j.supflu.2024.106184
17. Relating iron carbonate morphology to corrosion characteristics for water-saturated supercritical CO2 systems / Hua Yong, R. Barker, T. Charpentier [et al.] // J. of Supercritical Fluids. – 2015. – Vol. 98. – P. 183–193. – DOI: 10.1016/j.supflu.2014.12.009
18. Corrosion mechanisms of Al-alloyed hot-dipped zinc coatings in wet supercritical carbon dioxide / V. Saarimaa, A. Kaleva, A. Ismailov [et al.] // Materials and Corrosion. – 2024. – Vol. 75, Issue 7. – P. 891–901. – DOI: 10.1002/maco.202314081
19. A review on corrosion inhibitors for high-pressure supercritical CO2 environment: Challenges and opportunities / D.S. Chauhan, M.A. Quraishi, A.A. Sorour, Ch. Verma // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2022. – Vol. 215, Part B. – Article No. 110695. – DOI: 10.1016/j.petrol.2022.110695