Mühazirə-1 Sualtı boru kəmərİnİn trassasına olan tələbat və seçİlən trassanın xüsusİyyətlərİ

Mühazirə-15
Nəql zamanı borudaxili korroziyanın baş vermə səbəbləri və onlara qarşı mühafizə metodları
Qazların boru kəmərləri ilə nəqli zamanı baş verən korroziya prosesi, boru kəmərlərinin hazırlandığı materiallardan, kəmərin çəkilmə şərtlərindən, qruntun fiziki-mexaniki xassələrindən və qazların tərkibindən asılı olaraq xarici və daxili korroziya olmaqla iki yerə bölünür. Boruların daxili səthinin korroziyasına təsir göstərən əsas faktorlar bunlardır: qazda hidrogen-sulfidin, oksigenin, nəmin, və digər aqressiv birləşmələrin olması, qaz axının sürəti, komponentlərin parsial təzyiqi, qaz kəmərinin hazırlandığı materialın tərkibi və mədənlərdə texnoloji proseslərin düzgün yerinə yetrilməməsi. Məlum olduğu kimi təbii qaz quyularının aşağı hissələrində, qazın tempratoru (100⁰C-dən çox) və təzyiqi yüksək olduğundan qazın tərkibində olan su buxar fazasına keçir və nəticədə cüzi qaz korroziyası baş verir. Lakin qaz kəmərlərində, xüsusilə də magistral qaz kəmərlərində, həmçinin quyu ağzında korroziya prosesi daha intensiv gedir. Buna səbəb qazın tərkibində bir çox korroziya törədici aktiv maddələrin (H₂S, CO₂, O₂, üzvi turşular və s ) olması, eyni zamanda quyudan çıxan qazın təzyiqinin azaldılması nəticəsində temperatorun düşməsi və qazın tərkibində olan su buxarlarının kondesləşərək maye hala keçməsidir. Qaz kəmərinin daxili səthinin dağılma sürəti qazın təzyiqindən, tempraturdan, qazın nəmlə doyma dərəcəsindən asılıdır. Qeyd etmək lazımdır ki, magistral qaz kəmərlərində korroziya prosesləri ilə yanaşı erroziya prosesi gedir. Erroziya prosesi zamanı qazın tərkibində olan mexaniki qarışıqlar və korroziya məhsulları iti sürətlə boru kəmərlərinin daxili divarlarına (xüsusilə də magistral kəmərlərin döngələrində) dəyir və nəticədə kəmərlərin mexaniki dağılmalarına səbəb olur [1].
Yuxarıda qeyd olunduğu kimi qazların tərkibində olan aqressiv komponentlər korroziyanın yaranmasının başlıca səbəblərindəndir. Bu komponentlər arasında əsas korroziya törədici maddələrdən biri hidrogen-sulfiddir. Hidrogen-sulfid qazın tərkibində olan su buxarının (nəm) iştirakı ilə qaz kəmərinin, qazvuran aqreqatların (qaz kompressor qurğularının), armatur və aparatların daxili səthinin korroziyasını sürətləndirir, metalda sulfid çatlamalarının yaranmasına səbəb olur və qazların yandırılması zamanı əmələ gələn zəhərli maddələr atmosferi çirkləndirir.
Hidrogen-sulfid (H₂S) qazı rəngsiz, lax yumurta iyi verən şirin dadlı qazdır. Suda zəif həll olur, etanolda (C₂H₅OH) yaxşı həll olur. Zəhərlidir, qatılığı artdıqca metalları kəskin şəkildə korroziyaya uğradır. Suda zəif həll olduğu üçün zəif turşuluq xassəsi göstərir:
H₂S→HS^- + H⁺ K_a=6∙9∙10^-7 mol/l; pK_a=6∙89
Təbii qazların nəqli zamanı qazın tərkibindən hidrogen-sulfidin təmizlənməsi üçün dünya praktikasında absorbsiya, adsorbsiya və oksidləşmə üsullarından istifadə edilir.
─ Absorbsiya kimyəvi (xemobsorbsiya) və fiziki-kimyəvi absorbsiya növlərinə bölünür. Kimyəvi absorbsiya zamanı kükürdlü birləşmələr o cümlədən korroziya törədici maddələrdən biri olan karbon qazı maye absorbent ilə kimyəvi birləşmə əmələ gətirir. Absorbent kimi mono-,di- və trietanolaminlərin sulu məhlullarından istifadə edilir və reaksiya aşağıdakı kimi gedir [2,3].
2HOCH₂CH₂NH₂+H₂S→(HOCH₂CH₂NH₃)₂S (1.1)
2HOCH₂CH₂NH₂+ CO₂+ H₂O →(HOCH₂CH₂NH₃)₂CO₃ (1.2)
Bu reaksiyalar 25-40⁰C – temperaturda və yüksək təzyiqdə gedir. Regenarasiyası isə nisbətən alçaq təzyiqdə və 105⁰C - dən yüksək temperaturda gedir.
Qələvi və karbonatların sulu məhlullarından da absorbent kimi istifadə olunur. Bu zaman kimyəvi absorbsiyası aşağıdakı kimi gedir:
2H₂S + NaOH→NaHS + H₂O (1.3)
CO₂ + 2NaOH→Na₂CO₃ + H₂O (1.4)
Prosesdə aşağıdakı reaksiyalar da gedir:
2H₂S + 2NaOH→Na₂S + 2H₂O (1.5)
CO₂ + 2NaOH→Na₂CO₃ (1.6)
Əmələ gələn Na₂CO₃ H₂S-lə reaksiyaya girir:
Na₂CO₃ + H₂S → NaHS + NaHCO₃ (1.7)
Digər tərəfdən, CO₂ ilə də reaksiyaya girir:
CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃ (1.8)
Qeyd etmək lazımdır ki, kükürdsüzləşdirmənin əsas reaksiyaları (1.3) və (1.7) - dir.
Işlənmiş məhlullarin regenerasiyası udulmuş komponentlərin məhluldan isti qazlarla qovulmasi yolu ilə aşağıdakı reaksiyalarla həyata keçirilir.
NaHS+H₂O→ NaOH+H₂S (1.9)
2NaHCO₃→ Na₂CO₃+CO₂+H₂O (1.10)
fiziki-kimyəvi absorbsiya zamanı isə kükürdlü birləşmələr maye absorbentlərlə fiziki həll olub sabit kimyəvi birləşmə əmələ gətirirlər.
─ adsorbsiya üsulu- kükürdlü birləşmələrin bərk adsorbentlərin səthində udulmasına əsaslanır. Bu adsorbentlərə QİAP-10, QİAP-10-2 tipli uducuları, QİAP-10-da ZnO, QİAP-10-2-də isə ZnO-lə Cu-ın qarışığını misal göstərmək olar.
─ oksidləşmə üsulunda isə qazda olan kükürdlü birləşmələrin oksidləşdiricilər vasitəsi ilə elementar kükürdə,sulfit və sulfatlara çevrilməsinə əsaslanmışdır.
Təbii qazların H₂S və CO₂-dən təmizlənməsi konkret faktorlardan asılı olaraq yerinə yetirilir (əsasən, xammalın tərkibi və parametrləri, təmizlənmə dərəcəsi, qalıq məhsullar və onların miqdarı və s.).
Dünya praktikasında aparılan işlərin analizi göstərir ki, yüksək axınlı qazların emalında fiziki və kimyəvi absorbentlər tətbiq edilməklə absorbsiya (səthi udulma), adsorbsiya (həcmi udulma) və onların kombinasiyasından istifadə olunur.
Oksidləşdirmə və absorbsiya prosesləri qaz axınının az olduğu və zəif təmizləmə tələb olunduqda tətbiq edillir.
Cədvəl 1.1-də xarici ölkələrdə müxtəllif qazların təmizlənməsində tətbiq edilən əsas proseslər və fəaliyyətdə olan qurğuların sayı göstərilmişdir.
Hidrogen-sulfid qazının təbii qazın tərkibində olması hidrat əmələ gəlməni də sürətləndirir. Hidrogen-sulfid qazı metal borularla reaksiyaya girərək korroziya prosesini sürətləndirir.
Cədvəl 1.1

Proses	Absorbent	Qurğuların sayı
1. Kimyəvi absorbentlərlə aparılan proseslər
aminlər, o cümlədən	alkakolamin + su	1000-dən çox
amin-qard	dietanolamin(monoetanolamin) + su	375
adip	diizopropanolaminlə (metildietanolamin) + su	370
ekonomin	diqlikolamin + su	30
benfild	kalium karbonat + su + əlavə benfild	600
katakarb	potaş məhlulu+korroziya inhibitoru+katalizator	100
sulfureks	qələvi + su	40
sodalı bişofit	qələvi + su + katalizator “Antikükürd”	2
seroks-qaz-1 seroks-qaz-2	qələvi – su katalitik kompleks
2. Fiziki absorbentlərlə aparılan proseslər
rektizol	soyuq metanol	70
purizol	N-metilpirrolidon	5
flyor	propilen karbonat	12
seleksol	polietilenqlikolun dimetil efiri	50
sepasolv MPE	polietilenqlikolun dimetil efiri	4
3. Absorbentlərlə qarışdırılmış fiziki-kimyəvi proseslər
sulfinol	diizopropanolaminlə (metildietanolamin) + su + sulfolan	180
optizol	amin + fiziki həlledici + su	6
fleksorb	amin + su	30
ykarsol	ikili və üçlü amin + fiziki həlledici + su	6
4. Adsorbsiya prosesləri
QİAP-10	QİAP-10 adsorbenti
5. Hidrogen-sulfidin oksidləşmə prosesi ilə kükürdə çevrilməsi
skrupper-venturı	sinkin ammonyakla kompleksi

Bu zaman anodda reaksiya belə gedir.:

Fe + H₂S + H₂O → Fe (HS) + H₃O⁺; (1.11)
Fe (HS) → (FeHS); (1.12)
(FeHS) + H₃O⁺ → Fe²⁺ + H₂S + H₂O (1.13)

Əmələ gələn kompleks parçalanır və H₂S regenerasiya olur. (FeS) _ads əmələ gəldikdə Fe atomu ilə S atomunun möhkəm birləşmə əmələ gətirməsi Fe-Fe atomları arasındakı rabitəni zəiflədir və onların ionlaşmasını asanlaşdırır. Bununla katod korroziya prosesi sürətlənir.

H₂S-ın katod reaksiyasına təsiri mexanizmi aşağıdakı kimidir.
Fe + H₂S→ Fe (HS) ; (1.14)
Fe(HS) _ads + H₃O⁺ → Fe (H-S-H) + H₂O (1.15)
Fe (H-S-H)_ads+ e → Fe (HS) + H_ads (1.16)
H₂S həm H⁺-nin polada daxil olması nəticəsində metalın hidrogenləşməsini də sürətləndirir.
Əgər turş mühitdə H⁺-nin metala daxil olması 4 % təşkil edirsə, hidrogen-sulfid mühitində bu rəqəm 40 %-ə qədər arta bilir.
Qazın daxilində O₂ qazının olması da korroziya prosesini sürətləndirir, O₂ qazı təbii qaza qaz yığım xəttlərində, alçaq təzyiqli qazın nəql edilməsi üçün kompressordan istifadə etdikdə, boru xəttinə bu və ya digər səbəbdən hava daxil olduqda, boruların birləşmə yerləri kip olmadıqda və s. səbəblərdən daxil ola bilir. Təcrübələr göstərir ki, qaz xəttinə daxil olan oksigenin hidrogen-sulfid qazına nisbəti 114:1 olduqda nəql olunan təbii qazlar daha aqressiv olur. Bu nisbət kritik haldır.
Təbii qazın tərkibində rütubətin olması korroziyanı stimullaşdırır. Eyni zamanda bu mühitdə H₂S, O₂ və CO₂ qazları iştirak etdikdə korroziya sürəti daha da artır. Təzyiqin artması qeyd olunan qarışıqların iştirakında metalda korroziya intensivliyini daha da artırır. Bir çox tədqiqatçılar belə hesab edirlər ki, qaz nəql edilən boru kəmərlərində korroziya sürəti təzyiqlə düz mütənasiblik təşkil edir. 20 atm təzyiqdə hidrogen-sulfidin izləri, başqa sözlə 0,002-0,0002 % miqdarında olması metal boruları korroziyaya uğradaraq onun istismar müddətini 5-6 ilədək azaldır.
Təcrübələr göstərir ki, korroziya məhsulları olaraq dəmir-silfid və sərbəst kükürd alınır. Bu maddələr borunun kompressor stansiyasının girişində, çıxışında, boruların birləşmə yerlərində toplanır. Toplanan məhsullar kimyəvi aktiv halda olur. Səmt qazlarında 1 %-dən çox hidrogen-sulfidin iştirakı intensiv korroziya prosesinin getməsinə təkan verir.
Qaz kəmərlərinin daxili səthinin korroziyasına səbəb olan əsas faktorlardan biri də qazın hərəkət sürətidir. Qazın sürəti aşağı olduqda, kəmərin daxilində olan korroziya məhsulları kəmərin qaynaq yerlərində, tənzimləyici kranların quraşdırıldığı yerlərdə və kəmərinin son hissələrində yığılır. Nəticədə qalın pərdə əmələ gəlir həmin hissələrdə korroziyanın sürəti daha çox olur. Lakin qazın çox yüksək sürətində (15-20 m/san) bu cür pərdələrin və yığıntıların dağılması və onların metal səthindən atılması baş verə bilir. Buna görədə bəzən yataqlarda müsbət effekt almaq üçün kiçik diametrli borulardan istifadə etməklə nəql olunan qazın sürətini artrırlar.
Neft-qaz çıxarma sənayesində istehsal texnologiyasına düzgün riayət edilmədikdə və eləcə də yatağın son işlənmə mərhələlərində hasilat quyularında lay təzyiqini tələb olunan səviyyədə saxlamaq məqsədi ilə quyulara lazımi qaydada təmizlənməmiş dəniz suyunun vurulması nəticəsində bu yataqlarda məhsulun çox sulaşması ilə yanaşı, onların müxtəlif qrup mikroorqanizmlərlə yoluxması da baş verir. Bu mikroorqanizmlər arasında dəmir bakteriyaları (FeB), sulfatreduksiyaedici bakteriyalar (SRB) və sonuncu ilə biosenoz yaradan tion (TB) və karbohidrogen oksidləşdirici bakteriyaların (KOB) mövcud olması mühitin aqressivliyini daha da gücləndirir. Belə ki, dəmir bakteriyaları metalın bilavasitə oksidləşməsində iştirak edir, sulfatreduksiyaedici bakteriyalar isə mühitdə olan sulfat (SO₄^2-) ionlarını sulfid (S^2-) ionlarınadək reduksiya edir. Əmələ gəlmiş sulfid ionları mühitdə ayrılan hidrogen ionları ilə birləşərək hidrogen-sulfidə (H₂S) çevrilir. Bu isə öz növbəsində turş mühit yaratmaqla yanaşı, səthin anod sahələrində əmələ gələn dəmir ionlarını zəbt etməklə dəmirin ionlaşmasını daha da şiddətləndirir, başqa sözlə, anod reaksiyası üçün güclü depolyarizator olur [4,5].
Qazların nəqli zamanı boru kəmərlərinin korroziyaya uğraması onların istismar qabiliyyətinin aşağı düşməsinin əsas səbəbi olmaqla yanaşı, böyük iqtisadi itkilərə və ekoloji ziyana gətirib çıxarır [6].
Qazların nəqli zamanı borudaxili korroziyanın baş verməsinin qarşısının alınması üçün inkşaf etmiş ölkələrdə müxtəlif üsullardan istifadə olunur.
Bu üsullar içərisində ən əlverişlisi və geniş tətbiq olunanı qazları nəql etməzdən əvvəl mexaniki qarışıqlardan, nəmdən və aqressiv komponentlərdən təmizləməkdir.
Lakin aqressiv komponentlərdən təmizlənmə iqtisadi və texnoloji baxımdan əlverişli olmadığı hallarda ən sadə və təsirli metodlardan inhibitorlardan istifadə etməkdir. Bəzi ölkələrdə inhibitoru kəmərə vurmazdan əvvəl şotkaları olan xüsusi avadanlıqlarla borunun daxili səthi təmizlənir. Bundan sonra isə qalınlığı 37-50mkm olan xüsusi inhibitor təsirə malik ortük çəkilir. Inhibitorun boru daxilinə göstərilən üsulla çəkilməsi çoxlu inhibitor sərfi tələb edir və qazın dayandırılmasına və böyük qaz itkisinə səbəb olur. Buna görə də qazın nəqli prosesində qoruyucu plyonkanı formalaşdıran və saxlayan aerozol tipli inhibitorlar daha perspektivli hesab olunur [7-13] .
Qaz kəmərlərinin borudaxili korroziyasında inhibitorun tətbiqinin ən böyük problemlərindən biri inhibitorun daha aqressiv qazkondensatın yığıldığı, daha intensiv dağılmanın getdiyi yerə vurulmasıdır. Bu problem qaz kəmərinin birbaşa istismar şəraitindən asılı olaraq həll edilməlidir. Bəzi tədqiqatçıların fikrincə [2, 37, 116] inhibitoru qaz kəməri boyunca qazdan ayrılan kondensatın borunun divarlarında güclü korroziyaya səbəb olduğu ayrı-ayrı hissələrinə vermək lazımdır. Doğurdan da qaz kəmərlərinin istismarı təcrübəsindən görünür ki, borunun bəzi hissələri korroziyaya daha çox məruz qalır. Burada kiçik tutumlar quraşdırmaqla qaz kəmərinə inhibitorun hesablanmış miqdarını periodik olaraq vurmaq lazımdır. Korroziya inhibitrlarının digər bir üstünlüyü həm yeni, həm də istismar olunmuş avadanlıqlarda tətbiq oluna bilməsidir. Eyni zamanda istismar prosesində istifadə olunan korroziya inhibitorunu daha səmərəli və dəyişməz istismar şəraitinə uyğun yenisi ilə əvəz etmək asanlıqla mümkündür [13-16].
Borudaxili dağılmalarla mübarizə aparmaq üçün adətən polimer və başqa qeyri-metal materiallardan hazırlanmış borular tətbiq edilir.
Lakin polimer və başqa qeyri-metal materiallardan hazırlanmış boru kəmərlərinin tətbiqi də zaman keçdikcə boruların materialının fiziki-kimyəvi xassələrinin dəyişməsi, boruların və onların birləşmə yerlərinin etibarsızlığı ucbatından geniş vüsət ala bilməmişdir