Negli ultimi anni, i tubi compositi bimetallici sono gradualmente diventati il materiale principale per i sistemi di raccolta e trasporto di gas acido grazie ai vantaggi principali di forte resistenza alla corrosione, elevata resistenza meccanica, costo complessivo superiore e buona stabilità costruttiva. Sono stati ampiamente applicati in diversi progetti chiave relativi ai giacimenti di gas acido, affrontando con successo le principali sfide di sviluppo del settore.
I tubi compositi bimetallici sono prodotti utilizzando processi compositi metallurgici avanzati. Lo strato di base è realizzato in acciaio al carbonio o acciaio a bassa lega-, principalmente responsabile del supporto strutturale, della resistenza alla pressione e alla resistenza agli urti della tubazione. Il rivestimento interno è costituito da materiali resistenti alla corrosione-di alta qualità, come acciaio inossidabile e leghe a base di nichel-, che formano una densa barriera anticorrosione-. Ciò consente di ottenere prestazioni complementari tra lo strato di base-portante e il rivestimento resistente alla corrosione-, adattandosi con precisione alle difficili condizioni operative dei giacimenti di gas acidi. I dati del settore mostrano che nei mezzi di raccolta e trasporto dei giacimenti di gas acido, gli effetti sinergici di H₂S, CO₂ e acqua di formazione altamente salinizzata possono causare la corrosione dei normali tubi in acciaio al carbonio a un tasso medio annuo di 0,2-0,5 mm. Ciò richiede in genere la sostituzione ogni 3-5 anni e porta facilmente a gravi incidenti di sicurezza come la fessurazione da tensocorrosione da solfuro (SSCC), che ha un grave impatto sulla normale produzione dei giacimenti di gas.
Al contrario, il rivestimento resistente alla corrosione- dei tubi compositi bimetallici isola efficacemente vari mezzi corrosivi, controllando rigorosamente la velocità di corrosione inferiore a 0,025 mm/a. Ciò soddisfa pienamente lo standard industriale per gli ambienti acidi NACE MR0175/ISO 15156, estendendo la durata di servizio a 15-20 anni, più di tre volte quella dei normali tubi in acciaio al carbonio. Ciò riduce significativamente la frequenza di sostituzione delle tubazioni e mitiga i rischi per la sicurezza derivanti dalla corrosione alla fonte.
L'eccezionale efficienza economica è una delle ragioni principali per l'adozione diffusa di tubi compositi bimetallici. Nella raccolta e nel trasporto di giacimenti di gas acidi, sebbene i tubi in lega a base di nichel puro-possiedano un'eccellente resistenza alla corrosione, il loro elevato costo del materiale aumenta significativamente gli investimenti tecnici. Al contrario, i tubi compositi bimetallici utilizzano leghe resistenti alla corrosione-solo sulla parete interna, con uno strato di base in acciaio al carbonio-a un costo inferiore sullo strato esterno. Il costo complessivo è solo il 30%-50% di quello dei tubi in pura lega resistente alla corrosione-e il costo complessivo di una singola tubazione di raccolta e trasporto può essere ridotto del 45%-50%. Prendendo come esempio un giacimento di gas ad alto contenuto di zolfo nel Sichuan nord-orientale, con un contenuto di H₂S che raggiunge il 15% e un contenuto di CO₂ che raggiunge l’8%, l’applicazione su larga scala di condotte composite bimetalliche non solo ha ridotto significativamente gli investimenti per l’approvvigionamento dei materiali, ma ha anche ridotto i costi di manutenzione delle condutture e le perdite dovute ai tempi di inattività di oltre l’80%, con conseguenti notevoli vantaggi economici.
Elevata resistenza ed elevata sicurezza sono fondamentali per garantire il funzionamento stabile dei giacimenti di gas che utilizzano tubi compositi bimetallici. Il suo strato di base, realizzato in acciaio al carbonio, garantisce che la tubazione possieda un'eccellente resistenza alla pressione e agli urti, rendendola adatta alle condizioni di raccolta e trasporto ad alta-pressione in giacimenti di gas acidi. Il processo di incollaggio metallurgico garantisce una forza di adesione superiore a 210 MPa tra lo strato di base e il rivestimento, garantendo che la tubazione non si stacchi o si spezzi durante il servizio a lungo-termine, evitando efficacemente i rischi di corrosione dell'interfaccia comuni nei tubi meccanicamente compositi. Allo stesso tempo, il tubo composito bimetallico è compatibile con processi di saldatura completamente automatizzati, raggiungendo un tasso di qualificazione della saldatura superiore al 90%, aumentando l’efficienza costruttiva del 40% rispetto ai materiali per tubi tradizionali, consentendo una rapida posa della tubazione e abbreviando i cicli di progetto.
Attualmente, i tubi compositi bimetallici sono ampiamente utilizzati in diversi progetti chiave di giacimenti di gas acido nel mio paese, come l'East Gas Pipeline del Sichuan- e il giacimento petrolifero di Tarim, che coprono condizioni estreme di raccolta e trasporto come alto contenuto di zolfo, alta temperatura e alta pressione. Dopo test di funzionamento pratico a lungo-termine, non si sono verificati eventi di guasto dovuti alla corrosione, garantendo in modo efficace la sicurezza e la stabilità del sistema di raccolta e trasporto del giacimento di gas. Man mano che lo sviluppo dei giacimenti di gas acido nel mio Paese progredisce verso strati più profondi e complessi, la continua ottimizzazione delle formulazioni dei materiali e dei processi compositi migliora ulteriormente la resistenza alla corrosione e alla rottura dei tubi compositi bimetallici, fornendo un supporto materiale affidabile per lo sviluppo sicuro a lungo-termine dei giacimenti di gas.
Gli esperti del settore affermano che l'applicazione su larga scala-di tubi compositi bimetallici non solo ha risolto efficacemente il problema della corrosione nella raccolta e nel trasporto dei giacimenti di gas acido, ma ha anche raggiunto un equilibrio tra sicurezza e costi, promuovendo la trasformazione dello sviluppo dei giacimenti di gas verso la riduzione dei costi, il miglioramento dell'efficienza, uno sviluppo ecologico e sicuro, fornendo un importante supporto tecnico per lo sviluppo efficiente delle risorse di gas naturale ad alto-zolfo nel mio Paese e aiutando l'industria energetica a raggiungere uno sviluppo di alta-qualità.
