Corrosion of Petroleum Industry[1]

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  • 8/20/2019 Corrosion of Petroleum Industry[1]

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    Corrosion in

     Petrochemical

     

    Industry

    Group 1

    Dong 

    Ji

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    Corrosion Accidents

    •   1. Pollution by Oil Pipeline Releases

    •   2. Critical

     Pollution

     by

     Corroded

     

    •   3. Corrosion in the Petroleum Extraction

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    Pollution by Oil Pipeline Releases

    •   According to

     an

     Environmental

     Defense

     Fund

     (EDF)

     

    engineer, the average amount of  oil released from a 

    pipeline spill in 1998 was over 45,000 gallons. 

    •   Since 1995, the overall amount of  oil released to the 

    environment has increased each year. 

      An 

    average 

    of  

    tens 

    of  

    thousands 

    of  

    gallons 

    of  

    oil 

    was 

    released from pipelines approximately every other 

    day throughout the 1990s.

    •   Corrosion is

     the

     most

     common

     cause

     of 

     pipeline spills. 

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    Pollution by Corroded Pipeline

    •   In the winter, 2001, 92,000 gallons of  

    saltwater and

     crude

     oil

     onto

     Alaskan

     tundra

     

    from corroded pipeline. 

      The 

    spill 

    was 

    apparently 

    caused 

    by 

    corrosion 

    in a 10‐inch pipe.

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    Corrosion in

     the

     Petroleum

     Extraction

    •   There could produce 300t oil and 100,000m3

    national gas

     in

     the

     No.

     58

     oil

     well

     in

     Huabei

     

    Oil‐field before.

      3.1% 

    of  

    the 

    oil 

    was 

    water 

    and 

    42% 

    of  

    national 

    gas was CO2

    •   But after 18 months, it had to be closed 

    because of 

     the

     corrosion

     of 

     iron

     pipe.

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    Corrosion Mechanisms

    •   1. Electrochemical Corrosion

    •   2. Chemical

     Corrosion

    •   3. Mechanical and Mechanical/Corrosive Effects

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    Electrochemical Corrosion

    Crevice Corrosion

    Much metal

     loss

     in oilfield casings is caused by 

    crevice corrosion.

     In the crevice, metal is in 

    contact with

     an

     electrolyte, but does not have 

    ready access

     to

     ox en.

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    Chemical CorrosionHydrogen

     

    Sulfide, 

    Polysulfide 

    and  

    Sulfur 

    Hydrogen sulfide

     [H2S]

     

    when dissolved in water, 

    is a weak acid and, 

    therefore, it

     is

     a source

     of 

     

    hydrogen ions and is 

    corrosive.The corrosion products 

    are iron sulfides [FeSx] 

    and hydrogen.

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    Chemical Corrosion

    Carbon Dioxide

    Like H2S,

     carbon

     dioxide

     [CO2]

     is

     a weakly

     acidic

     

    gas and becomes corrosive when dissolved in water. However , CO2 must hydrate to carbonic 

    acid [H2CO3]

     —a

     relatively

     slow

     Process—before

     

    it becomes acidic.

    The corrosion product is iron carbonate (siderite) 

    scale.

    CO2 + H2O + Fe →FeCO3 + H2

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    Chemical Corrosion

    Strong  Acids

    Strong acids

     directly

     chemical

     attack

     to

     the

     

    equipment.

    Strong acids

     are

     often

     pumped

     into

     the

     wells

     to

     stimulate production by increasing formation 

    permeability in the near wellbore region.

    For limestone

     formations,

     5 to

     28%

     hydrochloric

     

    [HCl] acid is commonly used.

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    Chemical Corrosion

    Biological  Effects

    The most

     important

     

    biological effect is the generation of  H2S by 

    sulfate‐reducing

     bacteria

     

    (SRB). These anaerobic bacteria metabolize 

    sulfate ions

     and

     produce

     

    hydrogen sulfide.

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    Chemical Corrosion

    Oxygen

    Oxygen can

     enter the mud system at many 

    points.But oxygen is not normally 

    present in

     oil

     industry. It is only at the drilling stage.

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    Mechanical and Mechanical/Corrosive 

    Effects

    Cavitation( 空 腐蚀

    This type

     of 

     metal

     loss

     is

     due

     to

     high

    ‐pressure

     

    shock waves, generated from the collapse of  

    minute bubbles in high‐velocity fluids impinging 

    on nearby

     metal

     surfaces.

     Cavitation

     metal

     loss

     

    is usually found on pump impellers developing 

    too 

    low 

    suction 

    pressure.

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    Mechanical and Mechanical/Corrosive 

    Effects

    Corrosion 

    Fatigue

    This results

     from

     subjecting

     a metal

     to

     alternating stresses in a corrosive environment.

    Eventually this leads to crack initiation and crack 

    growth by

     a combination

     of 

     mechanical

     and

     

    corrosive action.

    Because of  this combined action, corrosion fatigue

     is

     greater

     at

     low

     stress

     cycles

     that

     allow

     

    time for the corrosion process.

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    Mechanical and Mechanical/Corrosive 

    Effects

    Sulfide 

    Stress 

    Corrosion

    Production of 

     hydrogen

     

    results from sulfide stress 

    cracking (SSC).

    SSC occurs when a susceptible metal is under tensile stress 

    and exposed to water 

    containing hydrogen sulfide or 

    other sulfur compounds.

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    Mechanical and Mechanical/Corrosive 

    Effects

    Stress 

    Corrosion 

    Cracking 

    (CSC)CSC is an example 

    of  broad range of  

    stress‐corrosion

     

    cracking, defined 

    as 

    corrosion 

    accelerated by 

    tensile stress.

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    Protection1. Mud remaining  noncorrosive;

    2. Maintaining 

    high pH

    3. Oxygen scavengers

    4. Corrosion control

     of 

     CO2

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    Thanks!