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パイプラインの腐食:予防と管理

このブログでは、パイプラインの腐食とは何か、腐食の原因とは何か、腐食の管理方法について説明します。

20 April '23

セノスコ・パイプラインの腐食:予防と管理

パイプラインの腐食は、パイプラインの材料がその周囲環境との化学反応により、時間の経過とともに劣化したり弱くなったりし始めることで発生します。腐食は、プロセス機器やパイプラインを使用する産業が直面する重要な課題です。腐食の管理に失敗すると、漏れや爆発、コストのかかるダウンタイムにつながる可能性があります。NACE Internationalが実施した調査によると、腐食の世界的なコストは2.5兆ドル、2013年の世界GDPの3%以上と推定されています。そのため、腐食を理解し管理することは、資本コストの削減やダウンタイムの短縮により、数百万ドルの節約につながります。

パイプラインの腐食とは何か?

パイプラインやパイプの腐食、あるいはあらゆる腐食とは、簡単に言えば、金属が周囲環境との相互作用によって、より化学的に安定した酸化物に分解されることである。プロセス配管やパイプラインの場合、多くの場合、配管によって運ばれる流体が問題となる。様々なプロセスが腐食を引き起こし、またその一因となる:

  • 化学反応:配管を通じて輸送される流体と環境中の化学物質との相互作用は、腐食を引き起こす可能性がある。例えば、プロセス流体中に含まれる酸素、二酸化炭素、硫化水素、有機酸はすべて腐食の原因となり、海水や腐食性土壌との接触も同様である。
  • 微生物による腐食:プロセス流体中のある種の細菌は、パイプラインの腐食につながる酸を生成する可能性がある。
  • 摩耗:パイプラインを流れる粒子や流体は、パイプラインを摩耗させ、パイプラインの腐食につながる可能性がある。
  • 電気化学反応:異なる種類の金属が接触すると電気化学反応が起こり、腐食につながる。
  • メンテナンスの欠如:パイプラインの保守を怠ることも、パイプラインの腐食につながる。

腐食はどのように管理できるのか?

パイプラインの腐食を管理するには、十分な情報に基づいたアプローチが必要であり、腐食を引き起こすプロセスの多くは、腐食速度の推定値を作成するためにモデル化することができる。腐食に至るプロセスを理解することで、腐食を管理するための予防保全プログラ ムを開発することができる。腐食軽減戦略においては、多くの要因を考慮する必要がある:

  • 材料の選択:パイプライン、井戸、およびその他のプロセス機器は、保護パイプコーティングの有無に関わらず、様々な異なる合金から設計、建設される。それぞれのパイプのコストは大きく異なることがあり、適切な材料を選択することがプロジェクトの実行可能性に影響します。
  • 腐食抑制剤:これらの化学薬品は、腐食速度を低下させるために、パイプラインで運ばれる流体に添加することができる。
  • パイプ・コーティングパイプラインの腐食を防ぐために、パイプに保護コーティングを施すことができる。例えば、セメントやエポキシのコーティングは、パイプラインを腐食から保護するために使用することができる。
  • 検査とモニタリング: 腐食速度を特定するために、非破壊検査、目視観察、または材料サンプリングを使用して、プロセス機器の検査を完了することができます。腐食モデルは、予期せぬダウンタイムを防ぐために、将来の検査スケジュールを最適化するために、実際の観察結果を使用して較正することができます。
  • 定期的なメンテナンス:パイプラインの清掃と保守を適切に計画することは、腐食を防止するのに役立つ。パイプラインをピグして堆積したゴミを除去したり、皮膜形成型腐食防止剤を塗布するなどの活動は、パイプラインやパイプの腐食速度を大幅に低減し、機器の寿命を延ばすことができる。

しかし、緩和策の第一歩は、常にパイプ内部の腐食速度を予測することである。

パイプラインの腐食はどのように予測できるのか?

パイプライン内部の腐食を予測するためには、基本的な予測モデルを考慮に入れる必要がある:CO2腐食、H2S腐食、有機酸腐食、O2腐食、微生物による腐食。

より高度な腐食モデルは、以下のプロセスをモデル化することができる:

  • 腐食によって放出されたFe2+に基づく水化学。
  • 混相流。
  • 温度勾配。
  • 水/アルコールの相分布と凝縮。
  • 水/ガス/油相における有機酸の分配。
  • トップ・オブ・ラインの腐食。

パイプライン腐食予測ソフトウェア: Hydrocor

Hydrocorは、配管、パイプライン、井戸の内部腐食速度を計算するための包括的なクラウドベースのソフトウェアソリューションです。Hydrocorは、CO2腐食、H2S腐食、有機酸腐食、O2腐食、微生物による腐食を考慮したモデルを適用して腐食速度を計算することができます。また、上記のすべての高度な腐食モデルも含まれています。

Hydrocorは、プロジェクトの設計段階において、プロセスに適した材料の選定を支援します。また、既存のシステムにおける配管/パイプラインの腐食率を計算し、腐食軽減戦略の実施を支援することもできます。

HydrocorはCenoscoのAssetIntegrity Management Systemを補完するもので、産業界が資産を管理し、人々の安全を守るためのツール群です。 IMS PLSS: Pipeline and Subsea Integrity Systemと併用することで、セノスコはあらゆる管轄区域の複雑な産業規制や環境規制に対応することができます。

Cenoscoは、アセットヘビー産業において20年以上にわたって製品をリードしてきたアセットインテグリティ管理ソフトウェア会社である。同社のIMSスイート・ソリューションは、安全性、資産の可用性を向上させ、資産管理コストを削減するために、スマートな検査とメンテナンスの意思決定を行うユーザーをサポートするように設計されています。現在、50カ国以上で数百の資産を保護するために利用されています。IMSスイートは、世界的に有名な石油・ガス業界のリーダーであるシェルとの共同開発により誕生しました。