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Protezione delle tubazioni di rivestimento contro la corrosione e il degrado dei materiali
Rilevamento della corrosione nelle tubazioni di rivestimento mediante prove non distruttive
I controlli non distruttivi (CND) consentono di rilevare la corrosione nelle tubazioni di rivestimento con velocità e precisione, preservando intatta l’integrità strutturale delle tubazioni stesse. L’assottigliamento della parete causato dalla corrosione viene rilevato mediante misurazione ultrasonica dello spessore. Le tecniche CND sono in grado di rilevare assottigliamenti della parete con una profondità di circa 0,1 mm e successivamente di misurarne la profondità. Vengono effettuate scansioni su tutta la lunghezza del tubo per rilevare la corrosione localizzata (pitting) e le fessure, sfruttando le perturbazioni generate nel tubo in presenza di un campo magnetico mediante la tecnica di rilevamento della dispersione del flusso magnetico (MFL). Il rilevamento di fessure sottosuperficiali può essere effettuato mediante prove ultrasoniche ad array multifocalizzato (PAUT). Quando utilizzate in combinazione, queste tecniche consentono di identificare assottigliamenti critici della parete che superano una profondità pari a circa il 10% dello spessore totale della parete. Le ispezioni CND eseguite ogni sei-dodici mesi consentono di monitorare e stabilire una linea di riferimento per l’integrità strutturale, con una riduzione del ~47% degli arresti non pianificati.
Mappatura del degrado e valutazione della resistenza delle tubazioni di rivestimento per servizi acidi (sour service) esposte a H₂S e CO₂
Una valutazione della resistenza del tubo di rivestimento alle condizioni aggressive causate da acido solfidrico (H2S) e anidride carbonica (CO2) è fondamentale. Il test NACE TM0177 espone i materiali a soluzioni sature di H2S sotto tensione controllata per valutare la tendenza alla rottura da solforazione sotto sforzo e la resistenza del tubo di rivestimento all’H2S. La mappatura della degradazione utilizza la spettroscopia di impedenza elettrochimica abbinata a modelli computazionali per chiarire le mappe di corrosione dei tubi. Questa tecnica fornisce informazioni decisive per la determinazione della soglia relativa alle pressioni parziali di CO2 superiori a circa 30 psi, che favoriscono la corrosione dolce. Nei condotti contenenti H2S con concentrazioni ≥ 50%, sulla base delle matrici di selezione dei materiali, le leghe cromo-molibdeno risultano i materiali preferiti. La valutazione continua della composizione dei fluidi di fondo pozzo e dei gradienti di temperatura è importante per una gestione completa e tempestiva della rottura indotta dall’idrogeno (H2) e di altri rischi di perdita di contenimento.
Sicurezza e affidabilità dei collegamenti e delle filettature
API RP 5C1 per filettature tubi di rivestimento: specifiche relative al lubrificante e alla coppia
Prevenire il grippaggio dei filetti e garantire che i giunti siano ermetici nei confronti dei gas mediante una lubrificazione controllata e l’applicazione della coppia prescritta. Applicare uniformemente il lubrificante per filetti API su tutti i filetti prima del serraggio e non discostarsi mai dai requisiti di coppia e rotazione stabiliti dall’API RP 5C1, al fine di evitare il rischio di disconnessione per sovraccarico (coppia insufficiente) o il rischio di microfessurazioni (coppia eccessiva). La precisione del controllo della coppia è garantita da chiavi idrauliche con tolleranza entro il ±5%; il giunto resistere così a pressioni in pozzo superiori a 10.000 psi. Ai fini della tracciabilità e della conformità standardizzata alle normative, tutti i parametri devono essere documentati.
Valutazione dei danni microscopici ai filetti e norme per la verifica dei giunti
Ogni giunto deve quindi essere verificato mediante prova idrostatica, inizialmente a una pressione pari a 1,5 volte la pressione di esercizio. Tale prova deve essere registrata conformemente allo standard API 5CT. Questo metodo riduce del 63% i guasti dei giunti in condizioni di elevata sollecitazione e alta velocità.
Stoccaggio e manipolazione dei tubi di rivestimento
Misure protettive contro il sole e il mare
La conservazione dell'integrità del tubo di rivestimento è essenziale prima che il tubo venga inserito nel terreno. Per posizionare il tubo di rivestimento in posizione verticale lungo unità di scaffalatura progettate da ingegneri chimici, va utilizzato un polimero idrofilo. Tale polimero migliora ulteriormente la caratteristica idrofila del rivestimento impedendo la formazione di piccole zone di sollevamento che favoriscono la corrosione del tubo di rivestimento. Infine, per proteggere il contenitore di stoccaggio dai danni causati dai raggi UV, è fondamentale utilizzare un contenitore dotato di protezione UV integrata. Tali danni possono verificarsi già dopo soli 30 minuti e spesso provocano danni permanenti alla barriera protettiva a base di idrocarburi. Per garantire un costante interasse di 30 cm tra i tubi di rivestimento, durante lo stoccaggio vanno posizionate, in orizzontale all’interno del contenitore, barre distanziatrici progettate da ingegneri chimici. Durante i periodi di stoccaggio, il tempo di presa (nip time) viene verificato mediante un contenitore di stoccaggio adeguatamente costruito, poiché l’interasse costante di 30 cm tra i tubi di rivestimento previene la corrosione del rivestimento. Il contenitore di stoccaggio è inoltre monitorato con un igrometro digitale per garantire che la formazione precoce di pitting sia mantenuta a un’umidità relativa costante del 45 %.
Integrare rivestimenti protettivi con soluzioni per la gestione dei fluidi di perforazione
Ruolo dei fluidi di perforazione stabilizzati dal pH nella corrosione delle tubazioni di rivestimento
A un pH di circa 10, i fluidi di perforazione mantengono un certo livello di solubilità per H2S, CO2 e altri gas disciolti che inducono corrosione, riducendo così le reazioni corrosive positive dovute alla presenza di acidi disciolti gassosi. Gli additivi alcalini riducono la corrosione nei metalli del 70% in ambienti acidi (sour), nei quali vengono mantenuti solubilità del metallo, pH e corrosione. Con una reologia ottimale per il trasporto dei trucioli, la composizione chimica rimane bilanciata, determinando una riduzione della corrosione localizzata (pitting) e un prolungamento della vita utile delle tubazioni di rivestimento interne, senza compromettere la durabilità delle tubazioni di rivestimento durante le operazioni di perforazione.
Prestazioni dei rivestimenti epossidici e dei rivestimenti epossidici a fusione (FBE) sulle tubazioni di rivestimento in condizioni estreme
In climi moderatamente aggressivi, un rivestimento epossidico rappresenta un’ottima soluzione economica per superare le prime difficoltà legate alla barriera clorurica contro la corrosione. Per condizioni estreme di temperatura (120 °C) e alta pressione, nonché in ambienti sottomarini o geotermici, il rivestimento epossidico a fusione (FBE) è la scelta preferita, poiché offre le migliori prestazioni in termini di adesione, resistenza al distacco catodico e durabilità contro l’erosione; secondo i dati industriali disponibili, i tubi di rivestimento con rivestimento FBE utilizzati in pozzi geotermici altamente aggressivi hanno dimostrato una resistenza all’erosione fino al 40% superiore rispetto ai rivestimenti epossidici standard, garantendo nel contempo un servizio di oltre 15 anni.
Domande frequenti
Le prove non distruttive (NDT) sono diventate un metodo di prova essenziale per i sistemi di tubi di rivestimento. Che cosa sono e perché sono fondamentali per i tubi di rivestimento?
Le prove non distruttive (NDT) hanno un impatto nullo o trascurabile sull’integrità strutturale del componente testato e sono essenziali per identificare la corrosione iniziale dei tubi di rivestimento.
In che modo la valutazione della resistenza all'H2S/CO2 per i tubi di rivestimento in condizioni acide aiuta nella selezione dei tubi di rivestimento da utilizzare in tali ambienti corrosivi?
Ciò consente di valutare l'intero tubo di rivestimento per quanto riguarda la corrosione, in particolare la corrosione sotto sforzo indotta da solfuro di idrogeno e anidride carbonica, in tali ambienti.
Quali sono i vantaggi dell'applicazione dei rivestimenti in epossidico a fusione (FBE)?
I rivestimenti FBE offrono un'adesione superiore, una maggiore resistenza al distacco catodico e una maggiore durata nelle condizioni estremamente gravose cui sono sottoposti i tubi di rivestimento.
Perché i tubi di rivestimento devono essere immagazzinati correttamente?
Un corretto immagazzinamento preserva l'integrità dei tubi, proteggendoli dalla corrosione prematura e dai danni, garantendo così una vita utile prolungata e affidabile.
