חלודה לעולם לא נעלמת ככה סתם

קורוזיה היא אחת הסכנות המשמעותיות במגזר הנפט והגז. יש לה השלכות בטיחותיות, סביבתיות ומסחריות חמורות. ברוס מקנזי, מנהל טכני, על האופן שבו יש להתמודד איתה

Petroleum Review

ממחקר שערכה ההתאחדות הלאומית של מהנדסי הקורוזיה (NACE) עולה כי ההוצאה השנתית הנגרמת בשל קורוזיה במגזר התעשייתי בעולם עומדת על 2.5 טריליון דולר. זו אחת הסכנות הגדולות ביותר שחברות הפועלות בתעשיות מסוכנות צריכות להתמודד איתה, במיוחד במגזר הנפט והגז. לסכנה זו מתלוות השלכות בטיחותיות, סביבתיות ומסחריות חמורות והיא עלולה לפגוע במוניטין של אותן חברות. לפי ‘מרכז טכנולוגיית הגז והנפט’ ((OGTC, הקורוזיה עולה לכלכלה הבריטית כ-34 מיליארד דולר בשנה.
הקושי העיקרי לתעשיית הנפט והגז הוא הנוכחות של קורוזיה חיצונית, הפוגעת בתכונות הפונקציונאליות המתכתיות (מטלורגיה) של מבנים, צנרת וציוד. זה יכול גם להתבטא בשבירה של סגסוגות עמידות לקורוזיה בגלל נוכחות של מלחים הנמצאים באוויר או במי ים. באופן כללי, אף רכיב לא עמיד, גם לא כשהוא מבודד לסוג אקלים אחד, כאשר כל אחד מסוגי האקלים מציב אתגרים ברורים במונחים של ירידת גשמים, רוח, טמפרטורה ותנאי תפעול.
יש צורות ומקורות שונים ורבים של קורוזיה חיצונית, אך באופן כללי ניתן לסווג אותם לאלה שניתן לראותם בעין בלתי מזוינת ולאלה שלא. הסוג השני שכיח יותר ומכונה קורוזיה מתחת לבידוד ((CUI, גורם השחיקה החיצוני המשמעותי ביותר בתעשיית הנפט והגז. במחקר שנערך במרכז הטכנולוגי לנפט וגז התברר ששישים אחוז מהכשלים של הצנרת במדף היבשתי של בריטניה נובעים מקורוזיה מסוג זה. קורוזיה מתחת לבידוד קשה במיוחד לאבחנה בגלל הבידוד המקיף אותה או הציפוי הכבד המסתיר את הבעיה.
בנוסף, יוזמות ויעדים לטווח ארוך של התעשייה כגון תכנית Maximising Economic Recovery מהמדף היבשתי של בריטניה הגבירו את הפעילות והאריכו את חיי הנכסים בו. כתוצאה מכך, למרות שלא זאת הייתה הכוונה, גדל הסיכון לקורוזיה נראית לעין ולקורוזיה מתחת לבידוד, ששכיחות במיוחד בנכסים מתבגרים.
תעשיית הנפט והגז זקוקה לפתרונות מתקדמים שיהוו צמצום אפקטיבי יותר ואיתור וחשיפה של קורוזיה גלויה וסמויה ושליטה טובה יותר בבטיחות, בפריון ובהוצאות האחזקה.

ההשפעה של שיוב מוגבר (הפקה בשיטות מתקדמות)
קורוזיה חיצונית גורמת בעיות שמתפתחות לאורך שנים ואפילו עשורים. למשל, בים הצפוני, רוב האסדות נבנו וצופו כך שיפעלו 15-20 שנה; רבות מהן עדיין פועלות 30 או 40 שנה לאחר מכן. זה הוא אחד הגורמים העיקריים לשחיקה של המבנה ושל הציוד.
על מנת לטפל בבעיה השיק המרכז הטכנולוגי לנפט וגז תכנית להפחתת התקלות שגורמת בעיקר הקורוזיה מתחת לבידוד, ובמסגרתה יוקצו עד שנת 2026, 1.25 מיליון דולר לפתרונות חדשים. אם מפעילי האסדות יצליחו להתמודד עם הבעיה, ניתן יהיה לחסוך 25-30 אחוז מהעלות השנתית הנובעת מקורוזיה. עם תמריץ מחודש זה, בגיבוי של גופים תעשייתיים כולל מכון האנרגיה הבריטי ומכון הנפט האמריקאי (API), צצות טכנולוגיות וגישות אנליטיות מתקדמות יותר כדי להיאבק בבעיית הקורוזיה החיצונית. להלן מספר פתרונות זמינים.

פיתוחים עדכניים של תוכנה מאפשרים תכנון ותכניות לטווח ארוך של כל היקף התחזוקה ושלמות המבנה הנדרשות. אם וכאשר יתעורר הצורך, צוותי בדיקה יערכו בנכס בדיקות ויעריכו את הציפוי, הבידוד והאזורים המועדים לקורוזיה

חלודה, קורוזיה, אסדות קידוח

בדיקה מבוססת סיכון וניתוח נתונים

בדיקה מבוססת סיכונים –  RBI- יחד עם ניתוח נתונים אינטואיטיבי יספקו תובנות מתקדמות ויעילות גבוהה יותר בהשוואה לשיטות מסורתיות. זה נכון במיוחד כשצריך לטפל בקורוזיה שמתחת לבידוד, משום שבדיקה ויזואלית בלבד, למשל במקרה של חיפוי שנפגם, לא תהיה מהימנה במיוחד.

השימוש ב –Risk Based Inspection  – פיקוח מבוסס על סיכוני קורוזיה ובניתוח נתונים אנליטיים מאפשר לאסוף, לתייג ולפקח על כמויות אדירות של מידע תכנוני ותפעולי על כל סוגי הציוד. לאחר מכן ממנפים נתונים אלה בצורה מועילה יותר על מנת לספק אינדיקציה מדויקת לסיכון ותקופת הידרדרות הנותרת של תכונות פונקציונליות של הציוד. פיתוחים עדכניים של תוכנה מאפשרים תכנון ותכניות לטווח ארוך של כל היקף התחזוקה ושלמות המבנה הנדרשות. אם וכאשר יתעורר הצורך, צוותי בדיקה יערכו בנכס בדיקות ויעריכו את הציפוי, הבידוד והאזורים המועדים לקורוזיה וכך ידווחו על ממצאיהם ויספקו פתרונות במקרים של חשש לבעיה חמורה.

אוסף הנתונים יכול לכלול את מפרט החומר, עובי הדופן, תוספת שיתוך (עובי נוסף המוקצב מעל לדרוש לעמידתה של מתכת, שיאבד כתוצאה משיתוך), חומר הבידוד, סוג וגיל הציפוי, מצב ציפוי המתכת בשכבת המגן והסבירות לכניסת מים אל מתחת למעטה הבידוד. ניתן להוסיף למודל האנליטי אוסף נתונים פיזיים, מידע הקשור לטווח הטמפרטורה הפעיל, תכולת כלוריד חיצוני וגיל התשתית; כל הגורמים שמשפיעים על ההסתברות שתתרחש תקלה.

לאחר מכן מנתחים את אוסף הנתונים יועצים מומחים המשתמשים במגוון של טכניקות, כולל אלגוריתמים ומדע נתונים. הניתוח מאתר ומזהה בעיות פוטנציאליות, מפחית בזבוז ומתמקד מחדש בפעילויות בדיקה ואחזקה באמצעות בחירת הטכניקות היעילות ביותר המתרכזות בשטחים המועדים ביותר לסכנה. הוא יכול לזהות ‘שחקנים מזיקים’, או פרטי ציוד שהם פחות סובלניים להגרעה (במיוחד לסיכון של כשל מוקדם מדי). במקומות שבהם זוהו כשלים, ניתן להוציא לפועל תכנית אחזקה פרטנית או תכנית חליפית כדי לטפל בהם.

התקדמות בתחום בדיקות ללא הרס הגבירה את היעילות של פעולות אחזקה מתוכננות ואת צמצום משך ההדממה שנגזר מהן. השימוש בבדיקה לא חודרנית בציוד, המתייחסת לבדיקת נכסים עם מינימום הפרעה לפעילות שלהן, לפי הדגשים של ניתוח סיכונים ונתונים

טכנולוגיית בדיקה משופרת
באמצעות שילוב של תוכנה מתוחכמת לניהול סיכונים וטכנולוגיית בדיקה ללא הרס Non-Destructive Testing, ניתן לשפר עוד את איכות ותהליכי הבדיקות כדי לגלות נושאים בעייתיים גלויים וסמויים. התקדמות בתחום בדיקות ללא הרס הגבירה את היעילות של פעולות אחזקה מתוכננות ואת צמצום משך ההדממה שנגזר מהן. השימוש בבדיקה לא חודרנית בציוד ובדגשים של ניתוח סיכונים ונתונים הוכיח את עצמו כערובה נוספת.
חברה בריטית המספקת שירותי ומוצרי הנדסה בעיקר לתעשיית האנרגיה הימית, השיקה פתרון רדיוגרפיה דיגיטלי חדש, מערכת ה-Trip Avoidance X-ray Inspection, המכוונת לצמצם את מספר ההשבתות הלא מתוכננות. הטכנולוגיה הזאת משנה מהיסוד את האופן שבו נערכות בדיקות קורוזיה חיצונית וקורוזיה מתחת לבידוד בזמן שהמתקן נמצא בפעילות. בעקרון, היא מחברת קרני רנטגן ותקשורת איתור דיגיטלית המעבירה את הגילוי תוך זמן מועט מאוד, ומספקת תמונות דיגיטליות באיכות גבוהה של קורוזיה מתחת למעטה הבידוד. המערכת מסלקת את הסיכון שהרדיוגרפיה תפגע בפעילויות הייצור. באמצעות שימוש במידע חזוי על האופן שבו פעימות רדיואקטיביות פועלות הדדית עם גלאים נוקלאונים, מפעילים יכולים לצמצם את ההשפעות הגורמות לזמן דמימה מופחת של מתקן וציוד ובד בבד לשפר את תהליך הבטיחות וההתייעלויות.

פתרונות של ‘מצא ותקן’

בניגוד לקורוזיה מתחת למעטפת בידוד, במקרים של קורוזיה חיצונית גלויה לעין מסתמכים פחות על טכנולוגיית בדיקה לא פולשנית ויותר על גישה ישירה של פתרונות של ‘מצא ותקן’. פתרון אחד הוא ציפוי הנכס בצבע אפוקסי דו רכיבי החזק ועמיד במיוחד לאזורים ולתנאים הקשים ביותר ומספק הגנה מקסימלית בפני קורוזיה. ציפוי זה מתוכנן לשימוש במהלך בדיקה שגרתית ומאפשר לצוותי הבדיקה להכשיר אזור של קורוזיה כללית וליישם ציפוי על הנקודה הבעייתית, ציפוי שבולם את תהליך הקורוזיה. חלק מהציפויים יצמצמו קורוזיה חיצונית ברמה מסוימת עד חמש ואפילו עשר שנים, זמן מספיק לשמור נכסים בוגרים יותר עד להוצאתם מכלל פעילות. פתרונות מהירים אלו מאפשרים מרווח של זמן שבו אפשר לשקול ולהביא בחשבון תמונה רחבה יותר של שמירה על רמה מתוכננת של קורוזיה (תחזוקה מונעת) ותיקון הנכס במידת הצורך. אך פתרונות של ‘מצא ותקן’ משמשים לרוב כפלסטר ומציעים פתרון זמני במקום גישה הוליסטית המגלה ומצמצמת קורוזיה חיצונית הרבה יותר מוקדם בתהליך.

 

אם מפעילי האסדות יצליחו להתמודד עם הבעיה, ייחסכו 25-30 אחוז מהעלות השנתית הנובעת מקורוזיה. עם תמריץ מחודש זה, בגיבוי של גופים תעשייתיים צצות טכנולוגיות וגישות אנליטיות מתקדמות יותר כדי להיאבק בבעיית הקורוזיה החיצונית

השימוש בבדיקה לא חודרנית בציוד ולפי הדגשים של ניתוח סיכונים ונתונים, הוכיח את עצמו כערובה נוספת

עמידה באתגר של התעשייה

בכל הקשור למניעת קורוזיה, אין פתרון קסם. צוותים מוכשרים בעלי מוטיבציה גבוהה שפועלים בשיתוף פעולה מתמשך עם יצרני הציוד משתמשים במחקר ופיתוח של פתרונות חדשניים ומשופרים. בנוסף יש מפעילים וגופים תעשייתיים הנוקטים פעולות מניעה ופועלים יחד כדי להגיע לנהלים טובים ומוסכמים בתעשייה, כמו המדריך המעודכן לטיפול בקורוזיה של מכון האנרגיה הבריטי EI. כל אלה יובילו להתקדמות נוספת בגילוי וטיפול בקורוזיה, ויסייעו בשיפור האמינות ובהפחתת הסיכון.

הבשורות הטובות הן שאם כל הגורמים הללו יפעלו יחד ויהיו ממוקדים במטרה, אפשר יהיה להשיג טיפול אפקטיבי וצמצום בקורוזיה.