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Uso duplex na indústria de petróleo e gás

Introdução: Nas últimas décadas, as condições corrosivas na indústria de petróleo e gás cresceram em severidade. A indústria petrolífera offshore empurra continuamente a exploração de petróleo para maiores profundidades, o que leva a condições de pressão mais elevadas e ambientes mais duros. Além disso, tecnologias avançadas permitiram maior produção total a partir de reservatórios domésticos, o que, por sua vez, aumentou tanto a vida útil dos poços subterrâneos quanto a concentração de agentes corrosivos nesses poços. Como um campo de idades, a razão de água para óleo nos fluidos produzidos aumenta para níveis de 95% ou mesmo mais elevada i. A fim de se adaptar a esses ambientes difíceis, e também para proteger-se contra o alto custo da falha de componentes, tornou-se fundamental garantir que as ligas corretas sejam escolhidas para aplicações dentro da indústria de petróleo e gás. Isso criou uma excelente oportunidade para o duplex 2205 e outros aços inoxidáveis ​​duplex. O inox duplex foi introduzido pela primeira vez na indústria de petróleo e gás no final dos anos 1970, quando foi selecionado para gasodutos de gás natural. Na época, essa escolha de seleção proporcionou um avanço comercial crítico para o duplex 2205 (UNS S32305 / S31803). Ajudou a preparar o caminho para a aceitação do Duplex 2205 não apenas na indústria de petróleo e gás, mas também em muitas outras indústrias. Agora, mais de 30 anos depois, o Duplex 2205, duplexes superdimensionados, super duplex e hiper duplex, todos desempenham um papel cada vez maior nas indústrias de petróleo e gás onshore e offshore. Produção de Petróleo e Gás: Os processos de produção de petróleo e gás variam um pouco com base no ambiente, mas os degraus de alto nível permaneceram relativamente constantes ao longo do tempo. O óleo é encontrado em reservatórios nas profundezas do oceano ou no subsolo, e é extraído junto com gases mistos e água, usando tubulação de alta pressão de pequeno diâmetro. Uma vez que a mistura de óleo atinge a superfície, ela passa por uma cabeça de poço e, em seguida, é normalmente alimentada por tubulações laterais de maior diâmetro e menor pressão até alcançar um recipiente separador. No recipiente separador, os gases sobem para o topo, a água flui para o fundo e os óleos separam-se no meio. O gás é tipicamente reinjetado novamente no reservatório, refinado e comercializado ou queimado. A água é injetada de volta no reservatório. O óleo é então enviado para um gasoduto para entrega em uma refinaria, terminal de navio-tanque,Eu Benefícios do duplex 2205 e outros aços inoxidáveis ​​duplex: Existem dois benefícios significativos do aço duplex que tornam este material tão atraente para a indústria de petróleo e gás. Primeiro, tem excelente resistência aos vários meios corrosivos que são normalmente encontrados em ambientes onshore e offshore. Estes incluem principalmente CO2, gases de H2S, cloretos, condições de pH baixo e água. A alta resistência do aço duplex ao craqueamento por corrosão sob tensão induzida por cloreto é de particular importância aqui. Em segundo lugar, sua alta resistência é extremamente benéfica ao lidar com as altas pressões encontradas em grandes profundidades. Os aços duplex também podem oferecer algumas vantagens em termos de custo de material em comparação a opções alternativas, mas o custo inicial geralmente não é um fator primordial, especialmente para extrações submarinas. O alto custo de falha em campos de petróleo de grandes profundidades torna imperativo que o melhor material para o trabalho seja selecionado antecipadamente. Assim, é essencial que todos os cálculos de custos incluam a manutenção da vida útil e os possíveis riscos de custo devido a falhas, a fim de avaliar verdadeiramente os custos ao selecionar os materiais. Aplicações Duplex: Duplex 2205 e outras classes duplex são cada vez mais o material de escolha para sistemas de tubulação de processo, separadores, lavadores, bombas, manifolds, componentes para árvores de x-mas, linhas de fluxo e tubulações transportando óleos e gases corrosivos. Nos casos em que a resistência ao design do estresse é importante, os graus super e hiper duplex são preferidos. As classes duplex se tornaram padrão na tubulação interna do tubo flexível e nos umbilicais. Não só os tipos duplex protegem contra a corrosão, mas são capazes de suportar seus próprios pesos em águas profundas ii . Estudos de Caso Duplex 2205: O duplex 2205 tem sido utilizado em inúmeras aplicações na indústria de petróleo e gás ao longo dos anos. Aqui está um exemplo bastante recente. Duplex 2205: Petroleum Development Oman implementou tubos de aço inoxidável Duplex 2205 para uma linha de fluxo de gás natural no campo Burhan West em Omã em 2007. O Duplex 2205 foi selecionado devido às suas propriedades de alta resistência e resistência à corrosão. O duplex 2205 normalmente funciona bem em ambientes que incluem a presença de dióxido de carbono na corrente de gás úmido. Além disso, foi selecionado devido à disponibilidade de material no momento. O gasoduto Burhan West Field tem trinta e seis quilômetros de extensão e passa pelo deserto e pelos wadis. Os diâmetros dos tubos Duplex 2205 foram especificados em 8 e 14 polegadas para a dimensão externa. Eles são projetados para facilitar a evacuação de uma mistura de gás úmido e condensado a uma taxa de 1,5 a 4 milhões de metros cúbicos por dia. iii Estudos de casos Super e Hyper Duplex: Super e Hyper Duplexes estão ganhando popularidade na indústria de petróleo e gás, e são particularmente úteis em casos onde a resistência ao design de estresse é importante. Existem muitas classes projetadas para esse fim, incluindo SAF2906 (UNS S32906), 3207HD (UNS 33207) e Super Duplex 2507 (UNS32750). Super Duplex 2507: A Petro Canada implementou recentemente a tubulação Super Duplex 2507, juntamente com o código Duplex 2205 mais dois®, no desenvolvimento de seu campo de petróleo na costa de Newfoundland, Canadá, para combater a corrosão da água salgada com a tubulação iv existente . O Super Duplex 2507 é um aço super-duplex de alta liga para serviço em condições extremamente corrosivas. Desenvolvido principalmente para aplicações expostas a altas tensões em ambientes contendo cloro como a água do mar, ele contém quantidades elevadas de cromo, molibdênio e níquel. Tem alta resistência à tração, alta resistência ao impacto, baixa expansão térmica, alta condutividade, excelente resistência à corrosão sob tensão, e alta resistência à corrosão v . Estudos de Caso Lean Duplex: Enquanto os aços inoxidáveis ​​hiper e super duplex estão sendo utilizados em áreas que exigem propriedades avançadas em comparação com o duplex 2205, os duplexes flexíveis oferecem uma oportunidade de redução de custos quando o Duplex 2205 é um exagero para uma aplicação. Além disso, os duplexes magros têm boa soldabilidade, o que é muito vantajoso na construção de tubulações flexíveis e umbilicais. iv Aqui estão alguns estudos de caso para os duplexes enxutos LDX 2101 (UNS S32101) e AL2003 ™ (UNS S32003): LDX2101: A Technip utilizou o LDX 2101 para o projeto Dalia em águas profundas da Total em Angola. Além disso, RathGibson utilizou o LDX2101 na construção de tubos umbilicais revestidos com zinco. iv O duplex 2101, que é mais resistente à corrosão do que o 304, tem o dobro da resistência ao escoamento e pode proporcionar uma economia significativa em custo e peso. AL2003®: Em 2007, o lean duplex AL2003 foi utilizado com sucesso pela primeira vez em tubos flexíveis ilimitados. Foi utilizado pela Murphy Oil em um campo de petróleo offshore de Sabah, na Malásia, conhecido como o Campo Kikeh. Tubos flexíveis não acoplados são freqüentemente usados ​​em todo o mundo para transportar fluidos de produção de campos de petróleo e gás sob o oceano. Esses tubos normalmente consistem em materiais de polímero e aço carbono que são extrudados e enrolados helicoidalmente ao redor de uma carcaça interna de aço inoxidável. Duplex 2205 e aços austeníticos estão em uso há muitos anos para a carcaça de tubos flexíveis. Tubulação flexível absolutamente precisa de bom desempenho de corrosão. Além disso, para campos petrolíferos profundos, a alta resistência é outro componente crítico. À medida que os níveis de estresse do tubo aumentam, são necessárias áreas maiores de seção transversal, aumentando ainda mais o peso. O campo Kikeh a 1400m era efetivamente muito profundo para considerar 316L para a tubulação. Vários testes foram realizados para avaliar a resistência ao colapso, resistência à erosão, força, resistência à corrosão com base no ambiente esperado e resistência à fadiga. Com base nesses testes, determinou-se que o AL2003 atendeu ou excedeu 316L em todos os testes de qualificação e é considerado uma alternativa melhorada à carcaça 316L em tubos flexíveis ilimitados. O AL2003 também foi testado contra o duplex 2205. Enquanto o duplex 2205 superou o AL2003 em muitas áreas, os resultados foram tais que essa nota foi considerada satisfatória para o ambiente Kikeh. O AL2003 oferece um bom custo benefício em relação ao Duplex 2205 e é considerado ideal para as demandas de alta pressão dos sistemas de tubulação offshore que transportam petróleo e gás de suave a moderadamente azedo.vi Referências: Apêndice S - “Exploração e Produção de Petróleo e Gás”. Www.corrisioncost.com. Laboratórios da CC Technologies. Rede. Chater, James. "A última fronteira: a caça ao petróleo e gás marinhos". Www.stainless-steel-world.net. Mundo do Aço Inoxidável, junho de 2008. Web. “Tubulações de aço inoxidável frente e verso 2205 | Outokumpu. ”Aço Inoxidável para Uso Industrial na Indústria de Arquitetura, Construção, Construção, Transporte, Química, Energia, Catering e Processos. | Outokumpu. Outokumpu. Rede Chater, James. "Monte Everest no Mar". Www.stainless-steel-world.net. Junho de 2007. Web. “Estudo de Caso: Desenvolvimento de Campo de Petróleo Offshore”. Www.outokumpu.com. Outokumpu. Rede. Dunn, John, David Hasek, Angus Cameron e Richard Clements. “Estudo de Caso Lean Duplex AL2003: Flowlines Flexbile para um Desenvolvimento de Campo de Petróleo Offshore” www.stainless Steel World. KCI Publishing, 8 de novembro de 2007. Web.