L’industria petrolifera e del gas è stata a lungo in prima linea nell’uso di rivestimenti ad alta temperatura per prevenire la corrosione interna dei recipienti di processo e di altre apparecchiature che operano a temperature superiori a quella ambientale. Ecco alcune ottime ragioni.
Condizioni altamente corrosive
La ragione più ovvia per la crescita di questo settore nel campo dei rivestimenti sono le condizioni corrosive prevalenti in così tante fasi della lavorazione di petrolio e gas. La corrosione grave può influenzare le apparecchiature dagli impianti di produzione a monte alle raffinerie a valle. Questi meccanismi di corrosione sono principalmente a base acquosa, compresi alti livelli di cloruri e altre specie corrosive come l’idrogeno solforato e l’anidride carbonica. Queste condizioni causano alti tassi di corrosione su molti metalli e leghe. I rivestimenti protettivi a base di polimeri organici possono fornire un’ottima resistenza a lungo termine in molte applicazioni.
Le compagnie petrolifere e del gas sono molto esperte in materia di prevenzione della corrosione e hanno accumulato questa esperienza nel corso di decenni. Di conseguenza, in genere sanno quali tecnologie funzionano in determinate condizioni e quali no. Ma i nuovi cambiamenti del mercato stanno creando sfide sia per le compagnie petrolifere e del gas che per i produttori di rivestimenti.
Nuove sfide e temperature sempre più alte
Man mano che le riserve di petrolio e gas diminuiscono, l’industria è costretta a esplorare ed estrarre da giacimenti sempre più profondi e a produrre fluidi con livelli molto più elevati di sostanze corrosive rispetto al passato. A sua volta, ciò ha portato ad un aumento delle temperature e delle pressioni di lavorazione necessarie per produrre combustibili che soddisfino specifiche accettabili.
Per tenere il passo, all’industria dei rivestimenti protettivi è stato richiesto di sviluppare rivestimenti polimerici organici nuovi e migliorati in grado di gestire le temperature di esercizio più elevate e le condizioni corrosive. Chesterton/ARC offre una gamma di rivestimenti per alte temperature che affrontano una moltitudine di esposizioni.
L’industria petrolifera e del gas gestisce anche molte vecchie apparecchiature di processo progettate e fabbricate con materiali adatti a condizioni che non esistono più. Questa attrezzatura deve essere sostituita con una spesa considerevole o aggiornata applicando rivestimenti protettivi in polimero o rivestimento con un metallo o una lega più resistente alla corrosione.
Test e approvazione di nuove tecnologie di rivestimento ad alta temperatura
Una delle sfide affrontate dai produttori di rivestimenti protettivi è convincere i principali produttori di petrolio e gas che i nuovi rivestimenti resistenti a temperature più elevate possono resistere a queste condizioni operative più aggressive. Per le compagnie petrolifere e del gas, la posta in gioco è chiaramente alta. Il guasto di un rivestimento in un ambiente di processo che potrebbe comportare l’arresto di una piattaforma di produzione può costare all’operatore milioni di euro/dollari in perdita di produzione. La sicurezza è un altro criterio chiave soprattutto nella selezione di qualsiasi materiale utilizzato sia offshore che in raffineria. Tutti i nuovi materiali e le nuove tecnologie devono essere accuratamente testati e provati prima che gli ingegneri della corrosione ne consentano l’uso.
La maggior parte delle grandi compagnie petrolifere e del gas multinazionali mantiene i propri elenchi di rivestimenti qualificati e specificati che hanno soddisfatto i requisiti dei test di laboratorio e/o dell’esperienza sul campo. Spesso, i test di laboratorio devono essere eseguiti da laboratori di terze parti indipendenti seguendo metodi di test standardizzati. Tuttavia, molti operatori hanno i propri requisiti di prova unici che devono essere condotti affinché un rivestimento venga elencato nelle loro specifiche. Pertanto, devono essere condotti più test di laboratorio indipendenti per soddisfare i requisiti di tutte le compagnie petrolifere e del gas globali. Ciò si aggiunge alle spese per lo sviluppo di nuovi materiali e aumenta il tempo di sviluppo per portare sul mercato nuovi rivestimenti testati.
Sebbene possano esserci validi motivi per cui le compagnie petrolifere e del gas richiedono alcune differenze nei test sui prodotti che devono essere completati dai produttori di rivestimenti, il raggiungimento di un consenso più comune sui test potrebbe consentire ai produttori di rivestimenti di sviluppare nuove tecnologie più rapidamente e di investire di più in ricerca e sviluppo.
Nuovi progressi nel rivestimento e come funzionano
Esistono due principali tipi di polimeri che vengono utilizzati per il rivestimento interno di serbatoi e apparecchiature soggetti a corrosione acquosa a temperature e pressioni elevate:
- Polimeri epossidici
- Polimeri vinilestere
Sebbene questi tipi di polimeri siano utilizzati da decenni come rivestimenti protettivi, i recenti progressi in queste tecnologie hanno consentito ai produttori di produrre rivestimenti in grado di resistere a temperature di immersione molto più elevate in condizioni corrosive gravi.
Questi progressi sono stati resi possibili dallo sviluppo di polimeri che hanno temperature di transizione vetrosa (Tg) molto più elevate rispetto ai vecchi polimeri epossidici o vinilestere tradizionali. Mentre le tecnologie precedenti erano in grado di raggiungere Tg nell’intervallo da 50° a 60°C, questi nuovi polimeri ad alta temperatura (come quelli utilizzati nel rivestimento ad alta temperatura ARC S5 – lo sviluppo più recente della AW Chesterton Company) hanno una Tg fino a 210 °C, consentendo l’immersione continua a temperature fino a 180 °C.
Anche i rivestimenti protettivi a base di polimeri vinilestere hanno visto progressi negli ultimi anni in termini di capacità di Tg finale. Tuttavia, l’uso di rivestimenti a base di esteri di vinile è in calo nell’industria petrolifera e del gas a causa della natura più pericolosa di questi rivestimenti durante l’applicazione.
I rivestimenti ad alta temperatura sono generalmente utilizzati su apparecchiature che trattano fluidi di processo acquosi, dove la corrosione acquosa è un problema. Le aree di applicazione includono recipienti separatori, scambiatori di calore e dispositivi di raffreddamento, recipienti a coalescenza, tamburi knock out, tubi e bobine di tubi, pompe, valvole e una vasta gamma di altre apparecchiature.
Le partnership porteranno nuove tecnologie sul mercato più velocemente
Guardando al futuro, è certo che l’industria petrolifera e del gas dovrà affrontare nuove sfide che richiederanno nuove soluzioni, soprattutto quando si tratta di protezione dalla corrosione in ambienti ad alta temperatura. I produttori di rivestimenti protettivi come AW Chesterton Company sono pronti ad affrontare queste sfide e non vedono l’ora di costruire partnership con l’industria petrolifera e del gas per portare nuove tecnologie sul mercato più rapidamente e per consentire un’adozione e un’accettazione più facili.
Scopri di più sulla corretta preparazione della superficie per il successo dei rivestimenti.
Articolo di Nick Wilson