Gestion de l'intégrité des actifs

Stray Current

La corrosion par courants vagabonds : une menace silencieuse dans les opérations pétrolières et gazières

La corrosion par courants vagabonds est une préoccupation majeure dans l'industrie pétrolière et gazière, en particulier lors d'opérations impliquant des environnements potentiellement explosifs. Elle fait référence au flux de courant électrique indésirable à travers la terre, provenant souvent de diverses sources comme les pipelines, les équipements électriques ou même les systèmes de protection cathodique. Ce courant errant peut causer des dommages importants aux structures métalliques, entraînant des réparations coûteuses, des arrêts de production et des risques de sécurité potentiels.

Comprendre le mécanisme :

Le flux de courant errant dans la terre est analogue à un circuit. Le point où le courant pénètre dans la terre est appelé la cathode, tandis que le point où il sort est l'anode. La différence de potentiel entre la terre et le tubage du puits, souvent appelée le potentiel de courant errant, est cruciale pour comprendre l'étendue du risque de corrosion. Cette différence de potentiel agit comme la force motrice du courant électrique indésirable pour circuler à travers la terre et finalement pénétrer dans le tubage du puits, ce qui peut entraîner une corrosion.

Potentiel de corrosion :

La corrosion par courants vagabonds est une forme de corrosion particulièrement agressive car elle est alimentée par une source électrique externe. Le flux de courant se concentre sur l'anode, provoquant une attaque localisée et pouvant entraîner une détérioration rapide du métal. La gravité de la corrosion est directement liée à l'intensité du courant errant, à la durée de l'exposition et à la conductivité du sol.

Minimiser le risque :

Avant que toute opération explosive ne puisse être menée, il est impératif de mesurer et de minimiser soigneusement les potentiels de courant errant. Cela implique d'identifier les sources de courants errants et de mettre en œuvre des stratégies d'atténuation. Voici quelques méthodes courantes :

  • Isolation : Isoler les pipelines et les équipements de la terre à l'aide de matériaux isolants pour empêcher les fuites de courant.
  • Liaison : Relier différentes structures métalliques ensemble pour garantir que le courant errant circule par un chemin contrôlé, empêchant la corrosion concentrée sur des composants spécifiques.
  • Optimisation de la protection cathodique : Optimiser le système de protection cathodique pour minimiser la génération de courants errants.
  • Surveillance régulière : Mesurer régulièrement les potentiels de courant errant et mettre en œuvre des actions correctives si nécessaire.

Conclusion :

La corrosion par courants vagabonds est une menace silencieuse et insidieuse dans les opérations pétrolières et gazières. Comprendre ses mécanismes, mettre en œuvre des stratégies d'atténuation adéquates et effectuer une surveillance régulière sont essentiels pour assurer la sécurité et l'efficacité des opérations. En gérant le potentiel de courant errant, les opérateurs peuvent réduire considérablement le risque de corrosion et maintenir l'intégrité de leurs infrastructures, protégeant ainsi les intérêts environnementaux et économiques.


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Quiz: Stray Current Corrosion in Oil & Gas

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the main cause of stray current corrosion?

(a) Chemical reactions between metal and surrounding fluids (b) Flow of unwanted electrical current through the earth (c) Temperature fluctuations affecting metallic structures (d) Mechanical stress on metal components

Answer

(b) Flow of unwanted electrical current through the earth

2. Which of the following is NOT a potential source of stray currents in oil & gas operations?

(a) Pipelines (b) Electrical equipment (c) Cathodic protection systems (d) Natural gas deposits

Answer

(d) Natural gas deposits

3. The point where stray current exits the earth is called the:

(a) Cathode (b) Anode (c) Electrode (d) Conductor

Answer

(b) Anode

4. What factor is NOT directly related to the severity of stray current corrosion?

(a) Magnitude of stray current (b) Duration of exposure (c) Type of metal used in the structure (d) Conductivity of the soil

Answer

(c) Type of metal used in the structure

5. Which of the following mitigation strategies is used to control the flow of stray currents?

(a) Increasing the pressure within pipelines (b) Implementing a regular cleaning schedule for equipment (c) Bonding different metallic structures together (d) Using high-grade steel alloys for construction

Answer

(c) Bonding different metallic structures together

Exercise: Stray Current Mitigation

Scenario: A new oil well is being drilled in a region known for its high soil conductivity. The well casing is made of carbon steel. During installation, stray current potentials of 1.5 volts were measured near the wellhead.

Task: Identify at least two potential sources of stray current in this scenario and propose two specific mitigation strategies to reduce the corrosion risk to the well casing. Explain how these strategies would address the potential sources of stray current.

Exercice Correction

**Potential Sources of Stray Current:** 1. **Nearby Pipelines:** Existing pipelines in the area could be carrying stray currents, especially if they are not adequately insulated or bonded. 2. **Cathodic Protection System:** A malfunctioning or poorly designed cathodic protection system on nearby pipelines or equipment could be generating stray currents. **Mitigation Strategies:** 1. **Insulation and Bonding:** Install insulating materials on the well casing to minimize contact with the conductive soil. Additionally, connect the well casing to the nearest pipeline using a bonding cable to provide a controlled path for stray currents, preventing them from concentrating on the well casing. 2. **Optimize Cathodic Protection System:** Inspect and optimize the existing cathodic protection system on nearby pipelines and equipment to ensure it is operating effectively and not contributing to stray current generation. This may involve adjustments to the current output or installation of additional anodes.


Books

  • Corrosion Engineering by Dennis R. Pulsifer & Alan W. Ruff (Comprehensive coverage of corrosion principles, including stray current corrosion)
  • Corrosion and Its Control in the Oil and Gas Industry by Stephen W. Dean (Dedicated to corrosion issues in the oil and gas sector, featuring a chapter on stray current corrosion)
  • Pipeline Corrosion and Control by R. Winston Revie (Focuses on pipeline corrosion, including stray current corrosion, and mitigation methods)

Articles

  • Stray Current Corrosion: A Silent Threat in Oil & Gas Operations by NACE International (Provides an overview of stray current corrosion in oil and gas, its causes, and mitigation strategies)
  • Mitigation of Stray Current Corrosion in Oil and Gas Pipelines by SPE (Discusses the effectiveness of different mitigation techniques for stray current corrosion in pipelines)
  • Stray Current Corrosion in Oil & Gas Operations: A Case Study by Elsevier (Presents a detailed analysis of a real-world case of stray current corrosion in oil and gas infrastructure)

Online Resources

  • NACE International: https://www.nace.org/ (Offers resources, publications, and training on various aspects of corrosion, including stray current corrosion)
  • American Petroleum Institute (API): https://www.api.org/ (Provides industry standards and guidelines for corrosion control in oil and gas operations)
  • Corrosion Doctors: https://www.corrosiondoctors.com/ (Offers a vast collection of information on corrosion, including a section on stray current corrosion)

Search Tips

  • Use specific keywords: Combine keywords like "stray current," "corrosion," "oil and gas," "pipelines," and "mitigation" to refine your search.
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