Die Öl- und Gasindustrie ist seit langem führend bei der Verwendung von Hochtemperaturbeschichtungen, um die innere Korrosion von Prozessbehältern und anderen Geräten zu verhindern, die bei Temperaturen über der Umgebungstemperatur betrieben werden. Dafür gibt es einige sehr gute Gründe.
Hochkorrosive Bedingungen
Der offensichtlichste Grund für den Fortschritt dieser Branche im Beschichtungsbereich sind die korrosiven Bedingungen, die in so vielen Phasen der Öl- und Gasförderung vorherrschen. Starke Korrosion kann die Ausrüstung von vorgelagerten Produktionsanlagen bis hin zu nachgelagerten Raffinerien beeinträchtigen. Diese Korrosionsmechanismen basieren hauptsächlich auf Wasser, einschließlich hoher Chloridgehalte und anderer korrosiver Spezies wie Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid. Diese Bedingungen verursachen bei vielen Metallen und Legierungen hohe Korrosionsraten. Schutzbeschichtungen auf organischer Polymerbasis können in vielen Anwendungen eine sehr gute Langzeitbeständigkeit bieten.
Öl- und Gasunternehmen verfügen über ein hohes Know-how in Sachen Korrosionsschutz und haben über Jahrzehnte viel Erfahrung gesammelt. Dadurch wissen sie in der Regel, welche Technologien unter bestimmten Bedingungen funktionieren und welche nicht. Neue Marktveränderungen stellen jedoch sowohl Öl- und Gasunternehmen als auch Beschichtungshersteller vor Herausforderungen.
Neue Herausforderungen und immer höhere Temperaturen
Da die Öl- und Gasreserven schwinden, ist die Industrie gezwungen, immer tiefere Felder zu erforschen und zu fördern. Das hat zur Konsequenz, daß Flüssigkeiten produziert werden, die eine höhere Korrosivität haben als in der Vergangenheit. Dies hat wiederum zu einer Erhöhung der Verarbeitungstemperaturen und -drücke geführt, die erforderlich sind, um Kraftstoffe herzustellen, die akzeptablen Spezifikationen entsprechen.
Um Schritt zu halten, musste die Schutzbeschichtungsindustrie neue und verbesserte organische Polymerbeschichtungen entwickeln, die den höheren Betriebstemperaturen und korrosiven Bedingungen standhalten. Chesterton/ARC bietet eine Reihe von Hochtemperaturbeschichtungen an, die einer Vielzahl von Belastungen gerecht werden.
Die Öl- und Gasindustrie betreibt auch viele ältere Prozessanlagen, die aus Materialien entwickelt und hergestellt wurden, die für Bedingungen geeignet sind, die nicht mehr existieren. Diese Ausrüstung muss entweder mit erheblichem Aufwand ersetzt oder durch Aufbringen von Polymerschutzbeschichtungen oder Plattieren mit einem korrosionsbeständigeren Metall oder einer korrosionsbeständigeren Legierung aufgerüstet werden.
Prüfung und Akzeptanz neuer Hochtemperatur – Beschichtungstechnologien
Eine der Herausforderungen für Hersteller von Schutzbeschichtungen besteht darin, die großen Öl- und Gasproduzenten davon zu überzeugen, dass neue höhertemperaturbeständige Beschichtungen diesen aggressiveren Betriebsbedingungen standhalten können. Für Öl- und Gasunternehmen steht eindeutig viel auf dem Spiel. Der Ausfall einer Beschichtung in einer Prozessumgebung, der zum Herunterfahren einer Produktionsplattform führen könnte, kann den Betreiber Millionen von Euro/Dollar an Produktionsausfall kosten. Sicherheit ist ein weiteres wichtiges Kriterium, insbesondere bei der Auswahl von Materialien, die entweder Offshore oder in einer Raffinerie verwendet werden. Alle neuen Materialien und Technologien müssen gründlich getestet und erprobt werden, bevor Korrosionsingenieure ihre Verwendung zulassen.
Die meisten großen multinationalen Öl- und Gasunternehmen führen ihre eigenen Listen qualifizierter und spezifizierter Beschichtungen, die die Anforderungen von Labortests und/oder Erfahrung auf diesem Gebiet erfüllt haben. Häufig müssen die Labortests von unabhängigen Drittlabors nach standardisierten Testmethoden durchgeführt werden. Viele Betreiber haben jedoch ihre eigenen spezifischen Testanforderungen, die durchgeführt werden müssen, damit eine Beschichtung in ihren Spezifikationen aufgeführt wird. Daher müssen mehrere unabhängige Labortests durchgeführt werden, um die Anforderungen aller globalen Öl- und Gasunternehmen zu erfüllen. Dies erhöht die Kosten für die Entwicklung neuer Materialien und erhöht die Entwicklungszeit, um neue getestete Beschichtungen auf den Markt zu bringen.
Obwohl es berechtigte Gründe geben kann, warum Öl- und Gasunternehmen einige Unterschiede bei den Produktprüfungen verlangen, die von den Beschichtungsherstellern durchgeführt werden müssen, könnte ein gemeinsamer Konsens über die Prüfung, Beschichtungsherstellern ermöglichen, neue Technologien schneller zu entwickeln und in mehr Forschung und Entwicklung zu investieren.
Neue Fortschritte bei der Beschichtung und wie sie funktionieren
Es gibt zwei Haupttypen von Polymeren, die hauptsächlich für die Innenbeschichtung von Behältern und Ausrüstungen verwendet werden, die bei erhöhten Temperaturen und Drücken einer wässrigen Korrosion ausgesetzt sind:
- Epoxidpolymere
- Vinylester-Polymere
Während diese Arten von Polymeren seit Jahrzehnten als Schutzbeschichtungen verwendet werden, haben die jüngsten Fortschritte bei diesen Technologien den Herstellern ermöglicht, Beschichtungen herzustellen, die viel höheren Eintauchtemperaturen unter strengen korrosiven Bedingungen standhalten.
Diese Fortschritte wurden durch die Entwicklung von Polymeren ermöglicht, die viel höhere Glasübergangstemperaturen (Tg) aufweisen als ältere herkömmliche Epoxid- oder Vinylesterpolymere. Während ältere Technologien Tg-Werte im Bereich von 50 bis 60 °C erreichen konnten, haben diese neuen Hochtemperaturpolymere (wie sie in der ARC S5- Hochtemperaturbeschichtung verwendet werden – der neuesten Entwicklung von AW Chesterton) eine Tg von bis zu 210 °C, was ein kontinuierliches Eintauchen bei Temperaturen bis zu 180 °C ermöglicht.
Auch Schutzbeschichtungen auf Basis von Vinylester-Polymeren haben in den letzten Jahren Fortschritte hinsichtlich der ultimativen Tg-Fähigkeiten gemacht. Die Verwendung von Beschichtungen auf Vinylesterbasis ist jedoch in der Öl- und Gasindustrie aufgrund der gefährlicheren Natur dieser Beschichtungen während der Anwendung zurückgegangen.
Hochtemperaturbeschichtungen werden typischerweise bei Geräten verwendet, die wässrige Prozessflüssigkeiten handhaben, bei denen wässrige Korrosion ein Problem darstellt. Zu den Anwendungsgebieten gehören Abscheiderbehälter, Wärmetauscher und Kühler, Koaleszerbehälter, Knock-Out-Fässer, Rohre und Rohrspulen, Pumpen, Ventile und eine Vielzahl anderer Geräte.
Partnerschaften werden neue Technologien schneller auf den Markt bringen
Mit Blick in die Zukunft steht fest, dass die Öl- und Gasindustrie vor neuen Herausforderungen stehen wird, die neue Lösungen erfordern, insbesondere beim Korrosionsschutz in Hochtemperaturumgebungen. Hersteller von Schutzbeschichtungen wie die AW Chesterton Company sind bereit, sich diesen Herausforderungen zu stellen und freuen sich auf den Aufbau von Partnerschaften mit der Öl- und Gasindustrie, um neue Technologien schneller auf den Markt zu bringen und eine einfachere Einführung und Akzeptanz zu ermöglichen.
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