Ces dernières années, les tuyaux composites bimétalliques sont progressivement devenus le matériau de tuyau principal pour les systèmes de collecte et de transport de gaz acides en raison de leurs principaux avantages : forte résistance à la corrosion, haute résistance mécanique, coût global supérieur et bonne stabilité de construction. Ils ont été largement appliqués dans plusieurs projets clés de champs de gaz acides, répondant avec succès aux principaux défis de développement de l’industrie.
Les tuyaux composites bimétalliques sont fabriqués à l’aide de procédés composites métallurgiques avancés. La couche de base est en acier au carbone ou en acier faiblement allié-, principalement responsable du support structurel, de la résistance à la pression et de la résistance aux chocs du pipeline. Le revêtement intérieur est constitué de matériaux résistants à la corrosion-de haute qualité-tels que l'acier inoxydable et les alliages à base de nickel-, formant une barrière anti-corrosion dense-. Cela permet d'obtenir des performances complémentaires entre la couche de base porteuse-et le revêtement résistant à la corrosion-, s'adaptant précisément aux conditions de fonctionnement difficiles des champs de gaz acides. Les données de l'industrie montrent que dans les milieux de collecte et de transport des champs de gaz acides, les effets synergiques du H₂S, du CO₂ et de l'eau de formation hautement salinisée peuvent provoquer une corrosion des tuyaux en acier au carbone ordinaires à un taux annuel moyen de 0,2 à 0,5 mm. Cela nécessite généralement un remplacement tous les 3 à 5 ans et conduit facilement à des accidents de sécurité majeurs tels que la fissuration par corrosion sous contrainte de sulfure (SSCC), affectant gravement la production normale des champs de gaz.
En revanche, le revêtement résistant à la corrosion-des tuyaux composites bimétalliques isole efficacement divers milieux corrosifs, contrôlant strictement le taux de corrosion en dessous de 0,025 mm/a. Cela répond pleinement à la norme industrielle pour environnement acide NACE MR0175/ISO 15156, prolongeant la durée de vie à 15-20 ans, soit plus de trois fois celle des tuyaux en acier au carbone ordinaires. Cela réduit considérablement la fréquence de remplacement des pipelines et atténue les risques de sécurité liés à la corrosion à la source.
L’efficacité économique exceptionnelle est l’une des principales raisons de l’adoption généralisée des tuyaux composites bimétalliques. Dans la collecte et le transport de champs de gaz acides, même si les tuyaux en alliage pur à base de nickel- possèdent une excellente résistance à la corrosion, leur coût élevé des matériaux augmente considérablement les investissements en ingénierie. En revanche, les tuyaux composites bimétalliques utilisent des alliages résistants à la corrosion- uniquement sur la paroi intérieure, avec une couche de base en acier au carbone -moins coûteuse sur la couche externe. Le coût global ne représente que 30 %-50 % de celui des tuyaux en alliage pur résistant à la corrosion-, et le coût global d'un seul pipeline de collecte et de transport par puits peut être réduit de 45 %-50 %. En prenant comme exemple un champ de gaz à haute teneur en soufre dans le nord-est du Sichuan, avec une teneur en H₂S atteignant 15 % et une teneur en CO₂ atteignant 8 %, l'application à grande échelle de pipelines composites bimétalliques a non seulement réduit considérablement les investissements dans l'approvisionnement en matériaux, mais a également réduit les coûts de maintenance des pipelines et les pertes dues aux temps d'arrêt de plus de 80 %, ce qui a entraîné des avantages économiques significatifs.
Une résistance élevée et une sécurité élevée sont essentielles pour garantir le fonctionnement stable des gisements de gaz utilisant des tuyaux composites bimétalliques. Sa couche de base, en acier au carbone, garantit au pipeline une excellente résistance à la pression et aux chocs, ce qui le rend adapté aux conditions de collecte et de transport à haute-pression dans les champs de gaz acides. Le processus de liaison métallurgique garantit une force de liaison supérieure à 210 MPa entre la couche de base et le revêtement, garantissant que le pipeline ne se décollera pas ou ne se fissurera pas pendant un service à long terme-, évitant ainsi les risques de corrosion d'interface courants dans les tuyaux mécaniquement composites. Simultanément, le tuyau composite bimétallique est compatible avec les processus de soudage entièrement automatisés, atteignant un taux de qualification en soudage de plus de 90 %, augmentant l'efficacité de la construction de 40 % par rapport aux matériaux de tuyaux traditionnels, permettant une pose rapide des pipelines et raccourcissant les cycles de projet.
Actuellement, les tuyaux composites bimétalliques sont largement utilisés dans plusieurs projets clés de champs de gaz acides dans mon pays, tels que le gazoduc de l'Est du Sichuan et le champ pétrolifère de Tarim, couvrant des conditions extrêmes de collecte et de transport telles qu'une teneur élevée en soufre, une température et une pression élevées. Après des tests de fonctionnement pratiques à long-terme, aucun événement de défaillance par corrosion ne s'est produit, garantissant ainsi la sécurité et la stabilité du système de collecte et de transport du champ de gaz. À mesure que le développement des gisements de gaz acides dans mon pays progresse vers des strates plus profondes et plus complexes, l'optimisation continue des formulations de matériaux et des processus composites améliore encore la résistance à la corrosion et à la fissuration des tuyaux composites bimétalliques, fournissant ainsi un support matériel fiable pour le développement sûr à long terme des gisements de gaz.
Les experts du secteur affirment que l'application à grande échelle de tuyaux composites bimétalliques a non seulement résolu efficacement le problème de corrosion dans la collecte et le transport des champs de gaz acide, mais a également atteint un équilibre entre sécurité et coût, favorisant la transformation du développement des champs de gaz vers la réduction des coûts, l'amélioration de l'efficacité, un développement vert et sûr, fournissant un soutien technique important pour le développement efficace des ressources de gaz naturel à haute teneur en soufre dans mon pays et aidant l'industrie énergétique à atteindre un développement de haute qualité.
