Gas Naturala eta Hidrogeno Sulfuroa duten Inguruneetarako Zigilatzeko Osagaiak Hautatzea: Baldintza Gogorretarako Gida

Petrolioaren, gas naturalaren eta produktu kimikoen industrietan, hidrogeno sulfuroan (H₂S) aberatsa den gas naturala maneiatzea, askotan "gas garratza" deitzen dena, erronka handiak dakartza ekipamenduen fidagarritasun eta segurtasunerako. Hidrogeno sulfuroa ez da soilik oso toxikoa, sukoia eta lehergarria, baita oso korrosiboa ere. Metal sulfuroen tentsio-pitzadurak (SSC) eta hidrogenoak eragindako pitzadurak (HIC) eragin ditzake, eta, aldi berean, zigilatze-material ez-metalikoen hantura, gogortzea eta degradazioa eragiten ditu. Beraz, funtsezkoa da medio horietarako zigilatze-osagai egokiak hautatzea, ekoizpen-segurtasunean, ingurumen-babesean eta ekipamenduen epe luzeko funtzionamenduan zuzenean eragiten baitu.

​I. Funtzionamendu-baldintzen azterketa eta erronka nagusiak​

Zigiluak aukeratu aurretik, ezinbestekoa da euskarriaren propietateak guztiz ulertzea:

1. ​Hidrogeno sulfuroaren (H₂S) korrosibotasunaH₂S uretan disolbatzen da azido ahul bat sortzeko, eta horrek elastomero eta metal asko gogor korroditzen ditu. Zigilatzeko materialen kate molekularrak hautsi ditzake, elastikotasuna galtzea, hauskorra bihurtzea edo gehiegi puztea eraginez, eta horrek huts egitea dakar.
2. ​Gas naturalaren propietateak (batez ere metanoa)Gas naturala bera ingurune ez-polarra da eta kautxu batzuetan puztura eragin dezake. Sistemak askotanpresio handiko, zigiluek estrusio-erresistentzia bikaina eta konpresio-ezarpen baxua izan behar dute.
3. ​Funtzionamendu Baldintza KonbinatuakMedioaren tenperatura, presioa, kontzentrazioa eta uraren presentzia (H₂S korrosioa nabarmen areagotzen duena) faktore kritikoak dira. Funtzionamendu-tenperatura arruntak giro-tenperaturatik 100 °C-tik gorakoak dira.

​II. Gomendatutako zigilu-materialaren hautaketa​

Goian aipatutako erronketan oinarrituta, zigilatzeko material hauek fidagarriak direla frogatu da hidrogeno sulfuroa duten gas naturalaren inguruneetarako:

​1. Perfluoroelastomeroa (FFKM)​​

• ​Errendimendua: Hau da gaur egunmaila gorenaaukera, “elastomeroen erregea” bezala ezagutzen dena. Inertzi kimiko bikaina eskaintzen du, ia produktu kimiko guztiei aurre eginez, azido sulfuriko kontzentratua, base sendoak eta hidrogeno sulfuro oldarkorra barne. Tenperatura altuko erresistentzia bikaina da (280-300 °C+ arte etengabeko erabilera).
• ​AplikazioaTenperatura altua, presio altua eta H₂S kontzentrazio altua duten muturreko baldintzak, hala nola putzu-buruko ekipamenduak, presio handiko balbulak eta konpresoreen zigiluak. Garestia izan arren, segurtasun absolutua bermatzeko lehen aukera da.
• ​Ohiko kalifikazioakChemraz®, Perlast®, etab.

​2. Hidrogenatutako nitrilo butadieno kautxua (HNBR)​

• ​ErrendimenduaNitrilo kautxu estandarrarekin (NBR) alderatuta, HNBR-k beroarekiko erresistentzia, erresistentzia kimiko eta zahartzearekiko erresistentzia hobeak eskaintzen ditu hidrogenazio prozesu baten bidez. Erresistentzia ona eskaintzen du petrolio eta gas ingurunearekiko eta H₂S kontzentrazio moderatuekiko, erresistentzia mekaniko handia eta higadura-erresistentzia ona izateaz gain.
• ​AplikazioaTenperatura ertaina (normalean -25 °C eta 150 °C artean), presio ertaina eta korrosio-baldintza moderatuak. Aukera errentagarria da, askotan balbula-zigiluetarako, O-eraztunetarako eta brida-junturaetarako erabiltzen dena.
• ​OharraEz da egokia H₂S kontzentrazio oso altua eta tenperatura altua aldi berean duten muturreko inguruneetarako.

​3. Fluoroelastomeroa (FKM/Viton®)​

• ​ErrendimenduaFKM aspalditik izan da gas garratzen inguruneetan gehien erabiltzen den errendimendu handiko elastomeroetako bat. Tenperatura altuekiko (200-230 °C gutxi gorabehera), olioekiko eta hainbat produktu kimikoekiko (H₂S barne) erresistentzia bikaina eskaintzen du.
• ​AplikazioaH₂S duten gas naturalaren ingurune gehienetarako egokia, errendimendua eta kostua orekatzeko aukera aproposa da. Oso erabilia da O-eraztunetarako, V-eraztunetarako, brida-junturaetarako eta balbula-zurtoinen zigiluetarako.
• ​Ohar garrantzitsuaKontuan izan FKM-ekintenperatura baxuko errendimendu eskasaeta lurrunetan edo ur beroan epe luzerako errendimenduaren beherakada potentziala. Berretsi konposatu espezifikoa egokia dela zerbitzu garratzetarako.

​4. Politetrafluoroetilenoa (PTFE) eta haren konpositeak​

• ​ErrendimenduaPTFE, “plastikoen erregea” bezala ezagutzen dena, ia perfektua den inertzia kimikoa eskaintzen du, H₂S eta azido, base eta disolbatzaileei erabat aurre eginez edozein kontzentraziotan. Tenperatura-tartea oso zabala da (-180 °C-tik 260 °C-ra), eta marruskadura-koefiziente oso baxua du.
• ​AplikazioaEraztunak, balbula-eserlekuak, estrusioaren aurkako eraztunak eta ezpainetako zigiluak egiteko erabili ohi da. PTFE purua hotzean isurtzeko joera du eta erresilientzia eskasa du, beraz, askotan beira-zuntzarekin, grafitoarekin, karbono-zuntzarekin eta abar konbinatzen da erresistentzia mekanikoa, arrastatze-erresistentzia eta higadura-erresistentzia hobetzeko.
• ​InprimakiakAskotan moldeatutako zigiluetarako edo mekanizatutako ontziratze-eraztunetarako erabiltzen da.

​5. Metalezko zigiluak​

• ​ErrendimenduaPresio ultra-altuko, tenperatura ultra-altuko edo elastomeroak desegokiak diren muturreko baldintzetarako, metalezko zigiluak dira irtenbiderik onena. Ohiko materialen artean daude316L altzairu herdoilgaitza, ​625 aleazioa (Inconel 625), ​C276 aleazioa (Hastelloy C276), eta korrosioarekiko erresistenteak diren beste aleazio batzuk.
• ​InprimakiakNormalean metalezko O-eraztunak (solidoak edo hutsak), metalezko C eraztunak, malguki bidezko zigiluak. Metalaren deformazio elastikoan oinarritzen dira zigilua lortzeko eta presio eta tenperatura oso altuak jasan ditzakete.
• ​AplikazioaPutzu-buruko Gabonetako zuhaitzak, presio handiko balbulak, erreaktoreak eta hodien konexioak.

​III. Saihestu beharreko materialak​

• ​Nitrilozko kautxu estandarra (NBR)H₂S-rekiko eta tenperatura altuekiko erresistentzia nahikorik ez; azkar degradatzen da.
• ​Etileno Propileno Dieno Monomeroa (EPDM)Lurrunarekiko erresistentea den arren, olio eta hidrokarburoekiko erresistentzia oso eskasa du, olioan asko puztuz.
• ​Neoprenoa (CR)Oro har, azidoarekiko erresistentzia eskasa da; errendimendua FKM/HNBR baino askoz okerragoa da.
• ​Poliuretano batzuk (PU)Hidrolisiarekiko joera du eta ez du H₂S korrosioarekiko erresistentziarik.

​IV. Hautaketa eta gogoetak​

1. ​Berretsi funtzionamendu-parametroakTenperatura, presioa, H₂S eta CO₂ kontzentrazioa eta uraren presentzia dira hautaketarako oinarriak.
2. ​Arauak kontsultatuJarraitu industria-arauak, hala nola NACE MR0175/ISO 15156 (Petrolioaren eta gas naturalaren industriak — Petrolio eta gas ekoizpenean H₂S duten inguruneetan erabiltzeko materialak), material metalikoak eta ez-metalikoak hautatzeko jarraibide zehatzak ematen dituena.
3. ​Materialen bateragarritasun probakZalantzarik izanez gero, eskatu beti bateragarritasun kimikoen taulak zigilu hornitzaileari edo egin murgiltze probak funtzionamendu baldintzak simulatuz errendimendua egiaztatzeko.
4. ​Zigiluaren diseinuaMaterial bikainek diseinu egokia (konpresio-erlazio egokia, estrusioaren aurkako eraztunak erabiltzea) behar dute modu optimoan funtzionatzeko.
5. ​Hornitzaileen KualifikazioakAukeratu zigilu hornitzaile kualifikatu eta esperientziadunak materialaren benetakotasuna eta fabrikazio prozesu fidagarriak bermatzeko.

​Ondorioa​

Gas naturala eta hidrogeno sulfuroa maneiatzean,segurtasuna da lehentasun nagusiaZigilatzeko osagaien hautaketa ez da kostuan oinarritu behar, baizik etamaterialaren fidagarritasuna eta egokitasuna.

• ​Gomendio nagusiaBaldintza gehienetarako,Fluoroelastomeroa (FKM)aukera ekonomikoa eta fidagarria da.
• ​Muturreko baldintzakTenperatura altuetarako, presio altuetarako eta korrosio handikoetarako,Perfluoroelastomeroa (FFKM)edoaleazio metaliko berezien zigiluakbeharrezko inbertsioa dira.
• ​Aplikazio Bereziak: ​PTFE KonpositeaketaHidrogenatutako nitrilo kautxua (HNBR)bikain aritzen dira dagokien tarteetan.

Zigilatzeko osagai egokia aukeratzea hesi seguru, fidagarri eta iraunkorra eraikitzea da. Langileen segurtasuna bermatzeko, ingurumen-kutsadura saihesteko eta ekoizpenaren jarraitutasuna bermatzeko erabaki tekniko kritikoa da.