Asset preservation and pipeline integrity

After only five years, a pedestrian walkway over a busy highway collapses. An airplane skin peels off in flight and kills one of the flight attendants. A water pipeline outside of Washington, DC fails and floods a major road and damages a number of homes and businesses. An aboveground storage tank collapses and releases hundreds of gallons of hazardous liquid, damaging the soil and the environment. An F-18 aircraft is landing, the front landing gear fails, and the plane is lost. What is common factor in each of these catastrophic failures? Each failed due to corrosion. It was recently determined by the World Corrosion Organization that the annual cost of corrosion is $2.2 trillion (between 3 to 4% of the Gross Domestic Product of industrialized nations). We must address this issue today if we want to ensure that these vital assets are available for use in the future.

Unfortunately, oil and gas pipelines systems are not immune to this serious problem. A natural gas pipeline ruptures and the resulting gas plume ignites and explodes, killing 12 people. Corrosion is a slow and insidious killer, no matter what the value of the contents in the liquid or gas transmission lines that transport everything from crude oil to refined fuels and chemicals. Some pipelines travel a short distance, easily seen from one end to the other; most, however, traverse vast distances both above and below ground. There are growing issues related to stress corrosion, internal corrosion, and external corrosion, any of which can be the cause or contribute to a catastrophic failure.

The science of corrosion prevention and mitigation has existed for decades. Through the efforts of NACE International, The Corrosion Society, a 65-year-old organization of 23,000 members in 110 countries based in Houston, Texas, more and more is known each year, and industry standards, training, and inspection protocol offer effective solutions to owners who are demanding a longer life from their pipelines. There is a defined science of corrosion that can yield predictable results to extend - some say indefinitely - the life of a pipeline. This is possible, that is, with an effective plan and continuing commitment by all levels of management for corrosion prevention and mitigation practices.

Through a NACE Technology Gap Analysis released in 2008, it is estimated that the cost of replacing and maintaining pipelines is $1.1 million per mile. With nearly 500,000 miles of pipelines in use in the United States alone, that cost would exceed an insurmountable $0.5 trillion. Clearly, the world community must come to terms corrosion while maintaining pipeline infrastructure.

Unprotected or poorly protected pipelines, whether buried in the ground, exposed to the atmosphere, or submerged in water, are susceptible to corrosion. Without proper maintenance, every pipeline system will eventually deteriorate.

Many of today's corrosion problems can be addressed with current technology and with proper application of mitigation methods. Let's look at tools available to extend pipeline structural life.

First, a new inspection regime as part of the pipeline integrity management will provide an opportunity to more fully understand the integrity of the systems and how to ensure pipeline safety. This often requires looking beyond the traditional mindset of finding and fixing, moving more toward preventive maintenance.

As new standards emerge, so do the tools to understand the integrity of the systems. Among the technology gaps identified in the NACE Gap Analysis were the need to understand how various factors influence corrosion and integrity, how to better detect the onset and extent of corrosion, and how to improve the overall education, training, and public awareness of the influence of corrosion.

Once standards are adopted - whether voluntarily or by mandate - the next step in the battle against corrosion is investing in a trained and qualified workforce. The need to educate begins at the top with decision-makers such as chief financial officers, engineering vice presidents, and owners whose important decisions today play a key role in preserving the assets tomorrow. Front-line managers and field personnel, however, all need to be involved in the process if it is to succeed.

NACE and its members have developed training to address the issues facing the pipeline industry for those at all levels, many of which lead to world-recognized certifications. These include cathodic protection, one of the key techniques to address pipeline corrosion, and coatings, which most engineers believe is the number one tool to address corrosion. NACE course offerings include:

• Coating Inspector Program (three benchmark courses)
• Cathodic Protection Training (four courses)
• Internal Corrosion Training for Pipelines (two courses: basic and management)
• Pipeline Corrosion Integrity Management
• Operator Qualification Training (fundamental course for pipeline operators, available on-line; complies with U.S. DOT/PHMSA regulations)

All of this plays into the vital role of research and development departments in the pipeline and related industries, which will ultimately provide solutions to the next generation of corrosion-related crises. Today, many of the corrosion problems facing industry can be solved with current solutions and techniques, but as industry continues to push critical infrastructure beyond the original design life, more and better solutions will be needed.

Public awareness is also playing an important role as governments must adopt policies to preserve their infrastructure. The good news is that there is a changing mindset about corrosion, albeit slowly. For example, through legislation like the Corrosion Prevention Act pending before the U.S. Congress, and similar actions by other governments throughout the world, corrosion is beginning to win the attention of those who can affect change. The Corrosion Prevention Act, once passed, will provide the energy industry in the United States with a 50% tax credit for corrosion work that goes above and beyond regulatory requirements. This is the first step in encouraging industry with financial incentives as they deal with the impact of corrosion. Planning today to mitigate immanent corrosion is vital for the future of critical pipeline assets, as well as the long-term health of the global economy.

For those in the pipeline industry, now is the time to consider corrosion prevention. Taking advantage of the available knowledge and training, we can help ensure that the assets we count on today are useful when we need them tomorrow. With such solutions, the efficiency of the world's oil delivery infrastructure will aid significantly in assuring that whatever the world's oil supply, it is stretched into a more distant future.

Biography

Christopher M. Fowler, PhD, is global director of corrosion for Exova Group. A member of NACE since 1989, Fowler has served in most capacities of the European Region of NACE and served as International Director representing the European Region on the NACE Board of Directors from 2003 to 2007. He has participated in several symposia and was a member or chair of several technical committees. He has given numerous presentations and published many articles. Fowler received his Bachelor and Master of Science from the University of Manchester Institute of Science and Technology in 1974 and 1975, respectively, and then in 1980 received his doctorate. He is a chartered engineer in the U.K. and is a Fellow of the Institute of Materials.

Защита активов и целостность трубопроводов

Спустя пять лет пешеходный переход на оживленной мостовой начинает разрушаться. Во время полета разваливается внутренняя обшивка самолета и убивает стюардессу. Трубопровод водоснабжения в пригороде Вашингтона начинает протекать, вода затопляет дома, офисы и автостраду. Огромный резервуар падает на землю, и тысячи галлонов ядовитой жидкости наносят непоправимый ущерб почве и окружающей среде. Палубный истребитель-бомбардировщик F-18 совершает посадку. Переднее шасси не выдерживает нагрузку, и самолет терпит катастрофу. Спросите, что общего в этих фактах, и я отвечу: коррозия. Мировая организация по коррозии недавно установила, что ежегодно мы теряем от коррозии $2,2 трлн долларов США (3-4% ВВП промышленных стран). И если мы хотим сохранить эти жизненно важные активы, то уже сегодня мы должны решать насущные вопросы борьбы с коррозией.

К сожалению, системы нефте- и газопроводов не защищены от этой серьезной проблемы. Газопровод дает утечку, и в результате взрыва газа погибают 12 человек. Коррозия - медленный, коварный убийца, какой бы ни была стоимость линии транспортировки жидких и газообразный сред, по которым течет все, начиная от сырой нефти и заканчивая очищенным топливом и химическими веществами. Ряд трубопроводов предназначен для транспортировки сред на короткие расстояния, и за ними не так трудно проследить, т.к. они находятся на виду. Но большинство трубопроводов преодолевают огромные расстояния, проходя как над, так и под землей. При этом возникают вопросы, связанные с механической, внешней и внутренней коррозией. Любая из них может стать причиной катастрофы.

Наука, изучающая методы борьбы с коррозией существует десятилетия. Ежегодно мы получаем все больше сведений о деятельности Национальной ассоциации инженеров-специалистов по коррозии (NACE), насчитывающей 23000 членов из 110 стран и основанной в Хьюстоне, штат Техас. Разработка промышленных стандартов, подготовка специалистов, инспекции - все эти мероприятия ставят целью разработать эффективные решения, обеспечивающие больший срок эксплуатации трубопроводов. Существует специальная наука о коррозии, которая предлагает прогнозируемые методы (некоторые отмечают их неконкретность), для продления срока службы трубопроводов. Надо сказать, что бороться с коррозией можно, но следует иметь эффективный план и чтобы все уровни руководства были готовы к внедрению методов предотвращения или смягчения коррозии.

В 2008 году NACE провела технологический анализ, в котором отмечалось, что стоимость замены и технического обслуживания трубопроводов составляет $1,1 млн долларов США на милю. Только в Соединенных Штатах Америки длина трубопроводов составляет 500000 миль. А это значит, что затраты на замену и техническое обслуживание могут превысить $0,5 трлн долларов США. Очевидно, что мировое сообщество должно смириться с коррозией и осуществлять техническое обслуживание трубопроводов.

Трубопроводы без каких-либо мер предохранения или просто со слабой защитой, независимо от того, находятся ли они под землей, проложены под открытым небом или погружены в воду, - подвержены коррозии. Без нормального технического обслуживания каждый трубопровод, в конечном счете, подвергается процессу разрушения.

Многие из современных проблем, связанных с коррозией, можно решить с помощью современной технологии и правильного применения мер по снижению последствий коррозии. Взглянем на инструменты продления срока службы трубопроводов.

Для начала новый режим инспекции трубопроводов, как часть системы контроля целостности трубопровода, даст возможность полностью понять суть целостности систем и пути обеспечения безопасности трубопроводов. Здесь надо выходить за рамки консервативных подходов нахождения и устранения дефектов, и заниматься профилактическими формами технического обслуживания.

По мере появления новых стандартов, появляются инструменты, с помощью которых можно понять суть целостности систем. В специальном аналитическом отчете NACE специалисты пытались понять, как различные факторы влияют на коррозию и целостность, как лучше обнаружить начало появления коррозии и ее уровень, как лучше осведомить людей об этой проблеме, подготовить их к борьбе с коррозией, повысить общественную осведомленность в отношении воздействия коррозии.

После добровольного или принудительного принятия стандартов, следующим шагом в борьбе против коррозии является инвестирование ресурсов в обучение и подготовку персонала. При этом обучать надо, прежде всего, принимающих решение топ-менеджеров, как, например, финансовых директоров, вице-президентов по конструкторским и технологическим вопросам, собственников, чьи решения играют ключевую роль в сохранении будущих активов. В этот образовательный процесс следует вовлечь менеджеров и эксплуатационный персонал, если, разумеется, мы хотим добиться успеха.

NACE и члены этой ассоциации разработали комплекс программ подготовки специалистов по различным проблемам трубопроводов, при этом ряд программ предполагает получение признанных в мире сертификатов. К числу этих программ относится катодная защита, один из важных методов борьбы с коррозией трубопроводов, и метод нанесения специальных покрытий, считающийся большинством инженеров первейшим инструментов в борьбе против коррозии.

Ниже приведены курсы NACE:

•  
Программа подготовки инспекторов по контролю защитных покрытий трубопроводов (три основных курса)
•  
Подготовка специалистов по катодной защите трубопроводов (четыре курса)
•  
Подготовка специалистов по борьбе с внутренней коррозией трубопроводов (два курса: основной и для руководящего состава)
•  
Управление целостностью трубопроводов и борьбы с коррозией
•  
Квалификационная подготовка операторов (фундаментальный онлайновый курс операторов трубопровода в соответствии с нормативами Министерства транспорта США и Управления по безопасности трубопроводов и опасным материалам США)

Все эти курсы играют важную роль в деятельности департаментов по НИОКР операторов трубопроводов, которые, в конечном счете, стараются разработать решения для борьбы с коррозией следующего поколения. Уже сегодня многие коррозионные проблемы в промышленности можно решить с помощью уже разработанных методов, но время не стоит на месте. По мере развития этого очень важного инфраструктурного элемента, возникает потребность в наилучших решениях.

Общественная осведомленность также играет важную роль, т.к. правительственные органы принимают политические меры по сохранности этой инфраструктуры. Уже хорошо, что произошел, хоть и медленный, но сдвиг в общественном сознании людей в отношении проблем борьбы с коррозией, Например, на рассмотрение Конгресса США выдвинут Закон о борьбе с коррозией. Правительства других стран тоже начинают выдвигать подобные законопроекты. Коррозия начинает занимать внимание тех, кто могут поддержать перемены. Если будет принят Закон о борьбе с коррозией, энергетическая отрасль США получит 50%-ную налоговую скидку за работу по борьбе с коррозией, которая выйдет за рамки нормативных требований. Это лишь первый шаг в направлении отраслевой поддержки средствами финансового стимулирования борьбы с коррозией. Уменьшение воздействия коррозии также важно для эксплуатации трубопроводов и для долгосрочного развития мировой экономики.

Сегодня компании, деятельность которых связана с трубопроводами, должны рассматривать меры по их профилактике. Воспользовавшись знанием и вооружившись опытом, мы можем обеспечить, чтобы активы, на которые мы сегодня полагаемся, были бы полезны нам и завтра. С такими решениями эффективность инфраструктуры по транспортировке энергоресурсов существенно поможет средствам транспортировки нефти в мире, чтобы они продолжали служить людям и в самом далеком  будущем.

Biography

Кристофер Фаулер - президент ассоциации NACE International и международный директор по коррозии в компании Exova Group. Получил диплом бакалавра и магистра наук в Университете манчестерского института науки и техники в 1974 и 1975 гг., а затем в 1980 г. получил докторскую степень. Является членом NACE с 1989 года. В 2003-2007 гг. занимал должность международного директора, представляющего Европейский регион в совете директоров NACE.