Evaluation du concept de fugacité d’H2S dans la qualification des aciers au carbone pour application pétrolière

Domaine

Industrie pétrolière, H2S

Objectif

Démontrer que la fugacité du H₂S est plus pertinente que la pression partielle du H₂S pour la conception des conditions d’essai dans le cadre de la qualification en service en milieu acide.

Participants / Sponsors

Aramco, BP, Chevron, ConocoPhillips, NOV, Petrobras, Shell, SZMF, TechnipFMC, Tenaris, TotalEnergies, Vallourec

Résumé de l’étude

La présence de sulfure d’hydrogène dissous dans les fluides pétroliers est connue pour favoriser la corrosion et les défaillances mécaniques induites par l’hydrogène des aciers au carbone ou faiblement alliés. L’ampleur de l’absorption et de la perméation de l’hydrogène dans l’acier est un paramètre important qui détermine sa sensibilité à la fissuration sous contrainte assistée par l’H2S (SSC), en complément de la microstructure du matériau, de sa résistance à la traction et de l’état de contrainte mécanique appliqué. Historiquement, le pH de la solution et la pression partielle d’H2S (PH2S, bar) étaient utilisés pour évaluer la sévérité d’un environnement aqueux lors des essais de qualification pour la fissuration par corrosion des matériaux. Toutefois, certaines données de la littérature ont clairement montré que la fugacité de H2S (fH2S ) et la concentration réelle de H2S dissous ([H2S]aq ), plutôt que la PH2S , devraient être utilisées pour juger ou prédire plus précisément le comportement de fissuration d’un matériau. L’objectif spécifique de ce projet était de générer des données et des connaissances sur l’absorption et la perméation de l’hydrogène dans différents grades d’acier en fonction de la fugacité d’H2S dans divers environnements corrosifs. Le paramètre fH2S diffère de PH2S car il est plus représentatif de la non-idéalité et de la sévérité rencontrées dans les environnements à haute pression.

Ce premier JIP a été mené entre 2019 et 2021. Les travaux ont été poursuivis entre 2023 et 2026 dans une seconde phase de projet afin de recueillir davantage de données sur ce sujet.

Pour en savoir plus

Joshi et al. – AMPP conference 2024 – paper 20951 – https://doi.org/10.5006/C2024-20951