MIC preventie in ‘s werelds langste gastransporttunnel

In 2014 schreef de Engelse gasleverancier National Grid een tender uit om de pijpleiding onder de rivier de Humber te vervangen. Via deze pijpleiding wordt 20% van het aardgas naar Engeland vervoerd. De pijpleiding ligt op een bijzondere plek, dichtbij de monding van de rivier in de Noordzee.

Rivierwater en pijpleidingen: wat zijn de risico’s op MIC corrosie?

Door het getijde met een hoogteverschil van 6 meter ontstaat een zeer sterke stroming, waardoor de gasleiding steeds verder bloot komt te liggen. Om dit probleem op te lossen wordt er een 5 km lange tunnel met een diameter van 4 meter aangelegd op een diepte van 31 meter onder de rivier door. De eis is dat de tunnel een levensduur heeft van 120 jaar. Voor de gasleiding wordt uitgegaan van een levensduur van 40 jaar.

Het Nederlandse familiebedrijf A. Hak won de tender voor de aanleg van de leiding dankzij een slimme en duurzame oplossing voor het intrekken van de gastransportleiding: een pijpleiding die gedragen wordt door rivierwater.

Een op water 'zwevende' pijpleiding is innovatief, maar brengt ook nieuwe risico’s met zich mee, namelijk een verhoogde kans op microbiologisch beïnvloede corrosie (MIC). Daarom is aan Microbial Analysis gevraagd om te kijken naar de biologische activiteit van het water dat in de tunnel zal worden gepompt.

Uit het onderzoek blijkt dat het brakke rivierwater van de Humber naast een hoge concentratie organisch materiaal ook een hoge concentratie zwavel (sulfaat) bevat. Dit zijn ideale condities voor het ontstaan van MIC en daarmee voor de vorming van het zeer corrosieve waterstofsulfide.

MIC corrosie voorkomen is beter dan MIC “genezen”

Er kunnen twee maatregelen worden getroffen om ervoor te zorgen dat de kansen op sulfidevorming zo klein mogelijk worden.

De eerste maatregel is het water, dat zal worden gebruikt om de pijpleiding te ondersteunen, te behandelen met een waterbehandelingssysteem dat bestaat uit meerdere filtratiestappen met onder andere membraanfiltratie. Met deze vorm van sulfaatverwijdering is ruimschoots ervaring opgedaan in de olie-industrie bij oliewinning op zee. Dankzij de membraantechnologie kan ongeveer 99% van het sulfaat uit het water worden verwijderd. Daarnaast filtreert deze technologie ook het organisch materiaal, inclusief bacteriën, uit het water.

De tweede maatregel is het toepassen van een op maat ontworpen kathodisch beschermingssysteem. Eén van de effecten van deze beschermingsmaatregel is dat de zuurgraad aan het metaaloppervlak wordt verhoogd. Hierdoor kunnen de sulfaatreducerende bacteriën zich moeilijk ontwikkelen.

Welke processen spelen een rol bij het ontstaan van MIC corrosie?

Wanneer er geen zuurstof aanwezig is, kan sulfaat door bepaalde bacteriën als “alternatieve ademhaling” worden gebruikt , waarbij het wordt omgezet in sulfide (meestal waterstofsulfide). Dit noemen we sulfaatreductie. Er bestaan twee routes voor sulfaatreductie, waarbij bacteriën betrokken zijn. De meest bekende is de reductie waarbij bacteriën gebruik maken van chemische verbindingen afkomstig uit organisch materiaal. Hierbij wordt H₂S gevormd. Bij de tweede route onttrekken de bacteriën elektronen aan het metaaloppervlak. De bacteriën lossen zo ijzer op en produceren sulfide. Dit leidt tot de voor MIC kenmerkende putcorrosie. Een goed ontworpen kathodisch beschermingssysteem, is een effectieve manier om de groei van deze bacteriën aan het metaaloppervlak te voorkomen, maar kan niet voorkomen dat er H₂S wordt gevormd.

De vorming van H₂S, te herkennen aan de geur van rotte eieren, is zeer onwenselijk omdat het de metalen pijpleiding aan kan tasten. Maar dat is niet het enige probleem: het is ook nog eens giftig en explosief. Daarom hebben wij verschillende manieren onderzocht om de productie van waterstofsulfide te voorkomen.

Wilt u meer weten over het voorkomen van microbiologisch beïnvloede corrosie?

Neem dan contact op met Rob Elzinga.