Электрохимическая коррозия трубопроводов: Коррозия трубопроводов — причины и последствия. Часть 1. Магистральные трубопроводы — атмосферная коррозия, коррозионная опасность, коррозионное разрушение, коррозионное растрескивание под напряжением, коррозия блуждающими токами, коррозия трубопроводов, КРН, магистральные трубопроводы, микробиологическая коррозия, подводная коррозия, почвенная электрохимическая коррозия, промысловые трубопроводы, электрохимическая коррозия

технология, виды и средства защиты труб и трубопроводов от коррозии

Содержание

• Электрохимическая защита
• Катодная защита
• Протекторная защита
• Анодная защита
• Электродренажная защита

Трубопроводные магистрали сегодня являются наиболее распространенным средством для осуществления доставки носителей энергии. К сожалению, у них есть существенный недостаток – они подвержены образованию ржавчины. Чтобы избежать появления коррозии на магистральных трубопроводах, выполняют катодную защиту. В чем же заключается ее принцип действия?

В наши дни существует много способов защиты водопроводов от коррозии. Суть их проста: металл, из которого изготовлены трубы, вступает в реакцию с определенными растворами и веществами. Результатом процесса становится образование небольшой защитной пенки.

Специалистами выделяются следующие методы защиты трубопроводов от коррозии:

Электрохимическая защита

Достаточно результативный способ защиты металлоконструкций от электрохимической коррозии. Иногда воссоздать лакокрасочную оболочку или защитное оберточное покрытие просто невозможно. Вот в таких случаях и уместно применение электрохимической защиты. 

Восстановление покрытия трубопровода, расположенного под землей, или днища морского судна – процесс достаточно трудоемкий и дорогой, а в некоторых случаях и невозможный. Благодаря электрохимической защите изделие будет надежно защищено от коррозии: покрытия подземных трубопроводов, днищ судов, всевозможных резервуаров не будут разрушаться.

• Используется метод в ситуациях, когда потенциал свободной коррозии пребывает в области усиленного распада основного металла или перепассивации. То есть, когда металлоконструкция интенсивно разрушается.
• При электрохимической защите к изделию из металла подключают постоянный электрический ток. Благодаря ему на поверхности металлической конструкции образуется катодная поляризация электродов микрогальванических пар и анодные области становятся катодными.
  А вследствие негативного влияния коррозии разрушается не металл, а анод.
• Электрохимическая защита может быть анодной или катодной: это будет зависеть от того, в какую сторону сдвинется потенциал металла (в положительную или в отрицательную).

Катодная защита

Метод, достаточно часто используемый для защиты металлоконструкций от коррозии. Применяется в тех случаях, когда металл не имеет склонности к пассивации. Суть метода проста: к изделию подается внешний электроток от отрицательного полюса, который обеспечивает поляризацию катодных участков коррозионных составляющих и поднимает значение потенциала до анодных. После прикрепления положительного полюса источника тока к аноду коррозия защищаемого изделия становится почти нулевой.

Анод требует периодической замены, так как со временем происходит его разрушение. 

• Способы катодной защиты: поляризация от внешнего источника электротока, торможение развития катодного процесса, связь с металлом, имеющим более электроотрицательный потенциал свободной коррозии в определенной среде (протекторная защита).
• С помощью поляризации от внешнего источника электротока защищают конструкции, находящиеся в почве и в воде, цинк, олово, алюминий и его сплавы, титан, медь и ее сплавы, свинец, высокохромистые, углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали.
• Роль внешнего источника электротока выполняют станции катодной защиты. Их главные составляющие — выпрямитель, токоподвод к защищаемому объекту, анодные заземлители, электрод сравнения и анодный кабель.
• Катодная защита может быть использована в качестве самостоятельного или дополнительного способа коррозионной защиты.

Основной показатель результативности метода – защитный потенциал. Защитным называют тот потенциал, при котором быстрота коррозионного процесса металлического изделия становится минимальной. 

Однако катодная защита обладает определенными недостатками. Один из них – опасность перезащиты. Такой эффект может наблюдаться в случае большого смещения потенциала защищаемого изделия в отрицательную сторону. Вследствие этого разрушаются защитные оболочки, начинается водородное охрупчивание металла, коррозионное растрескивание. 

Протекторная защита

Вид катодной защиты, в процессе которого к защищаемому объекту подсоединяют металл с более высоким электроотрицательным потенциалом. При этом разрушается не металлоконструкция, а протектор. Через определенный промежуток времени протектор корродирует и его потребуется заменить на новый. 

• Эффект от протекторной защиты будет заметен только в том случае, если переходное сопротивление между протектором и окружающей средой незначительно. 
• У каждого протектора есть свой радиус защитного действия – предельно возможное расстояние, на которое можно удалить протектор без утраты защитного эффекта. Протекторную защиту применяют, когда ток к объекту подвести трудно, дорого или просто невозможно.
• С помощью протекторов защищают объекты, находящиеся в нейтральных средах (море, реке, воздухе, почве и т.
  д.).
• Материалом для изготовления протекторов служит магний, цинк, железо, алюминий. Металлы в чистом виде не смогут стать эффективной защитой для конструкций, поэтому, изготавливая протекторы, их дополнительно легируют. 

Для изготовления железных протекторов используют углеродистые стали или чистое железо.

Анодная защита

Используется для титановых конструкций, объектов из низколегированных нержавеющих, углеродистых сталей, железистых высоколегированных сплавов, разнородных пассивирующихся металлов. Метод применяют в хорошо электропроводной коррозионной среде. 

При анодной защите происходит сдвиг потенциала защищаемого металла в более положительную сторону. Смещение будет длиться до тех пор, пока не достигнется инертное устойчивое состояние системы. К преимуществам анодной электрохимической защиты можно отнести не только существенное торможение скорости коррозии, но и то, что продукты коррозии не оказываются в производимом продукте и среде.

 

• Существует несколько способов реализации анодной защиты: можно сдвинуть потенциал в положительную сторону с помощью источника внешнего электротока или ввести в коррозионную среду окислители, которые способны повысить эффективность катодного процесса на металлической поверхности.    
• Анодная защита с применением окислителей по защитному механизму имеет много общего с анодной поляризацией. 
• При использовании пассивирующих ингибиторов с окисляющими характеристиками (бихроматов, нитратов и т.д.), защищаемая металлическая поверхность под воздействием возникшего тока становится пассивной. Однако эти вещества способны сильно загрязнять технологическую среду. 
• Если ввести в сплав добавки, реакция восстановления деполяризаторов, которая происходит на катоде, пройдет не с таким большим перенапряжением, как на защищаемом металле. 
• При прохождении электротока через защищаемую конструкцию потенциал сдвигается в положительную сторону.  
• В состав установки для анодной электрохимической защиты входит источник внешнего электротока, электрод сравнения, катод и защищаемая конструкция. 

Для эффективности метода в той или иной среде используют легкопассивируемые металлы и сплавы. Кроме этого требуется высокое качество выполнения соединительных элементов и постоянное нахождение электрода сравнения и катода в растворе. 

Подход к проектированию схемы расположения катодов должен быть индивидуальным для каждого случая. 

Электрохимическую анодную защиту нержавеющих сталей используют для хранилищ серной кислоты, аммиачных растворов, минеральных удобрений, различных сборников, цистерн, мерников. 

Анодную защиту используют, чтобы предотвратить коррозию ванн химического никелирования и теплообменных установок в изготовлении искусственного волокна и серной кислоты. 

Электродренажная защита

Это способ защиты трубопроводов от разрушения с помощью блуждающих токов. Метод предусматривает их дренаж (отвод) с защищаемой конструкции на источник блуждающих токов или специальное заземление. 

• Дренаж бывает прямым, поляризованным и усиленным. Прямой электрический дренаж — это дренажное устройство, имеющее двустороннюю проводимость. При величине тока, превышающей допустимую величину, выйдет из строя плавкий предохранитель. Электрический ток пойдет по обмотке реле, оно включится, после чего произойдет включение звука или света. 
• Прямой электрический дренаж используют для тех трубопроводов, чей потенциал всегда выше потенциала рельсовой сети, служащей для отвода блуждающих токов. Иначе отвод станет каналом для натекания блуждающих токов на трубопровод. 
• Поляризованный электрический дренаж является дренажным устройством, имеющим одностороннюю проходимость. Отличие поляризованного дренажа от прямого заключается в присутствии у первого элемента односторонней проводимости ВЭ. В случае поляризованного дренажа ток течет только в одном направлении — от трубопровода к рельсу. Это не позволяет блуждающим токам натекать на трубопровод по дренажному проводу. 
• Усиленный дренаж используется тогда, когда требуется не только отвести блуждающие токи с трубопровода, но и создать на нем определенную величину защитного потенциала. Усиленный дренаж – это обычная катодная станция. Ее отрицательный полюс подсоединяют к защищаемой конструкции, а положительный — к рельсам электрифицированного транспорта, а не к анодному заземлению. 
• Как только трубопровод введут в эксплуатацию, регулируют работу системы его защиты от коррозии. Если возникает необходимость, осуществляют подключение станций катодной и дренажной защиты и протекторных установок.

Использование какой-либо из технологий защиты промысловых, стальных и прочих видов трубопроводов от коррозии – обязательная составляющая их эксплуатации. Все методы антикоррозийной защиты требуется реализовывать в строгом соответствии с ГОСТом.

Энергетика. ТЭС и АЭС | Всё о тепловой и атомной энергетике

Новости

В середине февраля в московском Центре Цифрового Лидерства SAP была ярко проведена торжественная церемония

Новости энергетической отрасли

Для продления срока службы бетонных конструкций за ними нужно правильно ухаживать. Специалисты «Беталинк» дают

Новости АЭС

С 19 по 21 апреля 2022 Международный выставочный центр «Казань Экспо» примет в своих

Статьи

Volvo Construction Equipment (Volvo CE) модернизировала свои компактные колесные погрузчики L20 и L25 Electric

Новости АЭС

Блюда из рыбы всегда были частью как праздничного стола, так и меню на каждый

Статьи

Первое впечатление о квартире сложится у посетителей мгновенно, как только они попадут в прихожую.

Статьи

Многие владельцы собственного жилья сталкивались с такой распространенной процедурой, как окрашивание деревянного пола. Этот

Статьи

Монолитный плитный фундамент – оптимальное решение для нестабильных грунтов Когда речь идет о строительстве

Статьи

Зарождающаяся мода на предметы искусства, скульптуры и декоративные фигурки в интерьере становится очень и

Новости АЭС

Последнее время цены на газ значительно увеличились процедура сертификации оборудования усложнилась. Поэтому установка газобаллонного

Новости АЭС

Инвестирование в криптовалюту — отличный вариант вложения средств. С каждым днем ее стоимость только

Новости АЭС

В настоящее время многие семьи не имеют своего жилья и не могут его купить

Новости энергетической отрасли

Большая часть населения во время каких-либо проблем задумываются о том, что им стоит все-таки

Новости ТЭС

Спрей ИРС-19 – местное иммуностимулирующее средство. Изготовителем лекарства является фармацевтическое учреждение France Mulan Laboratories.

Энергетика США

Форекс https://forex-review.ru/, как крупнейший рынок в мире, привлекает своим блеском и размером. Можно сказать,

Новости ТЭС

Стеновые панели декоративного типа – материал, пользующийся огромной популярностью. Действительно, с их помощью можно

Энергетика США

Сейчас все более популярные стают солнечные батареи отзывы о которых довольно хорошие и позитивные.

Новости АЭС

Мало кто задумывается, что в современном обществе огромное значение имеет такой женский аксессуар, как

Энергетика США

Компаний, которые выступают в роли посредника, и открывают своим клиентам доступ к торговле на

Новости ТЭС

Как выбрать входную металлическую дверь? Советы профессионала Начинать ремонт в квартире, купленной на вторичном

Новости ТЭС

Почему не рекомендуется снимать жилье в Екатеренбурге https://etagiekb. ru/realty_rent/ в новостройках. Новостройки— это свежий ремонт,

Новости ТЭС

Галогенные лампы — универсальный источник света с большой яркостью и качественной цветопередачей. Сферы применения

Зарубежные ТЭС

Многие предприятия продолжают усердно работать над усовершенствованием разработки осовремененных приборов для диагностики. Так, например,

Новости

Сегодня интернет открывает невероятно огромные возможности своим пользователям в плане заработка. К примеру, совершать

Новости

Как выбрать лучший онлайн-курс английского Решили начать изучать английский онлайн? Хотите, чтобы все ваши

Без рубрики

Трансформаторы – это устройства, которые преобразуют электрическую энергию и обычно устанавливаются в общественных зданиях,

Без рубрики

ООО “Сервомеханизмы” предлагает технику линейного перемещения, а кроме того все сопутствующие товары – двигатели

Новости

Что нужно знать о ленточной библиотеке Объемы информационных данных возрастают в геометрической прогрессии ежеминутно.

Статьи

Уже давно человечество ведёт поиск альтернативных источников энергии. Одно из самых эффективных изобретений в

Статьи

Большинство преимуществ Onecoin на фоне остальных криптовалют основаны на том, что их разработчики постарались

Знакомство с коррозией трубопроводов и методами защиты

Страна в мире без большой и сложной сети трубопроводов похожа на человеческое тело без артерий. Трубопроводы, транспортирующие и распределяющие нефть, газ, химикаты, воду, пар, нефтепродукты и другие вещества, имеют важнейшее значение для экономики. И состояние этих критически важных активов находится под серьезной угрозой из-за электрохимического износа или коррозии.

Реклама

Коррозия трубопровода – это ухудшение материала трубы и связанной с ней системы из-за его взаимодействия с рабочей средой. Это касается трубопроводов и арматуры, изготовленных как из металлов, так и из неметаллов. Коррозия трубопроводов и связанные с ней катастрофические аварии, которые она может вызвать, обходятся экономике в миллиарды долларов. (Пример того, когда что-то идет не так, см. в нашей ИНФОГРАФИКЕ: Катастрофа во Фликсборо.) Общие годовые затраты на коррозию в 2016 году, включая прямые и косвенные затраты, в США оценивались в более чем 1,1 трлн долларов США.

Другими словами, коррозия — большая проблема. Он преимущественно поражает трубопроводы из металлов, таких как медь, алюминий, чугун, трубы из углеродистой стали, нержавеющей стали и легированной стали, используемые для подземных, подземных, подводных или других трубопроводов. Это делает проектирование и выбор наилучших доступных систем и материалов для трубопроводов и систем их защиты от коррозии чрезвычайно важной задачей для нефтегазовой отрасли. Федеральные правила также требуют, чтобы все трубопроводы повышенного риска, транспортирующие нефть, газ или другие опасные вещества, имели надежные и эффективные материалы и покрытия для труб, а также катодную защиту. Здесь мы рассмотрим основные виды коррозии, поражающие трубопроводы, и некоторые методы, используемые для защиты этой инфраструктуры. (Для получения дополнительной информации по этой теме см. 21 тип коррозии и разрушения труб.)

Реклама

Процесс коррозии

Коррозия большинства трубопроводов происходит из-за электрохимической реакции в присутствии электролита. Электрохимическая природа процесса также облегчает обнаружение и смягчение этого ухудшения, что достигается путем контроля напряжений и токов, связанных со скоростью коррозии.

Скорость коррозии трубопроводной системы обычно связана как с внешними, так и с внутренними факторами. К внешним факторам относятся рабочая среда труб, химический состав почвы и влажность для подземных труб или химический состав воды в случае погруженных труб. (Подробнее ознакомьтесь со статьей «Эксперты отрасли обсуждают борьбу с коррозией подводных трубопроводов».)

Внутренние факторы, способствующие коррозии, могут включать:

• Содержание кислорода или реакционную способность жидкостей и газов, перевозимых
• Использование разнородных металлов в системе трубопроводов
• Температура, расход и давление жидкостей и газов

Реклама

Бесплатная загрузка: Как обнаружить коррозию труб в подземных силовых сетях, а также обязательное оборудование для обнаружения коррозии

Типы коррозии трубопроводов

Существует несколько различных типов коррозии. Здесь мы рассмотрим, как они происходят.

Равномерная коррозия трубы

Как видно из названия, равномерная коррозия трубы вызывает равномерную потерю материала вдоль поверхности трубы, что приводит к постоянному утончению или потере стенок ее твердой структуры. Скорость реакции измеряется глубиной проникновения поверхности в миллиметрах в год. Путем выбора подходящего материала трубопровода и сочетания методов защиты от коррозии, таких как катодная защита, а также покрытия поверхности, можно предотвратить этот вид износа.

Точечная коррозия

Точечная коррозия представляет собой серьезное локальное повреждение ограниченной площади поверхности, приводящее к образованию полостей или ямок на поверхности трубы. В некоторых случаях эти ямки могут проколоть трубу. К причинам точечной коррозии относятся:

• Дефекты материала трубы или поверхностные дефекты
• Механические повреждения защитной пассивной пленки
• Проникновение агрессивных химических веществ, таких как хлориды

Этот тип коррозии часто встречается в пассивных металлических сплавах и металлах, таких как алюминий или даже нержавеющая сталь. Ямы обычно различаются по форме и глубине. Одной из причин может быть неправильный выбор материала для трубопровода.

Эту коррозию можно предотвратить следующим образом:

• Выбор материала трубы для конкретных условий эксплуатации, таких как температура и химическая концентрация реагента (устойчивый к точечной коррозии)
• Разработка катодной или анодной защиты

Селективное выщелачивание

Селективное выщелачивание или графитовая коррозия происходит, когда благородный металл и более активный элемент образуют сплав. Это может привести к потере реактивного элемента с поверхности трубопровода, что приведет к потере прочности и преждевременному выходу из строя. Типичным примером этого является удаление никеля, кобальта или цинка из медных сплавов. (Сопутствующее чтение: Если медь является благородным металлом, то почему мои трубы подвергаются коррозии?) Это может привести к изменению цвета или плотности затронутого материала. Добавление алюминия или жестяной банки в некоторых случаях обеспечивает защиту от выщелачивания.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает при электрическом соединении разнородных сплавов или металлов с разным коррозионным потенциалом. При этом портиться будет только металл, работающий анодом по отношению к другому. Эту реакцию можно предотвратить, используя комбинацию металлов, близких по гальваническому ряду, и помещая между ними изоляцию. Также поможет покрытие катодной поверхности.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия вызывается ускоренной реакцией на стыках и других щелях трубопровода из-за разной доступности кислорода. Поверхности, лишенные кислорода, становятся анодом в электрохимической реакции. Замена заклепочных соединений сварными соединениями может помочь решить эти проблемы.

Межкристаллитный износ

Межкристаллитный износ относится к выборочному износу на границах зерен поверхности (из-за высокой температуры), когда граница зерен достигает высокой активности, которая подвержена коррозии. Термическая обработка и нагревание при сварке могут вызвать это превращение, ведущее к коррозии. Эту проблему можно предотвратить, выбирая материалы из нержавеющей стали со сверхнизким содержанием углерода. (Быстрое чтение: Почему нержавеющая сталь устойчива к коррозии?)

Кавитация и эрозионная коррозия

Кавитационное повреждение возникает в трубопроводе, когда рабочее давление жидкости падает ниже давления пара, что приводит к образованию паровых карманов и пузырьков пара, которые схлопываются на внутренней поверхности трубопровода. Это также может привести к эрозионной коррозии. Части трубопроводов, такие как всасывающие патрубки насосов, нагнетательные патрубки, колена, тройники или расширители или фитинги на теплообменниках — даже седла клапанов — могут быть чрезвычайно подвержены такому повреждению при определенных условиях эксплуатации.

Рис. 1. Демонстрация кавитации в водяном насосе.

Кавитацию можно предотвратить на этапе проектирования за счет снижения градиентов давления жидкости и избыточных перепадов давления в диапазоне давления паров жидкости, а также обеспечения нулевого подсоса воздуха. Покрытия также могут снизить скорость потери материала.

Эрозионная коррозия возникает из-за относительного движения жидкости и внутренней поверхности трубы. Турбулентность жидкости может привести к быстрому увеличению скорости эрозии. Плохо обработанные внутренние поверхности труб или ямки, которые могут образоваться, могут нарушить плавный поток жидкости, что приведет к локальной турбулентности жидкости. Это может привести к высокой скорости эрозии. Сочетание кавитации, эрозии и коррозии — при высокой температуре или высоком давлении — может привести к очень сильной точечной коррозии. (Подробнее см. разделы «Борьба с кавитационной коррозией» и «Эрозионная коррозия».)

Добавление хрома или молибдена к стали может улучшить защиту от коррозии в этом случае.

Коррозия блуждающими токами

Коррозия блуждающими токами вызывается протеканием блуждающих токов по трубопроводам. Это может привести к точечной коррозии и точечным отверстиям на металлических поверхностях именно в тех местах, где блуждающие токи покидают поверхность.

Источники паразитного электричества включают:

• Высоковольтные воздушные или подземные линии поблизости
• Электрические железные дороги
• Электросварочные машины
• Заземленный источник постоянного тока
• Катодная защита

Ущерб может быть уменьшен за счет контроля утечек электричества, отвода блуждающих токов на заземляющую станцию ​​или использования дополнительной системы защиты.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)

Коррозионное повреждение под напряжением — это рост ранее существовавших трещин в коррозионных условиях. Это может привести к внезапному разрушению труб из пластичного металла при растяжении, особенно при более высоких температурах. В случае сплавов трещины быстро растут, но разрушение происходит только в том случае, если величина напряжения превышает определенный пороговый уровень. Таким образом, профилактические меры для коррозионного растрескивания под напряжением включают ограничение нагрузок, чтобы гарантировать, что они ниже пороговых уровней напряжения.

Покрытия для трубопроводов

Различные типы покрытий, предназначенных для снижения коррозии, включают заводские системы, а также ленты, применяемые на строительной площадке. Вот некоторые из основных типов покрытий трубопроводов, а также их преимущества и недостатки.

Эмалевые покрытия из каменноугольной смолы

• Плюсы: они имеют хорошую адгезию к стали
• Минусы: существуют серьезные проблемы со здоровьем, связанные с их использованием

Ленточные системы для растений

• Плюсы: хорошая адгезия к стали
• Минусы: могут возникнуть проблемы с образованием пузырей под нагрузкой : Имеет низкую прочность сцепления со стальными трубами
• Недостатки: Может отслаиваться из-за катодной защиты

Полиолефин (двусторонний экструдированный) с бутиловым клеем

• Pro: Это покрытие имеет хорошую адгезию к стали
• Pro: Устойчиво к отслоению благодаря катодной защите
• Минус: Его нельзя удалить при ремонте трубы : Это покрытие обладает отличной адгезией к стали
• Плюсы: Устойчиво к отслоению
• Минусы: Требуется нанесение при высоких температурах
• Минусы: Плохая стойкость к истиранию

Многослойная экструдированная система из полиолефина или многослойная Эпоксидные системы

• Плюсы: Это покрытие имеет отличную адгезию к стали
• Плюсы: Устойчиво к отслоению благодаря катодной защите
• Плюсы: Обладает высокой стойкостью к истиранию
• Плюсы: Обладает устойчивостью к углеводородам
• Минусы: Высокая стоимость
• Против: Необходимо соблюдать строгие параметры нанесения

Напыление металлических покрытий

Нанесение напыляемых термических покрытий, таких как цинк и алюминий, выгодно в погружных трубопроводных системах. Эти покрытия обеспечивают защиту от коррозии в различных условиях окружающей среды по низкой цене.

Для высокотемпературных труб используются огнеупорные футеровки, футеровки из полиуретана, металлические покрытия и футеровки из бетонного раствора.

Катодная защита (CP)

Катодная защита (CP) представляет собой электрический метод снижения скорости коррозии металлической поверхности трубы путем превращения ее в катод электрохимической ячейки. Это достигается перемещением потенциала металла трубы в отрицательное направление путем подачи необходимого напряжения через внешний источник питания (в случае подаваемого тока КП) или обеспечением расходуемого анода в системе (в гальваническом КП). ).

В случае системы защиты от подаваемого тока калиброванный ток накладывается на конструкцию трубопровода с помощью специального источника питания, состоящего из выпрямительного трансформатора, подключенного к местному источнику питания. Он подключен к аноду, закопанному в землю.

В случае системы с гальваническим CP (протекторным анодом) для обеспечения требуемого защитного тока используется гальваническая иерархия между расходуемым металлом анода, таким как цинк, и металлом трубы.

Проходные аноды изготавливаются из различных сплавов алюминия, цинка или магния. Для очень больших трубопроводов расходуемые аноды не могут обеспечить достаточный защитный ток для обеспечения полной защиты трубы. В таких условиях выбирается система катодной защиты подаваемого тока.

Защита трубопроводов от коррозии

Изучение характера коррозионного повреждения конкретного трубопровода помогает в определении основной причины коррозии и подходящего решения. Коррозию можно свести к минимуму, выбрав подходящие системы и материалы на этапе проектирования. Системы катодной защиты облегчают непрерывный мониторинг трубопроводов. При планировании новых трубопроводов следует использовать передовые методы мониторинга и защиты.

Реклама

Связанные термины

• Графитная коррозия
• Отсоединение
• Коррозия трубопровода
• Покрытие трубопровода
• Инструмент для осмотра трубопровода

• Межкристаллитная коррозия
• Равномерная коррозия
• Управление целостностью трубопровода
• Ингибитор коррозии трубопроводов
• Коррозия

Поделиться этой статьей

PHMSA: Взаимодействие с заинтересованными сторонами — Внутренняя коррозия

Информационный бюллетень: Внутренняя коррозия

Краткая информация:

• Коррозия — это естественный процесс, при котором материалы, изготовленные из металла, изнашиваются в результате электрохимической реакции, известной как окисление (ржавление). Коррозия на внутренней поверхности трубопроводных систем называется внутренней коррозией.
• Внутреннюю коррозию в трубопроводных системах можно предотвратить за счет правильного выбора материалов, контроля качества продукции, защитных покрытий, добавок-ингибиторов коррозии и очистки трубопроводов (для удаления воды и других загрязняющих веществ).
• Данные показывают, что в период с 1998 по 2017 год примерно 12% аварий на трубопроводах были вызваны внутренней коррозией.
• Усовершенствованные технологии по-прежнему ведут к более эффективному предотвращению, мониторингу, обнаружению и уменьшению внутренней коррозии трубопроводов как для новых, так и для существующих трубопроводов.
• Федеральные правила управления целостностью трубопроводов способствуют раннему выявлению проблем внутренней коррозии в трубах или трубопроводном оборудовании, требуя периодических осмотров, испытаний и оценок, а также своевременного ремонта или замены при необходимости.
• Внутренняя коррозия считается угрозой, зависящей от времени, что означает, что она увеличивается или ухудшается со временем, если ее не смягчить. В результате раннее обнаружение и смягчение последствий необходимы для минимизации воздействия внутренней коррозии.
• Обратитесь к другим информационным бюллетеням на веб-сайте PHMSA по связям с заинтересованными сторонами для конкретных обсуждений коррозии, внешней коррозии, селективной шовной коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением, коррозии под воздействием микробиологических факторов и коррозии с интерференцией блуждающих токов.

Что такое внутренняя коррозия и почему она возникает?

Коррозия – это повреждение металла в результате электрохимической реакции с его непосредственным окружением. Эта реакция вызывает окисление железа в стальной трубе или других деталях трубопровода (ржавчину). Коррозия приводит к потере металла в трубе. Со временем, если не принимать меры, коррозия может привести к потере прочности стали и, возможно, сделать ее неспособной удерживать жидкость в трубопроводе при ее рабочем давлении.

Внутренняя коррозия возникает из-за условий окружающей среды внутри трубопровода. В большинстве случаев коррозионно-активными веществами являются загрязняющие вещества, естественным образом содержащиеся в транспортируемом товаре, такие как сероводород, двуокись углерода, другие химические вещества или даже вода. Поскольку трубопроводы представляют собой критически важную инфраструктуру с чрезвычайно длительным сроком службы, для операторов трубопроводов крайне важно поддерживать физическую целостность трубопроводов. К счастью, существуют эффективные методы предотвращения и смягчения последствий внутренней коррозии трубопроводов, в том числе многие технологически продвинутые.

Как правило, качество транспортируемого товара контролируется для удаления или сведения к минимуму загрязняющих веществ, применяется внутреннее покрытие трубопровода, вводятся ингибиторы коррозии или используется комбинация этих подходов для предотвращения внутренней коррозии. Когда эти защитные меры эффективны или предпринимаются достаточные усилия по смягчению последствий, стальные трубопроводы могут служить бесконечно долго.

Каковы риски внутренней коррозии?

Внутренняя коррозия может привести к постепенной и обычно локальной потере металла на внутренней поверхности трубопроводных систем, что приводит к уменьшению толщины стенки трубы или другого оборудования. Эта потеря металла может происходить относительно равномерно по площади внутренней поверхности трубы (иногда называемой «общей коррозией») или в отдельных местах на внутренней поверхности («локальная коррозия» или «точечная коррозия»). Потеря материала из-за коррозии может в конечном итоге привести к утечке «точечного отверстия», трещине, расколу или разрыву трубопровода, если коррозия не будет устранена, поврежденный участок трубы не будет заменен или рабочее давление трубопровода не будет снижено.

Необработанная внутренняя коррозия может ослабить трубу в месте ее возникновения и сделать трубу более восприимчивой к избыточному давлению, подвижкам грунта и другим внешним воздействиям. Таким образом, внутренняя коррозия иногда также может увеличить риск других типов отказов трубопровода.

Интенсивность отказов трубопроводов из-за внутренней коррозии

Транспортирующие и собирающие трубопроводы. Исторически на внутреннюю коррозию приходилось примерно 60 % всех происшествий с трубопроводами, вызванных коррозией. Например, за 5-летний период 2013-2017 гг. примерно 12 % аварий на газопроводах, газосборах и трубопроводах с опасными жидкостями были вызваны внутренней коррозией.

Газораспределительные трубопроводы. За тот же 5-летний период (2013-2017 гг.) менее 1/2 из 1% зарегистрированных инцидентов на газораспределительных трубопроводах были вызваны внутренней коррозией. Магистральные и сервисные линии системы распределения природного газа работают при гораздо более низком давлении и обычно изготавливаются из неагрессивных материалов (таких как пластик). Даже если газораспределительная линия изготовлена ​​из стали, вероятность разрыва трубы невелика из-за более низкого рабочего давления, а большинство повреждений, вызванных внутренней коррозией, приводят к утечкам.

Что делается для предотвращения/уменьшения внутренней коррозии?

• Современные производственные процессы для стальных труб и защитных внутренних покрытий подлежат строгим стандартам изготовления, установки, проверки и контроля качества, чтобы уменьшить возникновение дефектов труб и покрытий, которые могут привести к внутренней коррозии.
• Операторы трубопроводов контролируют влажность и химический состав продуктов, транспортируемых по их трубопроводам (обычно, но не всегда возможно), чтобы предотвратить внутреннюю коррозию.
• Операторы трубопроводов регулярно пропускают через свои трубопроводы устройства, называемые «скребками-очистителями», для удаления скоплений материалов, которые могут привести к внутренней коррозии.
• Операторы трубопроводов также иногда добавляют в трубопровод ингибиторы коррозии для предотвращения внутренней коррозии.
• Эти профилактические меры регулярно контролируются и тестируются для поддержания их эффективности.
Федеральные правила безопасности трубопроводов
• требуют, чтобы операторы трубопроводов разрабатывали и внедряли программы управления целостностью, а также постоянно проверяли и оценивали целостность трубопроводов, которые могут повлиять на области с серьезными последствиями, такие как населенные пункты или экологически уязвимые районы. Операторы должны периодически осматривать и оценивать свои трубопроводы на предмет внутренней коррозии и других проблем с целостностью, а также ремонтировать или заменять поврежденную трубу. Проверки обычно выполняются с использованием одного или нескольких типов специальных инструментов для встроенной проверки (ILI), испытаний гидростатическим давлением или процесса, называемого «прямой оценкой».

Внутренняя коррозия: что еще можно сделать?

• Общедоступный : Помните о трубопроводах, расположенных рядом с вами. Всегда соблюдайте полосу отвода трубопровода и следите за признаками повреждения трубопровода, утечки или проблем с безопасностью. Помните, что это может быть связано с вашей собственной безопасностью. Знайте номера телефонов в вашем районе и немедленно звоните оператору трубопровода и местным представителям общественной безопасности, чтобы сообщить о любых проблемах с безопасностью трубопровода.
• Следите за изменениями почвы и растительности вокруг трубопроводов. Это могут быть признаки утечки. Немедленно сообщите об этих и возможных движениях грунта или других условиях, которые могут повлиять на трубопровод, оператору трубопровода.
• Обратите внимание на любую подозрительную деятельность, особенно на надземных объектах трубопровода, таких как клапаны или насосные станции; немедленно сообщить о такой деятельности местным органам общественной безопасности и оператору трубопровода.
• Не копайте и не стройте полосу отчуждения трубопровода. Всегда звоните, чтобы найти и обозначить подземные объекты, прежде чем начинать копать (наберите 811).
• Промышленность : Операторы трубопроводов должны следовать действующим правилам, руководствам и стандартам для обеспечения целостности и безопасности своих трубопроводных объектов.