Коррозия трубопроводов: Коррозия подземных трубопроводов и защита от нее — Корпорация ПСС

Содержание

Nothing found for Wp Content Uploads 2017 11 %25D0%2591%25D0%25Be%25D1%2580%25D1%258C%25D0%25B1%25D0%25B0 %25D1%2581 %25D0%25Ba%25D0%25Be%25D1%2580%25D1%2580%25D0%25Be%25D0%25B7%25D0%25B8%25D0%25B5%25D0%25B9 %25D1%2582%25D1%2580%25D1%2583%25D0%25B1%25D0%25Be%25D0%25Bf%25D1%2580%25D0%25Be%25D0%25B2%25D0%25Be%25D0%25B4%25D0%25Be%25D0%25B2 Pdf

The page you are looking for no longer exists. Perhaps you can find what you are looking for by searching the site archives by page, month, or category:

by page:
  • https://www.ozeu.ru/catalog/realizaciya-skladskix-ostatkov.shtml
  • Вакансии
  • Выполненные проекты
  • защиты внутреннего сварного стыка труб с внутренним антикоррозионным покрытием (и без) от воздействия факторов коррозии. Статьи
  • Каталог
    • Оборудование в блочно-модульных конструкциях
    • Электрооборудование до 1000 В
      • Модули датчиков КИПиА
      • — МОМ, МОД, МОК
      • — СМН, СМВ, СД
      • — СПД, СППД, СПМ, СППМ
      • — СМ, СД, СК
      • Стативы (модули, щиты, стойки приборные)
      • — ПД, ПДС, ПМ, ПМС, ППД1, ППМ, ППМШ, ПМШ, ПМС/ПДС
      • МН, МВ, Д
      • ЩПП, ЩПС, ЩП
      • ЩО-70
      • ЩО-91
      • НКУ-03
      • НКУ-Э98
      • РУВ1, РУВ 2, РУВ3
      • УАВР серии БУ(ПУ)
      • ПВАМ
      • ПВАИ
      • ЩУП
      • ЩСУ
      • Б 5000, БМ 5000, БМ 8500, БМ 8900, БМ 9500
      • Я 5000
      • ЯС 5000
      • ПР 11, ПР 8000
      • ШОУ1
      • ШОУ2
      • КШО
      • КШО-Э
      • КШОН
      • КШОН-Э
      • КШУ
      • КШУО-Э
      • ВШОЭ
      • ВШОВ
      • ВШОШ
      • ППУ
    • Оборудование класса напряжения до 10 кВ
    • Оборудование для электрохимической защиты трубопроводов
    • Cэндвич-панели стеновые и кровельные
    • Быстровозводимые здания
    • Трубы стальные футерованные
    • Реализация складских остатков
  • Контакты
  • Минэнерго (руководящие документы)
  • О компании
    • Вопрос-ответ
    • Награды
      • Диплом конкурса «100 лучших товаров России» — «Блочное комплектное распределительное устройство электроснабжения кустов скважин нефтяных (газовых) месторождений БКРУ-«Аракуль»
      • Диплом лауреата конкурса «20 лучших товаров Челябинской области 2011» — «Блочное комплектное распределительное устройство электроснабжения кустов скважин нефтяных (газовых) месторождений
      • Диплом за активное участие в областном конкурсе «Лидеры инновационного бизнеса Челябинской области — 2010»
      • Диплом Лауреата конкурса «100 лучших товаров России» 2010 года — «Блок линейных потребителей магистральных газопроводов мощностью от 25 до 63 кВА на напряжение до 10 кВ»
      • Диплом лауреата конкурса «20 лучших товаров Челябинской области 2010» — «Блок линейных потребителей магистральных газопроводов мощностью от 25 до 63 кВА на напряжение до 10 кВ»
      • Диплом VIII Международного московского салона инноваций и инвестиций за разработку Блочное комплектное распредилительное устройство для электроснабжения потребителей кустовных скважин нефтяных (газовых) месторождений БКРУ ПКС «Иртяш»
      • Диплом программы «100 лучших товаров России» камера сборная одностороннего обслуживания, ячейка КСО «Аврора»
      • Диплом Новинка года программы «100 лучших товаров России» камера сборная одностороннего обслуживания, ячейка КСО «Аврора»
      • Диплом программы «100 лучших товаров России» устройство блочное комплектные распределительные БКРУ
      • Диплом Новинка года программы «100 лучших товаров России» устройство блочное комплектные распределительные БКРУ
      • Диплом победителя конкурса «Лучший инновационный проект Челябинской области 2008» на Южно-Уральской инновационном форуме
      • Диплом Южно-Уральской инновационного форума IV салона инноваций и инвестиций за вклад и развитие инновационного потенциала Челябинской области и участие в выставке
      • Диплом Минэкономразвития Челябинской области за динамичное развитие, научно-технический потенциал и активное внедрение инновационных технологий
      • Диплом выставки «Нефть. Газ. Химия — 2008» за внедрение инновационных разработок в сфере производства энергетических устройств для нефтегазовой отрасли
      • Медаль за разработку новейших технологий, оборудования и услуг в нефтегазовой отрасли
      • Диплом дипломанта конкурса «20 лучших товаров Челябинской области» БЛП
      • Диплом лауреата конкурса «20 лучших товаров Челябинской области» БКРУ ПКС «Иртяш»
      • Диплом лауреата конкурса «20 лучших товаров Челябинской области» ячейка КСО «Аврора»
      • Диплом и медаль лауреата национальной премии торгово-промышленной палаты РФ в области предпринимательской деятельности «Золотой Меркурий» в номинации «ЛУЧШЕЕ МАЛОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ РФ В СФЕРЕ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
      • Благодарность Министерства экономического развития Челябинской области директору ООО «ОЗЭУ» С. В. Свинину
      • Диплом VIII Международного московского салона инноваций и инвестиций за разработку Блок-бокс электроснабжения линейных потребителей, БЛП
      • Диплом VIII Международного московского салона инноваций и инвестиций за разработку Камера сборная одностороннего обслуживания, ячейка КСО «AVRORA»
      • Диплом ХIII Российского экономического форума «Развитие экономического сотрудничества в рамках ЕВРАЗЭС» за участие в «Уральской региональной выставке-ярмарке инвестиционных проектов и патентов»
      • Диплом за активное участие в выставке «Точки роста экономики муниципальных образований Челябинской области»
      • Грамота участника конкурса на соискание премии Губернатора Челябинской области по качеству в 2007 году
      • Диплом национальной премии торгово-промышленной палаты РФ в области предпринимательской деятельности «Золотой Меркурий» за первое место в номинации «Лучший предприниматель в сфере производства, строительства»
      • Свидетельство участника программы «100 лучших товаров России»
      • Диплом лауреата конкурса «20 лучших товаров Челябинской области» БЛП (2007 г.)
      • Диплом за внедрение высоких технологий в области инновационного производства энергитического оборудования
      • Диплом III Областного салона инноваций и инвестиций за вклад в развитие инновационного потенциала Челябинской области и участие в выставке «Высокие технологии и инновации региона»
      • Диплом за вклад в развитие научно-промышленного комплекса России и активное участие в XII международной выставке-конгрессе «Высокие технологии, инновации, инвестиции»
      • Диплом за разработку «Блок-бокс электроснабжения линейных потребителей БЛП/2БЛП» в номинации «Лучший инновационный проект в области топлива и энергетики» Санкт-Петербургской выставки-конгресса «Высокие технологии, инновации, инвестиции»
      • Медаль за разработку новейших технологий, оборудования и услуг в нефтегазовой отрасли (Блок-бокс электроснабжения линейных потребителей)
      • Диплом за участие в III Юбилейной Урало-Сибирской научно-промышленной выставке
      • Диплом и серебряная медаль VII Московского Международного салона инноваций и инвестиций за разработку «Блок-бокс электроснабжения линейных потребителей»
      • Диплом 3 степени выставки «ЭНЕРГИЯ МЕГАПОЛИСА-2007» за внедрение научных передовых технологий в развивающейся отрасли в России
      • Диплом за «Лучший инновационный проект Челябинской области» в сфере строительства, производства и распределения электроэнергии (2006 г.)
    • Реквизиты ОЗЭУ
    • Рекламные материалы
  • Обратная связь
  • ПОТ (Правила по охране труда)
  • ППБ (Правила пожарной безопасности)
  • Правила
  • Прочие документы
  • Р (рекомендации)
  • РБ (Руководства по безопасности в атомной промышленности)
  • РД (Руководящие документы)
  • Сертификаты, патенты
    • Сертификат соответствия ГОСТ Р трехслойные сэндвич панели
    • Сертификат соответствия Техническому регламенту по пожарной безопасности (кровельные сэндвич панели)
    • Сертификат соответствия Техническому регламенту по пожарной безопасности (стеновые сэндвич панели)
    • Свидетельство ОАО «Газпром» на оборудование БКЭС, БЛП-МГ-ОЗЭУ
    • Сертификат соответствия системы добровольной сертификации ГАЗПРОМСЕРТ на оборудование: БКЭС, БЛП, БЛП-МГ, БЭЛП, БЛП-Э, ПКУ
    • Свидетельство о том, что ООО «Озёрский завод энергоустановок» является членом Союза производителей нефтегазового оборудования, регистрационный № 80
    • Свидетельство о допуске к определённому виду или видам работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства
    • Свидетельство на товарный знак «ОЗЭУ®» №335515
    • Свидетельство на товарный знак «АПС®» комплектное распределительное устройство КРУ-АПС (Э)-6(10) №360958
    • Камеры сборные одностороннего обслуживания типов: КСО-10-Э1, КСО-6-Э1
    • Сертификат соответствия на КРУ-ОЗЭУ
    • Сертификат соответствия на БКУ-ОЗЭУ
    • Сертификат соответствия на НКУ-ОЗ
    • Патент №74211 на «Электроустановку с устройством бесконтактного контроля переходного сопротивления контактных соединений токоведущих элементов»
    • Патент №38792 на «Блок-бокс электроснабжения линейных потребителей»
    • Патент №2189680 на «Комплектное распределительное устройство»
    • Патент №2189681 на «Комплектную трансформаторную подстанцию»
    • Патент №2170485 на «Распределительную систему для секционирования линий электропередач»
    • Патент №2211515 на «Систему гарантированного питания секущих задвижек нефтепроводов»
    • Патент №2161663 на «Систему катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии»
    • Патент №2260235 на «Систему комплексного электроснабжения линейных потребителей»
    • Патент №45055 на «Пункт местного резервирования электроснабжения электропотребителей (КРУН-ПМР)»
  • Справочник
  • Ссылки
  • тест
  • тестик
  • ЕНиР
  • ФЕР-2001
  • ФЕРм-2001
  • ФЕРр-2001
  • ГЭСН-2001 (Государственные элементные сметные нормы на строительные работы)
  • ГЭСНм-2001 (Государственные элементные сметные нормы на монтаж оборудования)
  • ГЭСНп-2001 (Государственные элементные сметные нормы на пусконаладочные работы)
  • ГЭСНр-2001 (Государственные элементные сметные нормы на ремонтно-строительные работы)
  • Госты
  • Инструкции
  • МДК (Методические документы в жилищно-коммунальном хозяйстве)
  • МДС (Методические документы в строительстве)
  • МИ (Метрологические измерения)
  • НП (Нормы и правила в атомной промышленности)
  • НПБ (Нормы противопожарной безопасности)
  • НПРМ (Нормативные показатели расхода материалов в строительстве)
  • ОСТы (Отраслевые стандарты)
  • П (Пособия и рекомендации ВНИИГ)
  • ПБ (Правила безопасности)
  • Положения
  • АПС-35
  • 2КТПНУ
  • 2КТПНУ
by month: by category:

Коррозия в системах отопления — причины и последствия

Коррозия в системах отопления – это достаточно часто встречающееся явление. В ходе такого процесса материал начинает постепенно окисляться и портиться. Могут появиться сильные истончения, прорывы под действием сильного давления и разгерметизация.

Еще одна распространенная проблема – постепенное нарастание продуктов коррозии изнутри и уменьшение проводимости.

В трубопроводах существует два основных варианта коррозии:

  • Сухая. Проявляется с наружной стороны. Обычно стимулируется контактом с воздушной средой и другими внешними факторами.
  • Влажная. В большинстве случаев наблюдается изнутри, потому что металл контактирует с водой. Но также может возникнуть и снаружи трубы при наличии протечек или высокой влажности в помещении.

По статистике, наибольший вред отопительным системам приносит именно влажная коррозия.

В этом материале мы рассмотрим, какие факторы могут повлиять на интенсивность распространения ржавения и отметим, какие из них наиболее опасны. Представление о механизмах и катализаторах даст четкое понимание того, какими методами стоит бороться с коррозией.

Коррозия из-за появления потенциала

В этом случае происходит химическая реакция, вызванная помещением металла в электролит. При этом внутри системы будут присутствовать ионы, несущие положительный заряд. Сам раствор будет выступать в качестве анода.

Из-за перемещения электронов туда, где накапливается высокий потенциал, возникает катодно-анодная связь. Анод разрушается, и коррозия начинает стремительно распространяться по материалу.

Воздействие повышенных температур

Так как отопительные системы работают в постоянном контакте с сильно прогретой водой, воздействие температуры стимулирует стремительное развитие коррозийного процесса.

Ученые отмечают, что также есть случаи, когда зависимость ржавения от температуры сильно связано с газами, растворенными в теплоносителях. Исследования показывают, что самый большой риск протекания появляется, когда устанавливается температурный диапазон 75–85°С. Есть доказательства того, что скорость протекания процесса в таком случае увеличивается в четыре-пять раз.

Температура также может и положительно влиять на интенсивность протекания коррозийных процессов. Так у цинка сильный нагрев приводит к тому, что на нем появляется плотный слой, не допускающий контакта различных катализаторов с материалом.

Опасность может представлять ситуация, в которой продукты коррозии становятся очень пористыми и рыхлыми. В таком случае защитный слой так и не сможет организоваться, а все продукты будут постепенно смываться под действием сильного потока воды.

Степень насыщенности потока воздухом

Аэрация выступает как один из факторов коррозии. Если кислорода в воде недостаточно или он распределен неравномерно, есть большой риск того что появится анодный процесс. В результате вероятность развития ржавчины станет намного выше.

Наличие растворенных в воде солей

Состав передаваемого в отопительной системе теплоносителя может быть разным. Опасность представляет соль. Если она представлена в большой концентрации, есть вероятность того, что коррозия начнет протекать быстрее.

Риски растворения солей заключаются еще и в том, что такой теплоноситель может интенсивно разрушать накопленные защитные пленки. Таким образом, уровень защиты от коррозии становится намного меньше.

Отдельно стоит отметить опасность ионов сульфата. Их наличие часто становится причиной развития биологической коррозии, которая вызывается наличием активности анаэробных бактерий.

Есть вероятность того, что карбонатные отложения также смогут подавить коррозию. В результате, жесткая вода чаще всего показывает минимальный уровень агрессивности к металлам и сплавам с разной рецептурой.

Действие поверхностных эффектов

Исследования показывают, что определенные типы внешнего покрытия становятся катодными по отношению к стали. Основная причина возникновения проблем в таком случае – повышенная влажность в помещении, где установлен трубопровод. В большинстве ситуаций наблюдается избирательное кородирование.

Уровень концентрации ионов

Большое значение в работе имеет потенциал растворения. При большой концентрации ионов в электролите, такой потенциал становится все более и более крупным.

Когда наблюдается контакт между электролитом и металлом самой трубы, при этом присутствует неравномерность, начинается постепенное разрушение поверхности.

Уровень рН

Показатель рН напрямую влияет на то, как именно будет растворяться металл, каким окажется состав передаваемой рабочей среды. Когда уровень рН низок, есть больший риск растворения металлов. При этом прямой связи с тем, как быстро протекает коррозия, здесь зачастую нет.

Основной риск представляет растворение защитных пленок, которые ранее были нанесены на материал. Оно быстрее происходит в кислой воде.

Наличие растворенных газов

Большую опасность представляет растворение в воде диоксида углерода, а также кислорода. Из этих двух газов кислород представляет самую большую опасность. При его высокой концентрации из-за повышения температуры коррозия труб отопления будет развиваться все более и более интенсивно.

Иногда в составе воды также наблюдается наличие примесей диоксида углерода. Это значительно уменьшает уровень рН.

Как результат – защитные пленки и отложения начинают намного стремительнее растворяться, возникает вероятность контакта с катализаторами окисления.

Контакт между разными типами материалов

Одна из наиболее обширных сфер для обсуждения – появление электрохимической коррозии, наблюдаемой при погружении металлов в электролит. В таком случае возникает электрический потенциал.

Когда рядом находятся два металла, разных по своему составу, наблюдается электрический контакт. При этом ученые говорят о трех факторах, значительно влияющих на вероятность возникновения коррозии и саму скорость ее протекания. К ним относятся:

  • Соотношение между поверхностями металлов, которые будут соприкасаться друг с другом. Так один металл выступает как катод и его по площади больше, чем анод, процесс ржавения будет развиваться намного более интенсивно.
  • Степень проводимости электролита. Когда проводимость низкая, в таком случае коррозия возникнет только в области наиболее плотного контакта. Более обширные участки станут затрагиваться в том случае, если проводится высокая.
  • Тип материалов, которые вступают в электрический контакт друг с другом. Здесь многое зависит от того, какой именно сплав использовался при изготовлении. Так некоторые типы материалов могут создавать плотные защитные оксидные пленки, которые не допускают контактов с катализаторами окислительного процесса.

Одним из методов защиты отопления от коррозии является устранение потенциального электрического процесса в том случае, если есть риск близкого контакта двух металлов.

Ударное воздействие

Внутри трубопровода отопление вода постоянно движется. Есть множество показателей работы системы – напор, внутреннее давление. Когда вода движется с большой скоростью, происходит появление и постоянное вымывание продуктов коррозии.

Также наблюдается и процесс кавитации. Обычно наиболее активно начинает проступать ржавчина в местах, на которые оказывается наиболее сильное давление жидкости.

Блуждающие токи

Еще один фактор, который нужно упомянуть – наличие в системе блуждающих земных токов. Наибольшую опасность представляет ситуация, в которой ток становится постоянным. Самое интенсивное протекание разрушения наблюдается в том случае, если трубопровод находится в земле и при этом происходит проникновение токов в почву.

Наличие органических веществ

Не стоит также забывать об опасности, которую несут в себе растворенные в воде органические вещества. Они могут проникать из разных источников, не только природных, но и техногенных.

Есть два центральных фактора опасности именно органических веществ:

  • Изменение уровня рН. Пагубное воздействие таких колебаний уже было описано выше.
  • Жизнедеятельность бактерий. Коррозия системы отопления может быть и биологической. Бактерии попадают в систему именно через органические вещества.

Выводы

Методы защиты поверхности металла от коррозии могут быть разными. Но одним из самых эффективных становится именно применение оцинковки.

Наша компания занимается цинкованием металла с 2007 года. Мы используем качественное оборудование и строго контролируем соответствие качества требованиям ГОСТ.

Гарантируем быструю работу даже с крупными объемами, помогаем заказчикам значительно экономить. Чтобы рассчитать стоимость выполнения работ и получить ответы на другие интересующие вопросы, звоните или пишите нам.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

откуда берется ржавчина и как с ней бороться при помощи антикоррозионой защиты? + Видео

Защита от коррозии трубопроводов является первоочередной задачей для предприятий предоставляющих услуги ЖКХ, промпредприятий и владельцев частных домов. Ржавление трубопроводов — главная причина появления порывов, трещин

1 Причины возникновения и физика процесса

Коррозия трубопроводов начинается при возникновении электрохимической реакции окисления сплавов под воздействием влаги. Структура металла изменяется из-за влияния влаги и протекающих токов, в результате чего разрушается кристаллическая решетка и происходит «исчезание» металла с поверхности трубы. Причины появления коррозии трубопроводов заключаются в следующем:

  1. Сплавы с разным химическим составом обладают разными электрическими потенциалами, что вызывает протекание электрических токов по трубопроводу. Разные потенциалы могут быть обусловлены резким изменением грунта или окружающей среды.
  2. Влага, находящаяся в грунте.
  3. Химсостав и наличие кислот в грунте или окружающей среде.
  4. Состав транспортируемых веществ.

Существует несколько видов ржавления: поверхностная (по всей площади трубы), местная (участки поверхности) и щелевая. Коррозия на всей поверхности — крайне редкое явление. Самой опасной является местная коррозия, на которую приходится почти 90% всех повреждений. Щелевая тоже широко распространена, однако она редко приводит к серьезным повреждениям труб от коррозии.

Поверхностное ржавление трубы

Наиболее часто коррозия развивается на участках, находящихся под железнодорожными или трамвайными путями, а также в случае нарушения СНИП и прокладкой труб под опорами электропередач. Скорость коррозии может колебаться в широких пределах от 3-4 мм до 20-30 мм год.

В зависимости от того, какие факторы вызывают появление ржавления, применяется различная антикоррозионная защита. О способах предотвращения ржавчины путепроводов рассказывается ниже.

2 Специальные защитные покрытия

Для предотвращения ржавчины абсолютно всех трубопроводов используется пассивная защита. Она заключается в создании изоляционного покрытия между металлом и окружающей средой. Для этого на трубу наносится вначале слой специальной антикоррозийной жидкости (грунтовки), затем объект либо красят либо наносят эпоксидную смолу.

Если накладывается слой эпоксидной смолы, возможно нанесение дополнительно битума, пеком (каменноугольным). Относительно новое средство защиты — полимерные ленты, однако они довольно дорогие.

Защита от коррозии полимерными лентами

В идеальной системе нанесение защитных слоев позволяет полностью защитить объекты, однако в реальности это практически невыполнимо. Антикоррозийная защита не обеспечивает 100% защиты из-за деформаций или разрушений защитного слоя при транспортировке, укладке и монтаже. Даже визуально целое покрытие может иметь микротрещины или другие повреждения. Кроме того, защитные слои различных материалов имеют разные диффузионные и химические свойства. Защитное покрытие всегда подбирается под конкретный тип грунта (песок, супесок, суглинок и т. д.).

Таким образом, защитить объекты путем только нанесения покрытий нельзя. Состыкованные трубы с разными покрытиями может ускорить ржавление. Поэтому помимо покрытия поверхностей антикоррозийными материалами применяют и другие способы защиты.

3 Катодный способ

Защита трубопроводов от ржавления бывает и активной. Таковыми являются катодные и анодные защиты.

Активные способы основаны на понижении скорости реакции ржавления, с помощью смещения электрического потенциала до более низких значений (по сравнению с потенциалом окружающей среды). В начале 30-х годов прошлого века, ученым Робертом Куном было установлено, что смещение электрического потенциала на несколько десятых вольта позволяет замедлить скорость коррозийных реакций до 8-12 микрометров в год. Эта скорость развития ржавчины крайне мала и практически не существенна.

Катодный способ может быть осуществлен электрически и гальванически.

Катодный способ защиты труб от ржавчины

Гальванический метод (использование анодов из специальных сплавов) основан на следующем явлении: все металлы в одном и том же электролите обладают разными потенциалами. Поэтому при помещении металла, имеющего меньший потенциал в грунт, он будет являться анодом и разрушаться первым, защищая таким образом объект. В зависимости от типа грунта и сплава, из которого изготовлен трубопровод, подбирается материал для «жертвенного анода». Обычно используют магниевые, цинковые и алюминиевые сплавы.

Применение такой защиты возможно только в средах, имеющих низкое сопротивление (менее 40-50 Ом*м). Для сред с более высоким сопротивлением такая защита от коррозии бессмысленна.

Электрический метод предполагает подключение внешних источников тока. Произвести расчет и установку такой защиты не просто, однако она считается наиболее эффективной. На нее не влияет сопротивление грунта, она имеет практически неограниченный срок эксплуатации. Источниками тока могут служить инверторы переменного тока в постоянный, которые регулируют ток защиты в широком диапазоне. Они обеспечивают защиту при любых изменениях внешних условий. Защитный ток, протекающий по трубопроводу, неравномерен по длине путепровода, а наибольшее значение разности потенциала находится в точке подключения (дренажной) защиты. Источниками, генерирующими защитный ток, могут являться генераторы, низковольтные линии ЛЭП и другое.

Несмотря на большой выбор защитных средств, ржавлению ежегодно подвержены сотни километров трубопроводов. Именно на ржавчину приходится до 60% всех повреждений. В основном, это происходит из-за не соблюдений правил по уходу за путепроводами, поэтому своевременная проверка и уход крайне обязательны.

Моникор®. Система коррозионного мониторинга нефтепромысловых трубопроводов

 

    Для оценки технического состояния трубопроводов используется метод выборочной ультразвуковой толщинометрии. (п. 7.5.3.9. РД 39-132-94 «Правил по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов»). Статистическая обработка результатов проводится согласно методическим указаниям «Прогнозирование максимальной глубины коррозии и времени до появления сквозных повреждений трубопроводов по данным ультразвуковой толщинометрии».

    Согласно вышеупомянутым документам диагностика технического состояния трубопроводов состоит из следующих этапов:

  1. Определение границ однородных по условиям эксплуатации участков трубопроводов

  2. Выбор контрольных участков для проведения ультразвуковой толщинометрии

  3. Измерение по специальной методике толщины стенок трубы на контрольном участке

  4. Статистическая обработка полученных результатов и определение законов (функций) распределения коррозионных поражений и их параметров

  5. Прогнозирование максимально возможной глубины коррозии на диагностируемых участках. Осуществляется на основе выявленных закономерностей распределения коррозионных поражений

 

    Дополнительно проводятся работы с образцами-свидетелями и электрохимическими датчиками с использованием промысловых узлов контроля коррозии:

  1. Определение видов и средней скорости коррозии по промысловым узлам контроля коррозии

  2. Определение скорости язвенной коррозии

  3. Определение прогнозных величин скорости язвенной коррозии по специальной методике, использующей профилометрию образцов-свидетелей, выполняемую на металлографическом микроскопе

  4. Оценка максимальных скоростей коррозии. Определение максимального срока службы объектов.

 

    Для выдачи заключения о техническом состоянии трубопровода выполняется следующий комплекс работ:

  1. Определение коррозионно-опасных участков трубопроводов на основе коррозионно-гидравлических расчетов с использованием программного комплекса «Экстра»

  2. Проведение ультразвуковой толщинометрии

  3. Установка и извлечение узлов контроля коррозии

  4. Статистическая обработка полученных результатов. Выдача заключений с подробным обоснованием.

 

    Наши специалисты поставляют и устанавливают узлы контроля коррозии. По завершении работ узлы остаются Заказчику для дальнейшего проведения работ по коррозионному мониторингу.

 

    Техническая диагностика трубопроводов может также включать:
» контроль механических характеристик металла;
» контроль степени наводороживания эксплуатируемых трубопроводов с помощью накладных электрохимических зондов.
Целью диагностики является предотвращения разрушений, обусловленных наводороживанием металла.

 

    Имеется лицензия на проведение работ по техническому диагностированию и контролю оборудования и материалов неразрушающими методами. Лицензия №10О-02/6347 от 25.07.97 г. выдана Госгортехнадзором России

Прогнозирование и предотвращение внутренней коррозии нефтепроводов — Транспортировка

В настоящее время для защиты нефтепроводов от внутренней коррозии применяют ингибиторы коррозии и покрытия из коррозионностойких материалов. Технология применения ингибиторов коррозии несовершенна, поскольку нет однозначных ответов на вопросы: когда необходимо начинать защиту, в какие точки, сколько и какого ингибитора подавать в поток. Нанесение защитных покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов не нашло широкого применения, т.к. возникают проблемы в зоне сварного стыка.

Вместе с тем известно, что сами по себе нефть и нефтяной газ не вызывают коррозии. В большинстве случаев внутренняя коррозия нефтепроводов является следствием электрохимических процессов, протекающих при контакте пластовой воды с металлом.

Расслоение водонефтяной эмульсии и образование слоя воды, контактирующего со стенкой трубопровода, создают условия для возникновения коррозии вдоль нижней образующей в виде язв и канавок.

Эффективным способом защиты нефтепроводов от внутренней коррозии является технологический. Сущность этого способа защиты состоит в поддержании таких режимов течения обводненной нефти, при которых исключается контакт пластовой воды со стенками трубопровода.


Режим течения, при котором вся вода под действием турбулентных пульсаций распределена в виде капель в объеме нефти, реализуется при определенных гидродинамических условиях и ограничен обводненностью 50-70%, т.е. до точки инверсии фаз эмульсии. Однако, даже при большей обводненности нефти возможно использование технологического способа защиты от коррозии при условии предварительного сброса воды.

Вместе с тем, для практического использования технологического способа защиты нефтепроводов от коррозии необходимо знать влияние основных параметров потока на закономерности расслоения водонефтяных эмульсий.

Многочисленные попытки обобщения промысловых данных с целью определения влияния отдельных параметров на условия расслоения эмульсий и возникновение внутренней коррозии результата не дали. Это объясняется тем, что на процесс образования и расслоения эмульсий влияет большое число факторов: скорость потока, обводненность нефти, газосодержание, свойства нефти и воды, устойчивость эмульсий, диаметр и профиль трубопровода, режим течения и др. Проследить степень влияния отдельного параметра, при большом различии других, весьма сложно. Однако установлено, что при росте обводненности нефти и снижении скорости потока, вероятность коррозии возрастает, но это справедливо при прочих равных условиях.

Из практики известно, что в одних случаях при сравнительно высокой обводненности нефти коррозия отсутствует, а в других — присутствие следов воды в нефти, ведет к образованию водных скоплений и сопровождается интенсивной внутренней коррозией и порывами нефтепроводов.

Для определения степени влияния основных параметров потока на условия расслоения эмульсий и образование слоя воды, контактирующего со стенками трубопровода, были проведены экспериментальные исследования на лабораторных и промысловых установках, обобщенные результаты этих исследований приведены в данной работе.

Первый этап работ выполнен в лаборатории гидродинамики многофазных потоков Грозненского нефтяного института и на промысловом стенде, расположенном в ЦДНГ-2 ОАО «НК «Роснефть» — Ставропольнефтегаз» [1, 2].

На лабораторной установке в качестве модельных жидкостей использовались трансформаторное масло, вода и воздух, а внутренний диаметр экспериментального участка составлял 39,4 мм.

Промысловые исследования на нефти, пластовой воде и нефтяном газе выполнены на установке, имевшей диаметры участков 46,8 и 39,0 мм.

Второй этап работ выполнен во Вьетнаме [3]. Лабораторные исследования проводились в Институте механики (г. Ханой). На установке использовались: веретенное масло White Spindle, вода и воздух, внутренний диаметр экспериментальных участков составлял 40,5; 30,8; 24,6 мм.

Промысловые исследования на нефти, пластовой воде и нефтяном газе проведены на стенде, имевшем участки с внутренним диаметром 193,6; 100,2; 62,0 мм. Стенд был построен на морской стационарной платформе МСП-7, а опыты по выносу водных скоплений выполнены на действующем подводном нефтепроводе между МСП-7 и МСП-5 (СП «Вьетсовпетро», шельф Вьетнама).

Возможности экспериментальных установок позволили выполнить исследования в широком диапазоне параметров потока: скорость изменялась от 0,05 до 5м/с, водосодержание от 1 до 80%, газосодержание от 0 до 90%.

Лабораторные установки и промысловые стенды имели горизонтальные, восходящие, нисходящие и вертикальные участки, которые моделировали рельефные трубопроводы и райзерные стояки.

Наличие слоя воды, контактирующего со стенкой трубопровода, а также тип образующейся эмульсии и значение обводненности в точке инверсии фаз определялись методом электросопротивления с помощью датчиков, установленных вдоль нижней образующей трубы.

Результаты экспериментальных исследований представлены на рис. 1 и 2.


Рис. 1 . Граница перехода от расслоенного течения к полностью эмульсионному (масло, вода, воздух)


Рис. 2 . Граница перехода от расслоенного течения к полностью эмульсионному (нефть, пластовая вода, газ)

На графиках область, расположенная слева от рассматриваемой границы перехода, характеризует режимы течения, при которых вода в виде капель полностью распределена в объеме нефти и отсутствует ее контакт со стенками трубопровода, т.е. это область антикоррозионных режимов течения (зона А).

Справа от кривых – область режимов течения, при которых эмульсия частично или полностью расслаивается и в трубопроводе имеется слой воды, контактирующий со стенками трубопровода, т.е. это коррозионно-опасная зона режимов течения (на рис. 1, 2 зона В).

Анализ результатов экспериментальных исследований показывает, что при сравнительно малых скоростях потока течение нефти и воды в горизонтальном трубопроводе полностью или частично расслоенное, но с увеличением скорости и, соответственно турбулентности потока, вода в виде капель начинает проникать в объем нефти и, по мере роста скорости течения, слой свободной воды постепенно уменьшается, затем превращается в тонкий слой (в виде ручейка) и, наконец, вся вода переходит во взвешенное состояние.

Ручейковое течение воды, очень опасное с точки зрения коррозии, возникает не только при малой обводненности. При значительной обводненности возможны режимы течения, при которых основное количество воды взвешено за счет турбулентных пульсаций в объеме нефти, а небольшое количество движется вдоль нижней образующей трубопровода в виде ручейка.


Например, при течении нефти с обводненностью 40% (= 0,4) в горизонтальном трубопроводе скорость потока, необходимая для полного эмульгирования воды в нефти должна превышать 1,4 м/с (рис. 2а, кривая 1). Однако, при скоростях меньших 1,4 м/с энергии турбулентного потока недостаточно для эмульгирования всего объема воды и часть ее, в виде ручейка, движется вдоль нижней образующей и может вызывать так называемую «ручейковую» коррозию.

Из графиков видно, что с увеличением обводненности для полного эмульгирования воды в нефти необходима более высокая скорость потока, т.е. требуется более высокий уровень турбулентности.

С ростом скорости потока увеличивается интенсивность турбулентных пульсаций и, в результате дробления, диаметр образующихся капель воды уменьшается, а диаметр капель, которые поток при этом способен поддерживать во взвешенном состоянии под действием турбулентных пульсаций увеличивается. Равенство наибольших диаметров капель, образующихся и взвешиваемых потоком, определяет границу перехода от расслоенного течения к полностью эмульсионному.

Диаметр капель воды, которые поток в состоянии поддерживать во взвешенном состоянии определяется характерной скоростью турбулентных пульсаций — динамической скоростью, а размер образующихся в потоке капель зависит от масштаба турбулентных пульсаций.

Исходя из этих представлений, на основе теории локально-изотропной турбулентности и с использованием результатов экспериментальных исследований, в том числе по определению дисперсности эмульсий, образующихся в потоке, получена зависимость критической скорости потока от основных параметров потока. 

Для нефтепроводов диаметром более 50 мм зависимость имеет вид:


где:
 — критическая скорость потока, м/с;
 — внутренний диаметр нефтепровода, м;
 — поверхностное натяжение на границе раздела между нефтью и водой, Н/м;
 — ускорение свободного падения, м/с²;
  и  — плотность воды и нефти, кг/м;
  и  — вязкость воды и нефти, мПа/с;
 — обводненность нефти, доли ед.;
 — обводненность в точке инверсии фаз, доли ед.

При скорости потока выше критической происходит полное эмульгирование воды в нефти и отсутствует контакт воды со стенками нефтепровода, т.е. формируются антикоррозионные режимы течения.

Намного сложнее эти процессы протекают при течении газоводонефтяных смесей по причине широкого многообразия структурных форм течения и неоднородности потока, как по сечению, так и по длине трубопровода.

В горизонтальных трубопроводах наличие газовой фазы, при прочих равных условиях, существенно увеличивает область режимов, при которых происходит расслоение эмульсии (рис.1а, 2а, кривые 2-4). Это объясняется относительным скольжением фаз в газожидкостном потоке, при котором скорость газа значительно превышает скорость жидкости и это создает условия для расслоения эмульсии и возникновения внутренней коррозии. Однако необходимо учитывать, что на практике скорость в системах совместного транспорта продукции скважин многократно возрастает с появлением газа и это может предотвратить внутреннюю коррозию.

В восходящих трубопроводах (за исключением их начальных участков) переход к полностью эмульсионному течению наступает при значительно меньших скоростях потока (рис.1b, 1c, 2b, кривые 2-4).

На восходящих участках возникают возвратно-поступательные движения эмульсии, которые являются следствием проскальзывания газовых пробок. При этом газ, всплывающий через жидкость (механизм барботажа) приводит к интенсивному эмульгированию воды в объеме нефти и тем самым предотвращается контакт воды со стенками нефтепровода.

С ростом газосодержания и угла наклона трубопровода частота газовых пробок возрастает и, в результате, снижается скорость, при которой завершается переход к полностью эмульсионному течению.

В нисходящих трубопроводах (рис.1d, 2c, кривые 2-4) влияние газа на процесс эмульгирования воды проявляется незначительно.

Анализ графиков показывает, что при прочих равных условиях, наибольшую опасность, с точки зрения внутренней коррозии, представляют горизонтальные нефтегазопроводы и, в первую очередь, участки, предшествующие подъемным, где возможно образование водных скоплений.

Для морских трубопроводов, транспортирующих продукцию скважин, самым опасным местом является горизонтальный участок перед райзером, причем протяженность наиболее опасной зоны сравнительно невелика и примерно соответствует высоте райзера. Однако, учитывая то обстоятельство, что этот участок находится в непосредственной близости от морской платформы необходимо обеспечить его надежную защиту.

В работе также получено условие полного эмульгирования воды в газоэмульсионном потоке:


где:
 — расходное газосодержание потока, доли ед.,
 — истинное газосодержание, доли ед.

Полученное выражение справедливо для горизонтальных нефтегазопроводов в области расходных газосодержаний от 0,55 до 95%.

Основная трудность при определении критической скорости газоэмульсионного потока заключается в определении истинного газосодержания потока. В области пробкового течения истинное и расходное газосодержания имеют линейную зависимость. При скоростях потока соответствующих критерию Фруда Fr > 4 можно принять соотношение, =0,81, а при значениях Fr ≤ 4 истинное газосодержание можно определять по формуле Г.Уоллиса [4].

Сравнение экспериментальных данных с рассчитанными по формулам 1 и 2 показало их удовлетворительную сходимость.

Сопоставляя фактическую скорость движения водонефтяной эмульсии в нефтепроводе с критической, ниже которой начинается расслоение эмульсии и образование слоя воды, контактирующего со стенкой трубопровода, можно решать следующие практические задачи:

во-первых, выявлять участки нефтепроводов подверженных внутренней коррозии с целью своевременной инспекции и обоснованного применения ингибиторов коррозии;

во-вторых, производить выбор режима эксплуатации нефтепровода с учетом обеспечения антикоррозионного режима течения;

в-третьих, выявлять влияние вводимых в поток ПАВ (деэмульгаторов) и, в соответствии с этим, оптимизировать точки их ввода в нефтепровод;

и, в-четвертых, прогнозировать условия эксплуатации нефтепроводов при изменении их загрузки и обводненности нефти.

Литература:

1. Медведев В.Ф., Гужов А.И., Бойко В.И. Условие полного эмульгирования пластовой воды и нефти в трубопроводе. Нефтепромысловое дело, 1984, №2, с. 11-13.

2. Бойко В.И., Кханг Н.Т. Влияние режима течения газоводонефтяных смесей на внутреннюю коррозию нефтепроводов. Сборник докладов на международной конференции «Безопасность трубопроводов». Москва, 28-31 августа 1997, с. 8-15.

3. Khang N.T., Boiko V.I., Tuan L.B. Study and selection of realizable and suitable solution for protection the subsea pipelines system from inside corrosion on oil field «White Tiger» J.V. «Vietsovpetro» — French-Vietnamese Training-Scientific Workshop-Multiphase Flow Application Into Oil-Gas Industry, Hanoi, 19-23 April 1999, p.p. 71-78.

4. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. Перевод с англ. под ред. И.А. Аладьева. М., Мир, 1972, 440 с.

технология, виды и средства защиты труб и трубопроводов от коррозии


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.

17. Внутренняя коррозия трубопроводов. Причины, методы борьбы.

Коррозия – это разрушение металлов в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды, это окислительно-восстановительный гетерогенный процесс, происходящий на поверхности раздела фаз.

Хотя механизм коррозии в разных условиях различен, по виду разрушения поверхности металла различают:

  1. Равномерную или общую коррозию, т.е. равномерно распределенную по поверхности металла.

  2. Местную или локальную коррозию, т.е. сосредоточенную на отдельных участках поверхности.

  3. Межкристаллитную коррозию – характеризующуюся разрушением металла по границам кристаллитов (зерен металла).

  4. Избирательную коррозию – избирательно растворяется один или несколько компонентов сплава, после чего остается пористый остаток, который сохраняет первоначальную форму и кажется неповрежденным.

  5. Коррозионное растрескивание происходит, если металл подвергается постоянному растягивающему напряжению в коррозионной среде. КР может быть вызвано абсорбцией водорода, образовавшегося в процессе коррозии.

По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия характерна для сред не проводящих электрический ток.

Коррозия стали в водной среде происходит вследствие протекания электрохимических реакций, т.е. реакций сопровождающихся протеканием электрического тока. Скорость коррозии при этом возрастает.

Электрохимическая коррозия возникает в результате работы множества макро- или микрогальванопар в металле, соприкасающемся с электролитом.

Причины коррозии:

1. Температура и рН воды

Можно выделить 3 зоны:

1) рН < 4,3 . Скорость коррозии чрезвычайно быстро возрастает с понижением рН.

2) 4,3 < рН < 9-10. Скорость коррозии мало зависит от рН.

3) 9-10 < рН < 13. Скорость коррозии убывает с ростом рН и коррозия практически прекращается при рН = 13. (Сильнощелочная среда).

Повышение температуры ускоряет анодные и катодные процессы, так как увеличивает скорость движения ионов, а, следовательно, и скорость коррозии.

2. Содержание кислорода в воде

Как было отмечено выше, железо труб подвергается интенсивной коррозии в кислой среде при рН < 4,3 и практически не корродирует при рН > 4,3, если в воде отсутствует растворенный кислород. Если в воде есть растворенный кислород, то коррозия железа будет идти и в кислой, и в щелочной среде.

3. Парциальное давления СО2

Огромное влияние на разрушение металла труб коррозией оказывает свободная углекислота (СО2), содержащаяся в пластовых водах. Известно, что при одинаковом рН коррозия в углекислотной среде протекает более интенсивно, чем в растворах сильных кислот .

  1. Минерализация воды

Растворенные в воде соли являются электролитами, поэтому увеличение их концентрации до определенного предела повысит электропроводность среды и, следовательно, ускорит процесс коррозии.

Уменьшение скорости коррозии связано с тем, что:

1) уменьшается растворимость газов, СО2 и О2, в воде;

2) возрастает вязкость воды, а, следовательно, затрудняется диффузия, подвод кислорода к поверхности трубы.

6. Давление

Повышение давления увеличивает процесс гидролиза солей и увеличивает растворимость СО2.

7. Структурная форма потока

Относительные скорости течения фаз (газа и жидкости) в газожидкостных смесях (ГЖС) в сочетании с их физическими свойствами (плотностью, вязкостью, поверхностным натяжением и т.д.) и размерами и положением в пространстве трубопровода определяют формирующиеся в них структуры двухфазных (многофазных) потоков. Можно выделить семь основных структур: пузырьковая, пробковая, расслоенная, волновая, снарядная, кольцевая и дисперсная.

Каждая структура ГЖС влияет на характер коррозионного процесса.

8. Биокоррозия, коррозия под действием микроорганизмов.

Итак, коррозионную агрессивность воды характеризуют природа и количество растворенных солей, рН, жесткость воды, содержание кислых газов.

Степень влияния этих факторов зависит от температуры, давления, структуры потока и количественного соотношения воды и углеводородов в системе.

Способы предупреждения внутренней коррозии трубопроводов подразделяются на технические (механические), химические и технологические.

Кардинальным средством борьбы с коррозионным повреждением стальных труб является замена их на пластмассовые.

Для предотвращения внутренней коррозии нефтесборных трубопроводов в ОАО «Татнефть», например, выбраны следующие направления:

— для перекачки беспарафинистых серосодержащих нефтей используются металло-пластмассовые трубы, коррозионно-стойкие гибкие трубы производства КВАРТ;

— для парафинистых нефтей применяются трубы со специальным защитным покрытием, выдерживающем температуру эксплуатации до 150 оС.

С 1988г. стеклопластиковые трубы безотказно работают в качестве НКТ, диаметр 89 мм. В основе последней разработки компании Ameron (Нидерланды), специализирующейся на выпуске стеклопластиковых труб для нефтяной промышленности — технология стальной полосы, применяемая компанией British Aerospace для изготовления высокопрочных оболочек двигателей космических ракет. Новый материал SSL — это ламинированный композитный материал, который сочетает преимущества высокопрочной стали с коррозионной стойкостью стекловолокна.

Задача надежности защиты от внутренней коррозии решается с помощью технологии футерования трубных плетей полиэтиленом и специальной конструкцией стыка. Однако, единой методики выбора типа покрытия в зависимости от свойств транспортируемой среды и условий эксплуатации трубопровода не выработано.

В начале 80-х годов в связи с ростом коррозионной активности добываемых жидкостей и увеличением протяженности трубопроводов стали применяться гибкие трубы. В первую очередь гибкие трубы начали применяться в системе ППД на месторождениях с особо агрессивными средами

В зависимости от коррозионных свойств скв продукции, условий экспл и коррозионной стойкости материалов рекомендуется предусматривать специальные способы защиты оборудования и трубопроводов от коррозии:

Термобработка аппаратов, труб и сварных швов;

Применение коррозионно-стойких материалов;

Химическая нейтрализация агрессивной среды;

Защита оборудования антикоррозионным покрытием;

Применение ингибиторов коррозии

Введение в методы коррозии и защиты трубопроводов

Понятие страны в мире без большой и сложной сети трубопроводов подобно человеческому телу 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.

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 — это 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.)

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

Типы коррозии трубопроводов

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

Равномерная коррозия труб

Как видно из названия, равномерная коррозия труб 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 поверхностные покрытия, можно предотвратить этот тип 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. Причины точечной коррозии включают:

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

Этот тип коррозии часто встречается в пассивном металле сплавы и металлы, такие 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

Выборочное выщелачивание

Избирательное выщелачивание или графитная 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 разрушение 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.

Предотвратить кавитацию можно 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. (Дополнительную информацию см. в разделах «Борьба с кавитационной коррозией и эрозионной коррозией».)

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

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:

  • Воздушные или подземные линии высокого напряжения поблизости
  • Электрические железные дороги
  • Электросварочные машины
  • Заземленный источник постоянного тока
  • Катодная защита
9000 тока на заземляющую станцию ​​или использование 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: хорошая адгезия к стали
  • Минусы: их использование связано с серьезными проблемами со здоровьем адгезия к стали
  • Минусы: они могут столкнуться с проблемами образования пузырей под нагрузкой

Полиолефин (Crosshead Extruded) с бутиловым клеем

  • Плюсы: это покрытие не загрязняет окружающую среду
  • Минусы: оно имеет низкую прочность сцепления со стальными трубами
  • Минусы: может отслоиться из-за катодной защиты

Полиолефин (двусторонний экструдированный) с бутиловым клеем

  • Плюсы: Это покрытие имеет хорошую адгезию к стали защита
  • Недостатки: Не снимается для ремонта трубы

Эпоксидная смола (Fusion-Bonded)

    9001 7 Плюсы: 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 мульти -Layer Epoxy Systems

  • Плюсы: Это покрытие имеет отличную адгезию к стали
  • Плюсы: Устойчиво к отслоению благодаря катодной защите
  • Плюсы: Обладает высокой стойкостью к истиранию
  • Плюсы: Устойчиво к углеводородам
  • Минусы: Существует высокая начальная стоимость
  • Минусы: необходимо соблюдать строгие параметры нанесения

Металлические напыляемые покрытия

Нанесение напыляемых термических покрытий, таких как цинк и алюминий, имеет преимущество 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 подаваемой токовой КП) или обеспечением расходуемого анода в системе (в гальванической 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 СР (протекторным анодом) для подачи требуемого защитного тока используется гальваническая иерархия между расходуемым металлом анода, таким как цинк, и металлом трубы.

Протекторные 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.

Что такое коррозия трубопровода? — Типы, причины и лечение

Коррозия трубопровода – это окисление и электрохимическое разрушение структуры трубы, используемой для транспортировки любого вещества.

Коррозия трубопровода возникает как внутри, так и снаружи любой трубы и связанных с ней структур, подвергающихся воздействию коррозионных элементов.В трубопроводах может развиваться множество различных типов коррозии. Реакции на вещества, переносимые по трубопроводам, а также внешние условия, такие как погода, вносят свой вклад. Это дорогая проблема, которую нужно решить, если ее не лечить. Наиболее распространенными причинами являются запущенность и некачественный уход.

Какие материалы труб самые популярные?

Наиболее распространенными материалами, используемыми в производстве труб, являются оцинкованная сталь, железо, медь, полибутен, ПВХ, хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) и полиэтилен.Тип материала, используемого для трубопровода, во многом зависит от его предполагаемого использования. Оцинкованная сталь является предпочтительным материалом для транспортировки химикатов и газов, таких как нефть, бензин и газ.

Типы коррозии трубопроводов

Трубопроводы подвержены ряду форм коррозии, некоторые из которых более распространены, чем другие. Они варьируются от точечной коррозии, равномерной коррозии, гальванической коррозии, щелевой коррозии и коррозии, вызванной микробиологическими факторами, и это лишь некоторые из них. Коррозия также может развиваться в неметаллических трубах, таких как пластик или даже углеродное волокно.

Обработка трубопроводов от коррозии

Химическая обработка является основным решением многих проблем внутренней коррозии трубопроводов. Промывка трубы закачкой химических растворов удаляет продукты коррозии. Следующим этапом процесса является покрытие и защита футеровки трубы путем закачки химикатов. Для наружной обработки повторное покрытие является наиболее распространенным, испытанным методом. Такая же обработка применяется к любому корродированному металлу. С металла очищается ржавчина и коррозия.Затем на трубу наносится специально разработанное защитное покрытие.

Видео о методах предотвращения коррозии трубопроводов

Посетите Википедию, чтобы узнать больше о коррозии здесь.

Коррозия трубопроводов — все, что вам нужно знать

В этой статье представлен обзор коррозии трубопроводов в США, две категории коррозии в трубопроводах и основные методы предотвращения.

Коррозия трубопроводов в США

Соединенные Штаты имеют более 2 225 000 километров трубопроводов, подавляющее большинство из которых транспортируют нефть и природный газ.Ни одна другая страна не приблизится к этому – Россия занимает второе место с примерно 260 000 км трубопроводов. Сеть трубопроводов США состоит из сотен государственных и частных компаний, которые владеют этими трубопроводами и эксплуатируют их в соответствии с национальной нормативно-правовой базой, управляемой Управлением по безопасности трубопроводов и опасных материалов Министерства транспорта США (PHMSA). Хотя трубопроводы доказали свою исключительную эффективность и безопасность, трубопроводы примерно в 70 раз безопаснее, чем грузовики , и 4.В 5 раз безопаснее, чем железная дорога 2 — Стареющая сеть трубопроводов продолжает вызывать озабоченность, поскольку большинству трубопроводов в стране уже не менее 50 лет, и они становятся старше.

Предотвращение коррозии трубопроводов снижает риск разрушительных сбоев

Коррозия является одной из самых больших проблем, вызывающих протечки и разрывы трубопроводов. Коррозия — это естественный процесс, при котором материалы, изготовленные из металла, вступают в электрохимическую реакцию с окружающей средой и разрушаются. Без надлежащего проектирования и профилактического обслуживания это ухудшение в результате естественного процесса коррозии приведет к увеличению частоты аварий на трубопроводе.Хорошая новость заключается в том, что при надлежащем контроле и обслуживании трубопровода коррозия полностью управляема. Операторы могут использовать существующие технологии для обеспечения целостности этих критически важных активов и предотвращения разрушительных сбоев.

Две категории коррозии в трубопроводах

Коррозию трубопроводов можно разделить на две основные категории. Внутренняя коррозия, вызывающая примерно 12% всех происшествий, происходит внутри трубопровода, а внешняя коррозия, вызывающая примерно 8% всех происшествий с трубопроводом, происходит снаружи трубы.

Стратегии защиты трубопроводов от коррозии от внешней и внутренней коррозии

Для предотвращения внешней коррозии трубопроводов используются две основные стратегии смягчения последствий:
  1. Покрытия для трубопроводов
  2. Катодная защита

При правильном применении, мониторинге и обслуживании этих стратегий смягчения последствий стальные трубопроводы могут служить бесконечно долго. Хотя это звучит просто, покрытия трубопроводов никогда не бывают идеальными и сами подвержены повреждениям во время строительства и деградации с течением времени, в то время как катодная защита представляет собой сложный процесс, который требует постоянного контроля и обширных испытаний в сочетании с регулярным техническим обслуживанием, чтобы быть эффективным.

Внутренняя коррозия в большинстве случаев является результатом загрязняющих веществ, встречающихся естественным образом в продукте, транспортируемом по трубопроводу. Общие загрязнители включают кислород, сероводород, двуокись углерода, хлориды и воду.

Многие переменные могут влиять на характер и степень конкретной реакции внутренней коррозии трубопровода:
  • Концентрация загрязняющих веществ
  • Комбинация загрязняющих веществ в трубопроводе
  • Рабочее давление и скорость
  • Геометрия трубопровода и точки удержания
  • Рабочая температура
  • Другие факторы
Стратегии первичной защиты трубопровода
: 3 стратегии предотвращения внутренней коррозии
  • Контроль или минимизация загрязняющих веществ перед их транспортировкой по трубопроводу
  • Внутренние покрытия трубопроводов
  • Введение ингибиторов коррозии
  • Увеличение частоты внутренней очистки трубопровода для удаления скопившихся загрязняющих веществ

Для контроля внешней и внутренней коррозии, регулярно программы мониторинга и тестирования в сочетании с соответствующими стратегиями смягчения последствий являются важной частью любой программы управления целостностью трубопровода.При правильном выполнении коррозию можно эффективно контролировать, гарантируя, что трубопроводы останутся защищенными от коррозии на неопределенный срок.

1 propublica.org – Объяснение трубопроводов: насколько безопасны 2,5 миллиона миль трубопроводов в Америке?

2 fraserinstitute.org — Трубопроводы — самый безопасный способ транспортировки нефти и газа


Чтобы связаться с нашей командой экспертов по катодной защите и смягчению последствий переменного тока для получения дополнительной информации, задать вопрос или получить предложение, нажмите ниже.Мы ответим по телефону или электронной почте в течение 24 часов. Чтобы получить немедленную помощь, звоните по телефону +1-215-348-2974.

Связаться со специалистом по коррозии

5 методов защиты трубопроводов от коррозии, которые необходимо знать

Трубопроводы имеют решающее значение для инфраструктуры в современном мире. Только в Соединенных Штатах протяженность трубопровода превышает 2,4 миллиона миль. К сожалению, все эти трубопроводы подвержены коррозии.

Защита трубопровода от коррозии очень важна, поскольку коррозия может сделать воду непригодной для питья.Он также может подвергать окружающую среду воздействию вредных материалов.

Вы ищете способы защитить трубопровод от коррозии? Может быть, у вас уже есть проблема и вам нужна помощь, что делать?

Не волнуйтесь, продолжайте читать, чтобы узнать о пяти простых способах борьбы с коррозией в любом трубопроводе.

1. Защита и очистка

Когда речь идет о методах защиты от коррозии, очистка и защита должны стоять на первом месте. В сочетании с системой защиты от коррозии Dynaguard регулярная очистка поможет предотвратить коррозию.Это может помочь вам избежать необходимости избавляться от коррозии в будущем.

Регулярно очищайте трубопроводы. Обычно это включает в себя скребки и химикаты. В зависимости от серьезности вашей проблемы с коррозией могут использоваться различные инструменты и материалы.

Еще одна часть работ по обслуживанию трубопровода — расчистка территории вокруг линии. Конвейеры будут функционировать правильно только в том случае, если их путь не прерывается.

На этапе планирования обязательно удалите корни всех близлежащих деревьев.После этого контролируйте территорию на предмет роста новой растительности, которая может повлиять на трубу. Поддержание чистоты области также облегчит любой необходимый ремонт.

2. Катодная защита

Этот метод борьбы с коррозией использует электрический ток. Это предотвращает ухудшение коррозии путем ее нейтрализации.

Катодная защита часто используется для трубопроводов, проложенных под землей или в воде. Если это сделать с новым трубопроводом, это может вообще предотвратить образование коррозии.

3. Ингибиторы коррозии

Еще один вариант методов защиты от коррозии включает ингибиторы коррозии. Этот метод включает добавление соединений в трубопроводы.

Они могут предотвратить коррозию внутри, создавая тонкий слой продукта.

Ингибиторы коррозии являются популярным выбором, поскольку они экономически эффективны. Один маленький шаг может помочь предотвратить дорогостоящие проблемы с трубопроводом в будущем, такие как разливы нефти.

4. Покрытия и футеровки

Использование покрытий — один из самых простых способов защитить трубы от коррозии.Покрытия и футеровки могут использоваться на трубах, которые находятся над или под землей. Они часто используются в сочетании с катодной защитой.

Некоторые материалы, используемые для защиты ваших трубопроводов, включают эпоксидную смолу и цинк. Иногда также используется уретан.

Эти материалы должны быть правильно нанесены и отверждены, чтобы быть эффективными.

5. Абразивоструйная очистка

Коррозия устраняется абразивоструйной обработкой с использованием мощного станка. Машина бросает определенный материал в трубопровод.

Одно из преимуществ абразивно-струйной очистки заключается в том, что вы можете контролировать и удалять текущую коррозию. Часто сначала используется, а затем следует другая обработка для предотвращения дальнейшей коррозии.

Выберите свои методы защиты от коррозии

Теперь у вас есть пять способов борьбы с коррозией в ваших трубопроводах. Выполняя эти шаги, вы гарантируете, что ваши трубопроводы не подвержены коррозии и безопасны для всех.

Хотите поговорить о вашей конкретной ситуации со специалистом? Свяжитесь с нами, и мы поможем вам с вашими потребностями.

Контроль коррозии в нефтегазопроводах

В Соединенных Штатах годовая стоимость, связанная с коррозионным повреждением структурных элементов, превышает совокупную годовую стоимость стихийных бедствий, включая ураганы, ураганы, наводнения, пожары и землетрясения(1). Аналогичные выводы были сделаны в исследованиях, проведенных в Великобритании, Германии и Японии.

По данным Управления безопасности трубопроводов Министерства транспорта США, внутренняя коррозия стала причиной примерно 15 % всех зарегистрированных инцидентов, затрагивающих газопроводы за последние несколько лет, что привело к среднему ущербу в размере 3 миллионов долларов США в год в виде материального ущерба, а также несколько летальных исходов. Необходимость управлять и смягчать коррозионные повреждения быстро возрастает, поскольку материалы помещаются в более экстремальные условия и выходят за пределы их первоначального расчетного срока службы.

Типичные механизмы коррозии включают равномерную коррозию, коррозионное растрескивание под напряжением и точечную коррозию (рис. 1).Коррозионные повреждения и отказы не всегда учитываются при проектировании и строительстве многих инженерных систем. Даже если принять во внимание коррозию, непредвиденные изменения в окружающей среде, в которой работает конструкция, могут привести к неожиданному коррозионному повреждению. Более того, комбинированное воздействие коррозии и механических повреждений, а также повреждение материалов, вызванное воздействием окружающей среды, могут привести к неожиданным отказам из-за снижения несущей способности конструкции.


Рис. 1: Локальная коррозия в технологическом трубопроводе, например, в показанной здесь трубе из нержавеющей стали, может привести к проникновению через стенку (врезка).

Для обеспечения долгосрочной и рентабельной целостности системы требуется комплексный подход, основанный на использовании проверки, мониторинга, смягчения последствий, криминалистической оценки и прогнозирования. Проверки и мониторинг с использованием датчиков могут предоставить ценную информацию о прошлых и настоящих условиях воздействия, но, как правило, они не позволяют напрямую предсказать оставшийся срок службы. С другой стороны, тщательно проверенные компьютерные модели могут предсказать оставшийся срок службы; однако их точность сильно зависит от качества компьютерной модели и связанных с ней входных данных.Методы смягчения последствий (предотвращения коррозии) и судебно-медицинская экспертиза играют ключевую роль в выборе материалов, оценке и проектировании. Все эти антикоррозионные элементы представляют собой давние области исследований и разработок Southwest Research Institute® (SwRI®).

Проверка трубопроводов
Значительная часть многих трубопроводных систем не может быть проверена традиционными методами. Инструменты неразрушающей оценки (NDE) и контроля имеют решающее значение для оценки целостности трубопроводов.Традиционные методы неразрушающего контроля включают использование манометров для контроля трубопроводов (PIG), которые перемещаются внутри трубы и обнаруживают наличие механических повреждений или коррозии.

Исследователи из SwRI разработали инспекционную систему для проверки трубопроводов, в которой нельзя использовать традиционные скребки (рис. 2). Эта система использует вихретоковый метод дистанционного поля (RFEC) и была разработана для использования с роботом Carnegie Mellon Explorer II. Однако эту технологию можно адаптировать и к другим транспортным механизмам.Система может быть расширена для проверки линий диаметром 6-8 дюймов (150-200 мм). Рычаги датчика убираются, чтобы приспособиться к ограничениям линии, таким как колена, тройники и задвижки.


Рис. 2. Система RFEC для инспекции трубопроводов, не подлежащих чистке.

SwRI также разработала технологию волноводной инспекции, которую можно использовать для инспекции трубопроводов и других конструктивных элементов, таких как трубы, стержни, кабели и пластины. В системе контроля с магнитострикционным датчиком (MSS) используются недорогие ленточные кабели и тонкие магнитострикционные полоски, которые прикрепляются к компоненту для проверки.Датчики, прикрепленные к трубе, могут работать с трубопроводами разного диаметра, что является значительным преимуществом волноводных систем контроля, в которых используется массив пьезоэлектрических датчиков. Поскольку датчики имеют низкий профиль и относительно низкую стоимость, целесообразным вариантом является постоянная установка датчиков для мониторинга состояния конструкции.

Коррозионная усталость
Коррозия может ухудшить механическую целостность материала в результате химического воздействия. Например, было обнаружено, что присутствие сероводорода (h3S) снижает усталостную долговечность материалов морского райзера примерно в 10 раз, а при наличии надреза (который действует как точка инициации коррозионной усталости) усталостная производительность может быть снижена в 100 раз.SwRI разработала специальное испытательное оборудование для определения характеристик материалов трубопроводов в агрессивных средах. На рис. 3а показана установка сервогидравлической силовой рамы со специально разработанной испытательной камерой и резервными системами локализации h3S. Полнотолщинные усталостные образцы (рис. 3б) вытачиваются из стояков для сохранения сквозных остаточных напряжений и захвата сварных швов в соединенных трубах.

SwRI недавно разработала установку для испытаний на коррозионную усталость под высоким давлением и высокой температурой (HPHT).На этом объекте можно количественно оценить основные характеристики роста усталостных трещин в материалах райзеров, подвергающихся воздействию HPHT h3S (и других агрессивных) сред (рис. 3c). Эта уникальная испытательная установка позволяет количественно определять взаимосвязанные механизмы коррозионно-усталости и предоставлять данные для калибровки и проверки компьютерных моделей коррозионно-усталости.


Рис. 3: a) Сервогидравлическая силовая рама с испытанием на коррозионную усталость h3S; б) образец длиной один метр; в) испытание на коррозионную усталость при высоких давлениях и температурах.

Испытание на коррозионное воздействие
По мере разработки новых материалов и изменения условий окружающей среды все большее значение приобретает оценка характеристик материала в отношении коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением. SwRI имеет хорошо зарекомендовавшую себя установку для проведения коррозионных испытаний для проведения испытаний HPHT в чрезвычайно агрессивных средах. В большинстве случаев среда тестирования состоит из моделируемого процесса или разумного сценария наихудшего случая. Сюда входит определение воздействия H3S, CO2, кислорода и микробиологических организмов на коррозию/растрескивание материалов трубопровода.Испытания проводятся в соответствии со стандартами NACE, ASTM, API или ISO, а тестируемые материалы анализируются на предмет потери массы, локализованной коррозии или коррозионного растрескивания под напряжением (SSC)/сульфидного растрескивания под напряжением (SSC).

Сотрудники

SwRI обладают большим опытом проектирования, создания и эксплуатации специальных тестов для имитации конкретной операции, которая не соответствует стандартизированным методам. Одной из таких возможностей является проведение воздействия окружающей среды на API 16C — гибкие системы дросселирования и глушения, которые оценивают влияние проникновения газа, декомпрессии газа и воздействия испытательной жидкости при номинальной температуре (рис. 4).


Рис. 4. Фотография API 16C — испытание гибкого дросселя и глушителя.

Corrosion Prediction
Компьютерное моделирование полезно для понимания механизмов внутренней коррозии, внешней коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением, а также для прогнозирования коррозионных повреждений, отказов и наиболее вероятного места коррозии в нефте- и газопроводах. Эти прогнозы могут помочь в разработке практических руководств, которые помогут трубопроводной отрасли смягчить последствия существующих или предотвратить будущие отказы от коррозии.

[inline:corr5.JPG]
Рисунок 5: Многоуровневый подход к моделированию.

SwRI использует четырехэтапный многоуровневый подход (рис. 5). Первым шагом является разработка комплексных фундаментальных моделей, которые составляют основу подхода. Проверка модели по полевым и лабораторным данным выполняется на втором этапе, чтобы убедиться, что в модель заложена правильная физика. Чтобы упростить использование модели в практических приложениях, третьим шагом является разработка упрощенных моделей.На этом этапе определяются переменные или группы переменных, контролирующие скорость. Эти упрощенные модели содержат только необходимую физику и значения соответствующих входных данных для прогнозирования производительности системы. Конечной целью общего подхода к моделированию является этап 4, разработка рекомендаций по практическому применению модели. Многоуровневый подход к моделированию был успешно использован для нескольких недавних приложений:

  • Прогнозирование коррозии в зонах отслоения покрытия с эффектом течения и без него.
  • Разработка стандарта прямой оценки внутренней коррозии в сухом газе (ICDA), NACE SP 0206-2006.
  • Прогнозирование наиболее вероятных мест коррозии в длинном подземном трубопроводе из-за изменчивости высот, характеристик потока и материалов.
  • Прогнозирование наиболее вероятных условий внутренней коррозии из-за непостоянства операций, нарушений качества газа и проникновения воды.

Обнаружение и мониторинг коррозии
В то время как модели ICDA могут предоставить общие рекомендации для определения того, когда следует проводить внутренние проверки, неопределенность в отношении окружающей среды и материалов может привести к ситуациям, когда земляные работы выполняются без необходимости, или вода существует, но не прогнозируется.В любом случае затраты, связанные с проверкой или неисправностью, могут быть значительными. Для решения этой проблемы были разработаны технологии обнаружения и мониторинга, позволяющие дистанционно отслеживать внутреннюю коррозию трубопроводов.

Беспроводной мобильный датчик, показанный на рис. 6, перемещается внутри газопровода, обнаруживая наличие воды. Система обменивается данными через распределенную сеть беспроводных датчиков. Корпус датчика изготовлен из литого под давлением полимера, способного выдерживать высокие гидростатические нагрузки и удары о стенки трубопровода при перемещении по трубе.Эта программа была разработана с использованием внутреннего финансирования IR&D от SwRI и Aginova, Inc.

.

[inline:corr6a.JPG] [inline:corr6b.JPG] [inline:corr6c.JPG]
Рисунок 6: a) Беспроводной мобильный датчик для обнаружения воды в трубопроводах. б) Вид внутренних органов датчика, включая микропроцессор и радиомодули. c) Датчик первого поколения перед использованием на трубопроводе.

Датчик с многоэлектродной матрицей (MAS) идеально подходит для контроля скорости коррозии в технологических потоках.Несколько дискретных элементов или электродов используются для воспроизведения интересующего материала. Зонд MAS измеряет скорость коррозии, оценивая ток, протекающий между соединенными электродами. Электроды могут быть изготовлены из широкого спектра сплавов и форм изделий. SwRI использовал этот метод для мониторинга коррозии различных материалов.

Беспроводной мобильный датчик и зондовый датчик MAS — это всего лишь два примера технологий обнаружения и мониторинга коррозии. SwRI разработала набор устройств для обнаружения и мониторинга коррозии.С помощью таких инструментов можно избежать значительных расходов на осмотр и ремонт.

Покрытия для напыления

Нанесение покрытий из материалов можно эффективно использовать для защиты поверхностей компонентов от износа, эрозии и коррозии. Были изучены различные покрытия, включая металлы, керамику и полимеры. Также был разработан ряд методов осаждения. Одним из примеров является магнетронное напыление, при котором покрытия Al-Ce-Co толщиной 20–30 мкм наносятся на алюминиевые сплавы и углеродистую сталь 1018, чего достаточно для большинства применений, где возможны коррозия и эрозия.Поперечное сечение плакированного алюминием и осаждаемого покрытия Al-Ce-Co показано на рис. 7a и 7b соответственно. Анализ микроструктуры показывает, что при определенных условиях осаждения получаются аморфные/нанокристаллические структуры, демонстрирующие превосходную коррозионную стойкость в электрохимических испытаниях.

[inline:corr7.JPG]
Рис. 7. СЭМ поперечное сечение (а) плакированного алюминием и (б) аморфного покрытия AlCoCe

Покрытия из алмазоподобного углерода (DLC) могут быть получены с использованием процесса плазменно-иммерсионного ионного осаждения (PIID).Покрытия очень твердые и плотные, и их можно наносить на многие компоненты для повышения износостойкости и эрозионной стойкости. Фактически, SwRI недавно разработал метод нанесения DLC-покрытий на внутреннюю поверхность сегментов трубопровода.

Нанокомпозитные покрытия

на основе Ti-Si-C-N, нанесенные с использованием процесса плазменного магнетронного распыления (PEMS), показали высокую твердость (> 40 ГПа) и превосходную эрозионную стойкость и износостойкость. PEMS была первоначально разработана для использования на лопатках компрессоров газовых турбин и лопатках паровых турбин для защиты от эрозии твердыми частицами и эрозии капель жидкости, и в 2009 году получила награду R&D 100.

Лабораторные испытания показали, что эрозионная стойкость этих покрытий может увеличить срок службы от нескольких до более чем 100 раз по сравнению с непокрытыми подложками. Было показано, что коррозионная стойкость образцов с покрытием Ti-Si-C-N сравнима или лучше, чем у непокрытой подложки Ti-6Al-4V, которая уже демонстрирует превосходную коррозионную стойкость.

SwRI разработал набор решений для нанесения покрытий для решения ряда проблем, связанных с эрозией, коррозией и износом.Как уже отмечалось, возможно крупномасштабное производство коррозионно-стойких покрытий с использованием методов вакуумного осаждения (например, покрытий Al-Co-Ce и покрытий DLC). В более суровых условиях нанокомпозитные покрытия Ti-Si-C-N, нанесенные методом вакуумного осаждения, успешно используются для защиты важных компонентов от эрозии, истирания и коррозии.

Судебно-медицинская экспертиза
Хотя комплексная программа борьбы с коррозией, основанная на осмотре, мониторинге и прогнозировании моделей, может быть эффективным средством контроля коррозии трубопровода, непредвиденные события или незадокументированные изменения условий эксплуатации могут привести к преждевременному выходу из строя трубопровода.Когда это происходит, важно провести тщательную судебно-медицинскую оценку сбоя, чтобы определить механизм сбоя и его основную причину. Определив первопричину неисправности, оператор трубопровода узнает, явилось ли это следствием события или условий эксплуатации, выходящих за рамки общих условий, включенных в программу борьбы с коррозией.

Затем можно определить шаги для смягчения будущих сбоев путем устранения повторения события. Если такое событие не определено как первопричина отказа, результаты оценки могут быть полезными для определения необходимых изменений в программе контроля коррозии.Кроме того, разрушающие оценки, которые являются обычной частью судебно-медицинской экспертизы, могут быть ценным инструментом для проверки эффективности программы борьбы с коррозией.

Резюме
Устаревающая инфраструктура, растущие требования к производительности, стоимости и безопасности — все это приводит к необходимости более комплексного контроля коррозии. Экспериментальные оценки материалов в экстремальных условиях всегда будут играть решающую роль в выборе материалов и проектировании.В последнее время все более заметную роль играет компьютерное моделирование. По мере того как наше понимание фундаментальных механизмов воздействия окружающей среды на материалы улучшается, наша способность моделировать эти фундаментальные механизмы и предсказывать целостность сложных структур и систем росла.

Эти модели, однако, требуют информации о начальных условиях, рабочих условиях, калибровке и, что наиболее важно, проверке прогнозов. Инспекционные инструменты, датчики и системы мониторинга предоставляют ключевую информацию, но они сами по себе не могут дать оценку будущей производительности.Путем осмотра муфты, мониторинга, смягчения последствий, судебно-медицинской экспертизы и прогнозирования можно реализовать комплексную программу защиты от коррозии. Последующие меры по исправлению положения могут быть разработаны для противодействия воздействию коррозии, тем самым помогая обеспечить целостность стареющих систем.

Благодарности
Авторы выражают признательность за научное сотрудничество и техническую поддержку сотрудникам SwRI д-ру Стивену Худаку (целостность материалов и компонентов), д-ру Хегеон Квун и Гэри Буркхардт (штатные ученые, сенсорные системы и неразрушающая оценка), д-ру .Жунхуа Вэй (поверхностная инженерия и химия материалов), д-р. Марта Якаб и Густаво Васкес (Экологические характеристики материалов) и Стивен Клей (Экологические характеристики материалов). Авторы также признают вклад доктора Ашока Сабаты, Aginova Inc.

.

Ссылки
1. Г.Х. Кох; Бронгерс, MPH; Томпсон, Н.Г.; Вирмани, Ю.П.; и Пайер, Дж. Х., «Затраты на коррозию и профилактические стратегии в Соединенных Штатах», FWHA-RD-01-156, Министерство транспорта США, Федеральное управление автомобильных дорог (2002 г.).

7 форм коррозии трубопроводов и способы их предотвращения

Управление коррозией трубопроводов и ее смягчение имеет первостепенное значение для целостности критически важной инфраструктуры. Есть 2,7 миллиона миль трубопроводов, находящихся в ведении Управления по безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA), подразделения Министерства транспорта США. PHMSA отвечает за плановые проверки, соблюдение правил и выполнение операций профилактического обслуживания.Основанная в 2004 году, PHMSA получила дополнительное финансирование благодаря бюджету, который увеличился более чем вдвое с 2007 года, и инвестициям, которые принесли дивиденды, поскольку с 2009 года удалось сократить количество серьезных аварий на трубопроводе на 20 процентов.

Формы коррозии трубопроводов

Трубопроводы, управляемые PHMSA, транспортируют сырую нефть, сжиженный природный газ (СПГ) и опасные жидкости. Они в основном состоят из стали, но существует множество форм коррозии трубопроводов, которые могут повлиять на работу, включая равномерную коррозию, точечную коррозию, гальваническую коррозию, щелевую коррозию, селективную коррозию, межкристаллитную коррозию и коррозию под микробиологическим влиянием.

Равномерная коррозия , наиболее распространенный тип коррозии, равномерно распространяется по открытым поверхностям. Необработанные поверхности остаются восприимчивыми к равномерной коррозии в присутствии коррозионно-активных веществ, которые могут быстро повредить металлические поверхности из-за анодной или катодной реакции. Окисление в присутствии воздуха или воды является наиболее распространенной причиной равномерной коррозии, которую легко определить по ржавчине. Популярные методы, используемые для смягчения равномерной коррозии, включают использование ингибиторов коррозии, защитных покрытий и катодной защиты.

Питтинговая коррозия — локализация коррозии на небольших участках или участках активации. Это происходит на обработанных поверхностях, где есть потертости или включения в основном материале, или когда поверхность не обработана должным образом, чтобы противостоять воздействию окружающей среды или подвергалась воздействию повышенных концентраций агрессивных химических веществ. Существует множество методов, которые могут привести к точечной коррозии, и устойчивость материала к точечной коррозии резко снижается, когда температура превышает критическую температуру точечной коррозии (CPT), определенную стандартом ASTM G48-03.Правильный выбор материала, контроль pH и катодная или анодная защита используются для смягчения точечной коррозии.

Гальваническая коррозия , также называемая биметаллической коррозией , возникает при соединении двух металлических или полуметаллических проводников с противоположными электрохимическими потенциалами при воздействии электролитической жидкости. Электрохимический потенциал зависит от условий окружающей среды и присутствующего электролита. Разница потенциалов является движущей силой гальванической коррозии, поскольку ток течет через электролит к более благородному металлу, в то время как менее благородный или активный металл подвергается гальванической коррозии.Чтобы смягчить гальваническую коррозию, избегайте резьбовых соединений между материалами, которые находятся далеко друг от друга в гальваническом ряду, по возможности изолируйте разнородные металлы и следите за тем, чтобы покрытия наносились и поддерживались в целости.

Щелевая коррозия представляет собой локальную область коррозии, которая возникает на стыке или непосредственно рядом с ним. Зазор или щель между соединяемым материалом действует как электрохимическая концентрационная ячейка. Хлориды концентрируются в щели, которая обедняется кислородом и имеет более низкий pH, становясь анодом электрохимической реакции.Геометрия щели, состав материала и условия окружающей среды сильно влияют на щелевую коррозию. Стандарт ASTM G48-03 определяет критическую щелевую температуру (CCT), которая является минимальной известной температурой, вызывающей щелевую коррозию; обычно это намного ниже, чем CPT. Использование сварных стыковых соединений, твердых неабсорбирующих прокладок и сплавов с повышенной стойкостью к щелевой коррозии помогает уменьшить щелевую коррозию. Следует также позаботиться об устранении щелей в соединениях внахлест путем непрерывной сварки или пайки.

Делегирование или Селективная коррозия представляет собой процесс, при котором один или несколько компонентов в твердом растворе либо замещаются, либо теряются в результате электрохимических взаимодействий. Примеры удаления сплавов включают обезуглероживание, декобальтификацию, деникелирование, децинкификацию и графитовую коррозию. В каждом из этих случаев электрохимический потенциал легирующих элементов является движущей силой селективной коррозии. Предотвратите расслоение путем интеграции расходуемых анодов, катодной защиты или выбора сплава с более высоким сопротивлением расслоению.

Межкристаллитная коррозия или междендритная коррозия происходит вдоль границ зерен. Различия в составе являются основной причиной межкристаллитной коррозии, и она более распространена в отливках из сплавов. Это также может привести к распространению трещин при наличии умеренных растягивающих напряжений. Используйте низкоуглеродистую нержавеющую сталь, титановые и ниобиевые сплавы или термообработку после сварки для предотвращения межкристаллитной коррозии.

Микробиологическая коррозия (MIC) возникает, когда аэробные или анаэробные бактерии приводят к ускорению скорости коррозии.Сульфатредуцирующие бактерии (SRB) — это распространенные анаэробные бактерии, ответственные за большинство случаев ускоренной коррозии стальных конструкций морских сооружений и морской среды. Для предотвращения MIC необходимо регулярно проводить скребковую чистку или очистку труб, предрасположенных к повышенному уровню сульфидов. Химическая обработка или ингибиторы, такие как биоциды, также могут использоваться для контроля популяции бактерий в жидкости.

Заключение

Предотвращение коррозии трубопровода имеет первостепенное значение, но это гораздо меньше, чем простая процедура.Чтобы ваши процедуры профилактического обслуживания приносили более высокую отдачу от инвестиций, необходимо уделить особое внимание требованиям к материалам и методам обработки. Решение по профилактическому техническому обслуживанию должно быть адаптировано к данным технологическим средам и условиям окружающей среды.

Ресурсы:

Различные типы коррозии – механизмы, распознавание и предотвращение

Администрация по безопасности трубопроводов и опасных материалов. Обзор инспекций

Предотвращение внутренней коррозии трубопроводов нефтяных и газовых месторождений

Трубопроводы нефтегазовых месторождений обычно делятся на две категории: одна используется для транспортировки неочищенного устьевого флюида, а другая используется для транспортировки очищенного флюида.Трубопроводы используются для транспортировки однофазных или многофазных жидкостей. При разведке и добыче нефти и газа эти трубопроводы используются для соединения скважин сырой нефти и природного газа с технологическими установками, транспортировки переработанных жидкостей с морских платформ на берег, а затем на переработку, транспортировки очищенной воды для закачки или для передача под стражу. Отказ трубопроводов может затруднить работу всего нефтегазового актива, потому что ничего нельзя транспортировать.Даже если морские и наземные объекты хорошо эксплуатируются и управляются, выход из строя трубопроводов может привести к остановке всех операций из-за нарушения связи.

Ограничения проектирования и строительства

Эти трубопроводы разработаны на основе исходных эксплуатационных требований. Материал конструкции выбирается в соответствии с этими требованиями. Часто проектируемый трубопровод не может выдерживать условий, отличных от условий, предусмотренных его первоначальным назначением. Например, если трубопровод предназначен для очищенного природного газа, у него могут возникнуть проблемы с коррозией при переключении на необработанный природный газ.Прокладка подводных трубопроводов требует значительно больше времени и денег, чем прокладка аналогичных наземных трубопроводов из-за подводных работ и сезонных морских условий. Соответственно, оператор, занимающийся разведкой и добычей нефти и природного газа, прокладывает подводные трубопроводы только по потребности, и резервного трубопровода на случай аварии быть не может. Это также относится к береговым трубопроводам и технологическому оборудованию. Итак, ясно, что целостность трубопровода напрямую влияет на добычу сырой нефти и природного газа.На рис. 1 показаны соответствующие категории конвейерных услуг и связанных с ними действий.

Меры предосторожности при эксплуатации

Перед подачей сырой нефти, конденсата или природного газа в трубопровод рабочая группа должна убедиться, что транспортируемый материал соответствует проектным параметрам трубопровода. Если есть какие-либо временные нарушения в работе; например, такой, который может привести к чрезмерной влажности природного газа, влажный газ следует отводить, скажем, на факел, а не направлять влажный газ в трубопровод.Оперативная группа должна постоянно контролировать эксплуатационные параметры. Если параметры отличаются от проектных диапазонов, команда должна инициировать действия. В случае трубопровода, по которому проходит обработанная сырая нефть и конденсат, свободная вода и эмульгированная вода должны быть полностью удалены до подачи продукта в трубопровод.

Мониторинг внутренней коррозии

Трубопроводы должны быть очищены скребками в соответствии с их графиком для осмотра, очистки и удаления осевших жидкостей из трубопровода.Данные мониторинга внутренней коррозии с зондов и купонов должны быть собраны, а данные должны быть проанализированы. Жидкость, входящая и выходящая из трубопровода, должна быть проверена, чтобы убедиться, что она соответствует проектным параметрам. Если эти параметры приближаются к предельным значениям, группа мониторинга коррозии должна проявлять бдительность и следить за тем, чтобы эксплуатационная группа предпринимала немедленные действия для устранения проблемы. Содержание растворенных газов, включая кислород, двуокись углерода (CO 2 ), сероводород (H 2 S) и содержание железа в флюидах в начальной и конечной точках следует периодически проверять.Измерение остаточного содержания ингибитора коррозии в конце трубопровода даст представление о наличии химических веществ по всей линии. Это может указывать на то, работает ли ингибитор коррозии на текущих уровнях или необходимо увеличить дозировку для лучшего ингибирования коррозии. В случае трубопровода, транспортирующего обезвоженный природный газ, следует проверить точку росы по воде, и эта температура точки росы по воде должна быть ниже температуры трубопровода. В противном случае может произойти конденсация воды в подводных/подземных/региональных условиях температуры и давления.Этот конденсат может вызвать коррозию верхней части трубопровода в положении 12:00.

Должен быть реализован мониторинг коррозии для получения непрерывных и периодических данных в режиме реального времени.

Онлайн-мониторинг

Проверка коррозионной активности воды с помощью онлайн-оборудования и следующих методов, таких как сопротивление линейной поляризации или спектроскопия электрохимического импеданса arh4. Обычно для получения реалистичных данных полезно использовать несколько методов.Это даст данные в режиме реального времени и даст представление о коррозии в данный момент.

Непрерывный мониторинг

Сбор данных за определенный период времени необходим для определения уровня защиты трубопровода от коррозии для этого заданного интервала. Это дает обзор сбоев программ предотвращения коррозии за определенный период. Например, однажды химический насос не впрыскивает ингибитор коррозии. Это прерывание лечения может быть идентифицировано, а также могут быть идентифицированы последствия пропуска этой инъекции ингибитора.Для этого будут полезны регистраторы данных и многие недавно появившиеся инструменты и датчики.

Периодический мониторинг

Хотя описанные выше методы помогут определить скорость коррозии, этот периодический мониторинг (купоны, данные IP и т. д.) даст суммарную скорость коррозии за определенный период времени. Например, микробиологическую коррозию (MIC) невозможно определить с помощью онлайн-мониторинга. Во время периодического мониторинга могут быть реализованы купоны, интеллектуальная очистка скребков и другие недавно внедренные методы.

Химическая обработка

Химическая обработка является основным решением многих проблем внутренней коррозии трубопроводов. Ингибиторы коррозии могут быть адаптированы для воздействия на внутреннюю коррозионную среду, включая жидкие фазы, рабочие условия, ожидаемые скорости потока и химические изменения продукта. Системы ввода ингибитора должны тщательно контролироваться и поддерживаться в рабочем состоянии для оптимизации программы химической обработки. Эта система должна быть способна надежно вводить точные дозы все время и каждый раз.

Трубопроводы, используемые для нагнетания воды, должны обрабатываться поглотителями кислорода для удаления кислорода, ингибиторами образования накипи для предотвращения образования накипи и непрерывной закачкой ингибитора водной коррозии для предотвращения внутренней коррозии. Остатки ингибитора на конце трубопровода также должны быть проверены, чтобы подтвердить, что скорость ингибирования коррозии адекватна. Некоторые организмы образуют слизеподобные биопленки, которые могут защищать основные микробы, вызывающие MIC. При наличии шлама биоцид может не достичь нижележащих организмов, находящихся в непосредственном контакте со стенкой трубопровода.Непрерывное введение основного биоцида, такого как гипохлорит натрия (NaOOCl), может потребоваться, чтобы избежать образования слизи. Прерывистое дозирование биоцида может привести к образованию шлама, через который последующие применения биоцида не смогут проникнуть, и тогда слой шлама можно будет удалить только с помощью скребков.

Иногда для предотвращения МПК необходимо периодическое шоковое введение двух типов биоцидов. Ударное дозирование следует проводить только после удаления имеющегося шлама очисткой скребками. Биоциды используются для уничтожения микроорганизмов в трубопроводах.По крайней мере, два биоцида можно использовать попеременно для достижения лучших результатов и для уменьшения бактерий, вырабатывающих иммунитет к агентам. Биоциды могут быть введены в периодическом процессе в зависимости от требований. Эффективность биоцида можно проверить в лаборатории с помощью теста на уничтожение по времени.

Например, если в трубопроводе наблюдается большое количество бактерий, необходимо определить источник бактерий. Если в линии происходит образование бактерий, то обработка биоцидом(ами) в периодических процессах может решить проблему.Если генерация происходит в исходном сырье, некоторое предшествующее оборудование, такое как резервуар, является источником образования бактерий, и тогда для смягчения проблемы требуется какая-то другая стратегия.

Трубопроводы для транспортировки очищенных жидкостей, которые обычно не подвергаются химической обработке, могут не требовать какой-либо химической обработки, если соблюдаются вышеупомянутые эксплуатационные меры предосторожности. Предложение химической обработки линии очищенных жидкостей связано с дополнительными затратами и должно быть обосновано руководством.

На рис. 2 показаны функции защиты от коррозии.

Выводы

Предотвращение внутренней коррозии трубопроводов для закачки сырой нефти, природного газа и воды включает в себя все вышеперечисленные шаги, которые оператор должен выполнять для обеспечения целостности промысловых трубопроводов, необходимых для бесперебойной добычи нефти и газа.

Библиография

А.В. Peabody’s Control of Pipeline Corrosion . 2-е изд.Р. Л. Бьянкетти, изд. Хьюстон, Техас: NACE International, 2001.

.

Мангер, К.Г. Предотвращение коррозии с помощью защитных покрытий . 3-е изд. Л.Д. Винсент, изд. Хьюстон, Техас: NACE, 2014.

.

Мурти, T.L.N. «Системный подход к предотвращению внутренней коррозии трубопроводов». МП 46, 12 (2007).

Мурти, T.L.N. «Мониторинг коррозии C для предотвращения проблем с коррозией». Покрытие и коррозия J . Четвертый квартал (2007 г.).

Мурти, Т.Л.Н. «Контроль химической обработки необходим для предотвращения внутренней коррозии». МП 53, 9 (2014).

Мурти, T.L.N. «Практические проблемы мониторинга и предотвращения микробиологической коррозии». МП 55, 12 (2016).

Мурти, Тата. Л.Н. «Предотвращение внутренней коррозии в подводных трубопроводах». Petroleum Africa (ноябрь-декабрь 2017 г.).

Мурти, Тата Л.Н., «Предотвращение ошибок при мониторинге коррозии и химической обработке на предприятиях по добыче и переработке нефти и газа.” Институт коррозии, Великобритания, Corrosion Management (ноябрь-декабрь 2016 г.).

Мурти, T.L.N. «Предотвращение коррозии с использованием данных в реальном времени на нефтяных месторождениях». МП 57, 2 (2018).

Roberge, P. Основы коррозии: введение . Хьюстон, Техас: NACE, 2006.

. .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.