Utvärdering av korrosionstillståndet för termiska nätverk. Regler för att diagnostisera korrosionstillståndet hos metallföremål och elektrokemiska skyddssystem

-- [ Sida 1 ] --

UDC 622.691.4.620.193/.197

Som ett manuskript

Askarov tyska Robertovich

UTVÄRDERING AV PÅVERKAN AV INSTABIL

TEMPERATURFÖRHÅLLANDEN FÖR FRÄTANDE

SKICK PÅ GASRÖRLEDNINGAR MED STOR DIAMETER

Specialitet 25.00.19 Konstruktion och drift av olje- och gasledningar, baser och lagringsanläggningar examensarbete för kandidatexamen för tekniska vetenskaper

vetenskaplig rådgivare Doktor i tekniska vetenskaper, professor Garris Nina Alexandrovna Ufa

INTRODUKTION………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………. 1.1 en kort beskrivning av korrosionsprocesser vid rörledningstransport…………………………………………………………………………………. 1.1.1 Karakteristiska korrosionsdefekter på ett stålrör…………………. 1.2 Brott mot skyddsegenskaperna hos den isolerande beläggningen………………….. 1.3 Jordens frätande aggressivitet…………………………………………………... Orsaker till bildning av frätande element på den yttre 1. ytan av gasledningen……… …………………………………………………………. 1.4.1 Villkor för bildandet av makrokorrosiva element på gasledningens yttre yta………………………………………………………………………………. 1.4.2 Förändringar i det elektriska motståndet i marken intill rörledningen under fuktrörelsen i det korrosiva jordlagret... 1.5 Temperatur- och temperaturfluktuationers inverkan på gasledningens korrosionstillstånd………………………………………………………………………. 1.6 Diagnostik av gasledningar med hjälp av grisar... 1.7 Modeller för att förutsäga korrosionsprocesser ………………………… Slutsatser till kapitel 1 Utvärdering av luftfuktighets och temperaturs impulspåverkan på 2.

korrosiv aktivitet hos jordar som omger gasledningen………………… 2.1 Fysisk modellering och val av kontrollparametrar…………... 2.2 Kort beskrivning experimentell uppställning………………………………………………………………………………………………………. jordar……………………………………… Korrosionshastighet kontra medeltemperatur vid 2.

Instabil värmeväxling………………………………………………………………. Slutsatser till kapitel 2………………………………………………………………………. 3. Prognos för gasledningens korrosionstillstånd baserat på data från in-line inspektion……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………. 3.2 Analys av korrosionstillståndet för gasledningssektionen enligt data från in-line inspektion……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………… … 3.2.2 Analys av resultaten av VTD…………………………………………………………. 3.3 Bildande och utvecklingshastighet av korrosionscentra på rörledningar med filmisolering…………………………………………………. 3.4 Korrosionsförutsägelse av defekter hos rör med stor diameter……………. Slutsatser till kapitel.3………………………………………………………………………………. 4. Utveckling av en metod för att rangordna sektioner av gasledningar efter graden av fara för att reparera dem………………………………………………………….. 4.1. Metod för att rangordna sektioner av gasledningar efter graden av fara... 4.1.1 VTD för gasledningar vid rangordning efter graden av fara... 4.1.2 Förtydligande av integrerade indikatorer för att bestämma sektionerna av gasledningar som läggs ut för reparation ………………………………………………………………… ………………. 4.2 Omfattande diagnostik av den isolerande beläggningen och ECP-anläggningar……… 4.2.1 Riskfaktorer för korrosionsskador på rörledningar………. 4.2.2 Ett exempel på beräkning av det komplexa indexet för korrosionsaktivitet….. 4.3 Redovisning av temperaturfluktuationer i gasledningar med stora diametrar…..….. 4.4 Totalt integralindex………………………………………… ………. 4.4.1 Ett exempel på beräkning av totalintegralindikatorn…………………. 4.5 Utvecklingseffektivitet………………………………………………………………

INTRODUKTION

Relevans fungerar Den totala längden av den som drivs i Gazprom-systemet

underjordiska gasledningar är cirka 164,7 tusen km.

Det huvudsakliga konstruktionsmaterialet för konstruktion av gasledningar för närvarande är stål, som har goda hållfasthetsegenskaper, men låg korrosionsbeständighet under miljöförhållanden - jord, som, i närvaro av fukt i porutrymmet, är en korrosiv miljö.

Efter 30 eller fler års drift av huvudgasledningar åldras den isolerande beläggningen och upphör att utföra skyddsfunktioner, som ett resultat av vilket det korrosiva tillståndet hos underjordiska gasledningar försämras avsevärt.

För att bestämma korrosionstillståndet för huvudgasledningar används för närvarande in-line detektering av fel (ITD), som bestämmer platsen och arten av korrosionsskador med tillräcklig noggrannhet, vilket gör det möjligt att spåra och förutsäga deras bildning och utveckling.

En betydande roll i utvecklingen av korrosionsprocesser spelas av närvaron av grundvatten (jordelektrolyt), och det bör noteras att korrosionshastigheten ökar i större utsträckning inte i konstant vattnad eller torr jord, utan i jord med periodisk fukt.

en impulsförändring i gasledningens temperatur och fluktuationer i luftfuktigheten i det korrosiva jordlagret. De kvantitativa parametrarna för den pulsade temperatureffekten på aktiveringen av korrosionsprocesser har dock inte fastställts.

läggningen av huvudgasledningar under pulserande termisk exponering och prognosen för rörledningarnas korrosionstillstånd är relevanta för gastransportindustrin.

Utveckling och förbättring av metoder för att bestämma korrosionstillståndet för sektioner av huvudgasrörledningar för deras snabba tillbakadragande för reparation.

Main uppgifter:

1 Bestämning av förändringar i markens specifika elektriska resistans runt huvudgasledningen och analys av egenskaperna hos korrosionsprocesser vid rörledningstransport.

2 Undersökning i laboratorieförhållanden av effekten av pulserande termiska effekter av den pumpade gasen och luftfuktighet på den korrosiva aktiviteten i jorden som omger den underjordiska gasledningen.

3 Studie av bildandet och utvecklingen av korrosionsdefekter på huvudgasledningen och prognosen för dess korrosionstillstånd enligt data för in-line detektering av fel.

Utveckling av en metod för att rangordna sektioner av huvudgasledningar baserat på prognosen för deras korrosionstillstånd för reparation.

Vetenskaplig nyhet 1 Förändringen bestämdes och diagram över jordens elektriska resistivitet plottades beroende på fuktigheten längs omkretsen av den underjordiska gasledningen med stor diameter.

2 Aktiveringen av korrosionsprocesser med en impulsförändring i temperaturen hos den pumpade gasen jämfört med en stabil temperatureffekt har bevisats experimentellt, och det temperaturintervall har bestämts i vilket den maximala korrosionshastigheten utvecklas under en instabil (impuls) temperatureffekt.

3 Ett funktionellt beroende har fastställts för att förutsäga bildandet och utvecklingen av korrosionsdefekter på huvudgasledningar.

Praktiskt värde arbete Baserat på utförd forskning, företagsstandarden RD 3-M-00154358-39-821-08 "Metod för att rangordna gasledningar från LLC Gazprom transgaz Ufa" baserat på resultaten av in-line detektering av fel för att avlägsna dem för reparation utvecklades, enligt vilka sektioner av huvudgasledningar rangordnas mellan krannoder för att bestämma sekvensen för deras produktion för reparation.

Forskningsmetoder De problem som ställdes i arbetet löstes med hjälp av likhetsteorin genom att modellera förhållandena för värme och massöverföring av en underjordisk gasledning med den omgivande jorden.

Resultaten av diagnostiskt arbete bearbetades med minsta kvadratmetoden med en korrelationsanalys. Beräkningarna utfördes med hjälp av programvaran StatGraphics Plus 5.1.

Tagen för försvar:

resultat av studier av förändringar i jordens elektriska resistivitet beroende på fuktighet längs omkretsen av huvudgasledningen;

resultat av laboratoriestudier av pulserande termiska effekter på aktiveringen av korrosionsprocesser på en stålrörledning;

- En metod för att rangordna sektionerna av huvudgasledningarna för att ta ut dem för reparation.

Huvudresultat avhandlingsarbete publicerat i 30 vetenskapliga artiklar, inklusive fyra artiklar i ledande peer-reviewed vetenskapliga tidskrifter som rekommenderas av högre intygskommission vid ministeriet för utbildning och vetenskap i Ryska federationen.

Arbetets struktur och omfattning Avhandlingsarbetet består av en introduktion, fyra kapitel, huvudslutsatser, tillämpningar, bibliografisk lista använd litteratur, inklusive 141 titlar, är upplagd på 146 sidor maskinskriven text, innehåller 29 figurer och 28 tabeller.

Godkännande av arbete Huvudmaterialet i avhandlingen rapporterades om:

Scientific and Technical Council of JSC "Gazprom" "Utveckling och implementering av teknik, utrustning och material för reparation av isolerande beläggningar och defekta sektioner av rör, inklusive SCC-defekter, på JSC "Gazproms huvudgasledningar", Ukhta, 2003;

- Vetenskaplig och teknisk konferens för unga specialister från OAO Gazprom

"Nya teknologier i utvecklingen av gasindustrin", Samara, 2003;

Vetenskaplig-praktisk konferens "Problem och metoder för att säkerställa tillförlitligheten och säkerheten för föremål för rörledningstransport av kolväteråvaror", State Unitary Enterprise IPTER, Ufa, 2004;

International Scientific and Technical Conference Synergetics II”, UGNTU, Ufa, 2004;

2:a internationella vetenskapliga och tekniska konferensen "Novoselovsk readings", UGNTU, Ufa, 2004;

Vetenskaplig och teknisk konferens för unga chefer och branschspecialister i moderna förhållanden”, Samara, 2005;

Rörledningstransport”, UGNTU, Ufa, 2005, 2006, 2012;

Vetenskaplig-praktisk konferens för unga forskare och specialister från OAO Gazprom "Innovationspotential för unga forskare och specialister från OAO Gazprom", Moskva, 2006;

Konferenser för den bästa vetenskapliga och tekniska utvecklingen för ungdomar om problemen med bränsle- och energikomplexet "TEK-2006", Moskva, 2006;

- konferenser för International Fuel and Energy Association (IFEA), Moskva, 2006.

internationell vetenskaplig och praktisk konferens om problemen med olje- och gaskomplexet i Kazakstan”, Aktau, 2011.

Korrosionstillståndet för gasledningsrörledningarna utvecklades i teoretiska och experimentella studier av forskare som är direkt involverade i problemen med rörledningstransport: A.B. Ainbinder, M.Z. Asadullina, V.L. Berezina, P.P. Borodavkina, A.G. Gareeva, N.A. Harris, A.G. Gumerova, K.M. Gumerova, I.G.

Ismagilova, R.M. Zaripova S.V. Karpova, M.I. Koroleva, G.E. Korobkova, V.V.

Kuznetsova, F.M. Mustafina, N.Kh. Khallyeva, V.V. Khariyonovsky och andra.

Således är underjordisk korrosion av metaller en av de mest komplexa typerna av elektrokemisk och biologisk korrosion.

Enligt regulatoriska dokument finns det olika indikatorer för att bedöma korrosion av metaller (förlust av metallmassa över särskild tid, vilket minskar tjockleken på rörväggen, tillväxthastigheten för skal, etc.). Dessa värden är indikatorer på metallers motståndskraft mot korrosion i vissa typer av jordar.

1.1.1 Karakteristiska korrosionsdefekter på ett stålrör Papperet tar hänsyn till korrosionsdefekter som identifierats av VTD och egenskaperna hos deras manifestation i samband med tillståndet hos den isolerande beläggningen.

Driftserfarenhet visar att skador i form av omfattande sammankopplade sår (allmän korrosion) utvecklas i zonerna för avskalning av filmisoleringen, som är i läget för periodisk vätning av grundvatten.

Katodiskt skydd av zonerna för delaminering av filmisolering hämmas å ena sidan av en dielektrisk skärm i form av en polyetenfilm, och å andra sidan av instabila elektrolytparametrar som hindrar passagen av den katodiska polariserande strömmen genom gapet in i zonen för kärnbildning och utveckling av kolonier av sår eller sprickor. Som ett resultat observeras utvecklingen av korrosion under film ganska ofta i form av en kedja av sammankopplade hålrum, vars geometri upprepar elektrolytrörelsens väg under isoleringen.

Det är allmänt känt att bitumengummiisolering efter 10-15 års drift i översvämmade jordar förlorar vidhäftning till metallytan.

Korrosion under bituminös isolering utvecklas dock inte i många fall. Det utvecklas endast i de fall där katodiskt skydd inte fungerar bra eller saknas. Skyddseffekten uppnås på grund av bildandet av jonisk tvärledningsförmåga av bitumenisolering under långvarig drift av gasledningen. Direkt bevis på detta är förändringen av pH-värdet för jordelektrolyten under skiktet av bituminös beläggning upp till 10-12 enheter som ett resultat av reaktionen med syredepolarisering.

En betydande plats i antalet skador upptas av lokal korrosion i form av enskilda håligheter, som når 23-40% av det totala antalet skador. Det kan hävdas att, ceteris paribus, djupet av lokala korrosionsskador integrerat utvärderar effektiviteten av katodiskt skydd i genom isoleringsdefekter.

1.2 Brott mot de skyddande egenskaperna hos den isolerande beläggningen Huvudkravet för skyddande beläggningar är tillförlitligheten av skydd av rörledningar från korrosion under hela livslängden.

Ofta använda isoleringsmaterial kan villkorligt delas in i två stora grupper:

Polymer, inklusive isoleringstejper, extruderad och sprutad polyeten, epoxi och polyuretanmaterial;

- bituminösa mastik med omslagsmaterial, kombinerade mastikbeläggningar.

Polymeriska isoleringsband har använts i stor utsträckning för att isolera rörledningar under deras konstruktion och reparation sedan 60-talet av förra seklet. Enligt , är 74% av alla konstruerade rörledningar isolerade med polymertejper. Beläggningar gjorda av polymerisolerande tejper är flerskiktssystem som består av en basfilm, ett limskikt och ett självhäftande primerskikt (primer). Dessa skyddsmaterial är endast en diffusionsbarriär som förhindrar penetration av ett korrosivt medium till rörledningens metallyta, och därför är deras livslängd begränsad.

Dessutom är nackdelarna med filmbeläggningar:

- vidhäftningsinstabilitet;

- beläggningens bräcklighet;

- relativt hög kostnad.

Instabiliteten av vidhäftning och, som ett resultat, bräckligheten hos beläggningen är förknippad med en obetydlig tjocklek av limskiktet.

Den vidhäftande basen av klibbiga filmmaterial är en lösning av butylgummi i organiska lösningsmedel med vissa tillsatser. I detta avseende sker åldrandet av limskiktet mycket snabbare än polymerbasen.

Med en minskning av isoleringens driftsegenskaper till 50% av de ursprungliga värdena, minskar effektiviteten av beläggningen som en korrosionsskyddsbarriär kraftigt.

Forskningsresultat visar att 73 % av alla fel på huvudgasledningarna i Kanada beror på spänningskorrosion som uppstår under polyetenfilmbeläggningar. Det har konstaterats att fem gånger fler spänningskorrosionssprickor bildas under enskiktspolyetenbeläggningar än under bituminösa beläggningar. Under tvåskiktsfilmbeläggningar är antalet spänningskorrosionssprickkolonier per meter rör nio gånger större än med beläggningar baserade på bitumen.

Livslängden för polymerisoleringsband är 7-15 år.

Begränsningen, och i vissa fall uteslutningen av användningen av polymerisoleringsband i enlighet med GOST R 51164, är förknippad med en kort livslängd.

Baserat på erfarenheterna av efterisolering av huvudgasledningar konstaterades att inga SCC-defekter och korrosion upptäcktes i områden med fabrikstillverkade isolerande beläggningar.

Med hänsyn till prestandaegenskaperna hos de mest använda korrosionsskyddsbeläggningarna kan vi dra slutsatsen att de inte har egenskaper som helt skulle uppfylla kraven för isoleringsmaterial som skyddar rörledningen från jordkorrosion:

- vidhäftning till metaller;

- mekanisk styrka;

Kemisk beständighet mot frätande ämnen - syre, vattenlösningar av salter, syror och baser, etc.

De noterade parametrarna bestämmer det korrosionsskyddande materialets förmåga att motstå korrosion och spänningskorrosion i gasledningar.

Brott mot de skyddande egenskaperna hos den isolerande beläggningen på gasledningar med en filmisolerande beläggning av ruttapplicering sker av många skäl som påverkar kvaliteten på de skyddande egenskaperna både oberoende av varandra och i kombination. Tänk på orsakerna till påverkan på filmens isolerande beläggning.

Vertikalt marktryck på gasledningen.

På grund av det faktum att marktrycket är ojämnt fördelat längs rörets omkrets, faller de mest problematiska zonerna för förekomsten av delaminering och bildandet av korrugeringar av den isolerande beläggningen på positionerna 3-5 timmar och 7-9 timmar längs med gasflöde, med villkorad uppdelning av rörledningens omkrets i sektorer (övre generatris 0 timmar, nedre klockan 6). Detta beror på det faktum att det största och relativt likformiga marktrycket faller på den isolerande beläggningen av den övre halvan av röret, vilket sträcker filmbeläggningen och förhindrar bildandet av korrugeringar och delaminationer i detta område. I den nedre halvan av röret är bilden annorlunda: vid en position på cirka 6-tiden vilar röret på botten av diket, varför sannolikheten för korrugering är försumbar. Vid läget klockan 3-5 är marktrycket minimalt, eftersom röret på denna plats är i kontakt med jorden, återfyllt från kanten av diket (se figur 1.1). Sålunda, inom området 3-5 timmar längs rörledningens omkrets, sker en förskjutning av filmbeläggningen med bildning av korrugeringar. Detta område kan anses vara det mest utsatta för förekomst och utveckling av korrosionsprocesser.

Linjär expansion av parningsmaterial.

En av anledningarna till bildandet av korrugeringar på den isolerande filmbeläggningen är den olika koefficienten för linjär expansion av material, filmtejp och rörmetall.

Låt oss analysera hur temperaturens inverkan på rörets metall- och filmtejp skiljer sig i de "heta" sektionerna av en gasledning med stor diameter (gasledningsutgång från kompressorstationen).

Figur 1.1 - Schema för utseendet av korrugeringar på filmens isolerande beläggning 1 - gasledning; 2 - platsen för trolig bildning av korrugeringar; 3 - rörledningsstödzon Temperaturvärdena för rörets metall- och filmisolering under applicering kan tas lika med omgivningstemperaturen och under drift - lika med gastemperaturen i gasledningen.

Enligt uppgifterna kommer ökningen av längden på stålplåten och filmisoleringen längs omkretsen av ett rör med en diameter på 1420 mm när temperaturen ändras från 20 till C (gastemperatur) att vara 1,6 mm respektive 25,1 mm.

Således, i de "heta" områdena, kan filmisoleringen töjas tiotals millimeter mer än stålplåten, vilket skapar verkliga förhållanden för bildandet av delaminationer med bildandet av korrugeringar, särskilt i riktningarna för minsta motstånd vid positionerna 3-5 och 7-9 timmar av omkretsen av en gasledning med stor diameter.

Dålig primerapplicering på rörledningen.

Kvaliteten på vidhäftningen av den isolerande beläggningen bestämmer dess livslängd.

Otillräcklig blandning av bitumen i lösningsmedlet under beredningen av primern eller lagring i förorenade behållare leder till förtjockning av primern, och därför appliceras den på rörledningen ojämnt eller med fläckar.

Under motorvägsförhållanden, när olika typer av primers appliceras på den våta ytan av rör och vid blåsigt väder, kan luftbubblor bildas i primerskiktet, vilket minskar primerns vidhäftning till metallen.

Vid otillräcklig eller ojämn applicering av primern på röret är presenningshandduken sned, den är kraftigt smutsig och sliten, det kan bildas luckor i primerskiktet.

Dessutom finns det en betydande nackdel i tekniken för att applicera valsade isolerande beläggningar. Under isoleringsarbeten räcker inte tidsintervallet mellan applicering av primern på röret och lindning av polyetentejpen för att avdunsta lösningsmedlet som finns i primern.

Den lågpermeabla polyetenfilmen hindrar lösningsmedlet från att avdunsta, många blåsor uppstår under den, som bryter den vidhäftande bindningen mellan beläggningsskikten.

I allmänhet minskar dessa faktorer avsevärt kvaliteten på den isolerande beläggningen och leder till en minskning av dess livslängd.

1.3. Jordens korrosivitet När den isolerande beläggningen förlorar sina skyddande egenskaper är en av huvudorsakerna till uppkomsten och utvecklingen av korrosion och spänningskorrosion jordarnas korrosivitet.

Korrosionen av metaller i jordar påverkas direkt eller indirekt av många faktorer: kemisk och mineralogisk sammansättning, granulometrisk sammansättning, fuktighet, luftpermeabilitet, gashalt, kemisk sammansättning porlösningar, mediets pH och eH, mängden organiskt material, mikrobiologisk sammansättning, jordars elektriska ledningsförmåga, temperatur, fruset eller tinat tillstånd. Alla dessa faktorer kan verka både separat och samtidigt på en viss plats. Samma faktor, i olika kombinationer med andra, kan i vissa fall accelerera och i andra fall bromsa metallkorrosionshastigheten. Därför är det omöjligt att bedöma den frätande aktiviteten i miljön av någon faktor.

Det finns många metoder för att bedöma markens aggressivitet. I helheten av de bestämda karakteristiska parametrarna i totala poängen markens aggressivitet inkluderar en sådan egenskap som elektriskt motstånd (se tabell 1.1).

Tabell 1.1 - Markens korrosiva egenskaper uppskattas av värdet av markens specifika elektriska resistans i Ohm m Enligt den specifika jorden, Ohm m, är markresistansen inte som en indikator på dess korrosiva aktivitet, utan som ett tecken som markerar områden där intensiv korrosion kan ske". Lågt ohmskt motstånd indikerar endast risken för korrosion. Hög ohmsk motståndskraft hos jordar är ett tecken på svag korrosiv aggressivitet hos jordar endast i neutrala och alkaliska miljöer. I sura jordar med lågt pH-värde är aktiv korrosion möjlig, men sura föreningar räcker ofta inte till för att sänka det ohmska motståndet. Som ett komplement till ovanstående metoder för att studera markkorrosion, föreslår författarna en kemisk analys av vattenextrakt, som ganska exakt bestämmer graden av markens salthalt.

De viktigaste faktorerna för markens korrosivitet är dess struktur (se tabell 1.2) och förmågan att passera vatten och luft, luftfuktighet, pH och surhet, redoxpotential (eH), sammansättning och koncentration av salter som finns i marken. I detta fall tilldelas en viktig roll inte bara till anjoner (Cl-; SO 2; NO 3, etc.), utan också till katjoner, som bidrar till bildandet av skyddande filmer och jordens elektriska ledningsförmåga.

Till skillnad från flytande elektrolyter har jordar en heterogen struktur både i mikroskalan (jordens mikrostruktur) och i makroskalan (växling av linser och bergskikt med olika litologiska fysiska och kemiska egenskaper). Vätskor och gaser i jordar har begränsad förmåga att röra sig, vilket komplicerar mekanismen för syretillförsel till metallytan och påverkar hastigheten på korrosionsprocessen, och syre är, som känt, den huvudsakliga stimulatorn för metallkorrosion.

Tabell 1.3 ger data om jordars korrosivitet beroende på pH och innehåll av kemiska grundämnen.

SeverNIPIgaz genomförde studier som kopplade samman olyckor. (39 olyckor) studerades den kemiska sammansättningen av jord och jordelektrolyt. Fördelningen av olyckor till följd av SCC efter aggregerade jordtyper visas i figur 1.2.

Tabell 1.3 - Markens frätande aktivitet beroende på pH och innehåll av kemiska grundämnen enstaka olyckor inträffar i sand och sumpig mark. Därför, för att minska antalet olyckor på grund av SCC, är det nödvändigt att kontrollera jordens sammansättning, vilket kan göras vid designstadiet av en ny gasledningsgren. Den visar också behovet av markundersökning vid analys och urval av platser för byggande och återuppbyggnad.

Figur 1.2 - Fördelning av olyckor orsakade av SCC för 1995 - 2004 efter markfuktighetsspel stor roll under loppet av korrosionsprocesser. Vid låg luftfuktighet är jordens elektriska motstånd hög, vilket leder till en minskning av värdet på den strömmande korrosionsströmmen. Vid hög luftfuktighet minskar jordens elektriska motstånd, men diffusionen av syre till metallytan hindras kraftigt, vilket gör att korrosionsprocessen saktar ner. Det finns en åsikt att den maximala korrosionen observeras vid en luftfuktighet på 15-20%, 10-30%.

1.4 Orsaker till bildandet av makrokorrosiva element på gasledningens yttre yta.

1.4.1 Förhållanden för bildandet av makrokorrosiva element på gasledningens yttre yta Metallkorrosionsskador uppstår på gasledningens yttre yta på platser där den isolerande beläggningen är trasig, trots närvaron av katodiskt skydd av gasen rörledning. Ofta observeras dessa fenomen i de första delarna av gasledningar (10-20 km efter utgången från kompressorstationen), med ojämn terräng, begränsad till raviner, raviner, platser med periodisk fukt.

Analysen och generaliseringen av många material visar att beteendet hos grundvattnet under den termiska effekten av gasledningen påverkar aktiveringen av korrosionsprocesser, vilket ökar när den kombinerade påverkan (eller sammanträffandet) av minst tre faktorer:

- impulsförändring i gasledningens temperatur;

- kränkningar av den isolerande beläggningen av gasledningen;

- stor rörledningsdiameter.

1. Den grundläggande skillnaden mellan den initiala sektionen och den sista (i avsaknad av eller stabilitet av gasuttag längs sträckan) är att det är i den initiala sektionen av gasledningen som fluktuationer eller en impulsförändring i gastemperaturen upplevs. maximalt. Dessa fluktuationer uppstår både på grund av ojämn gasförbrukning och på grund av ofullkomligheten i luftkylningssystemet för gasen som tillförs gasledningen. Vid användning av luftkylare orsakar väderfluktuationer i lufttemperatur liknande fluktuationer i gastemperatur och överförs, precis som en vågledare, direkt till den första delen av gasledningen (detta fenomen är särskilt uppenbart under de första 20 ... 30 km av gasledning).

I experimenten av Ismagilov I.G. Det registrerades att en temperaturvåg på 5 0С, artificiellt skapad av avstängningen av luftkylsystemet vid Polyanskaya CS, passerade till nästa station i Moskovo CS med en minskning av amplituden till 2 0С. På oljeledningar, där flödeshastigheterna är en storleksordning lägre, på grund av den pumpande produktens tröghet, observeras inte detta fenomen.

2. Om den isolerande beläggningen är trasig bildas makrokorrosiva element på rörledningens yttre yta. Som regel sker detta i områden med en kraftig förändring av miljöparametrar: den ohmska resistansen hos jordar och korrosiva miljöer (Figur 1.3 och Figur 1.4).

Figur 1.3 - Modell av ett mikrokorrosivt element 3. Effekten av "stor diameter". De geometriska parametrarna för den heta rörledningen är sådana att både temperaturen och markfuktigheten, och därmed andra egenskaper: markens ohmska motstånd, egenskaperna hos jordelektrolyter, polarisationspotentialer etc. ändras längs omkretsen.

Luftfuktigheten runt omkretsen varierar från 0,3 % till 40 % och upp till full mättnad. I detta fall ändras jordens resistivitet med …100 gånger.

Figur 1.4 - Modell av makrokorrosiva element Studier har visat att temperaturen hos den pumpade gasen påverkar den katodiska polariseringen av rörstål i karbonatlösningar. Beroendet av potentialerna för den maximala anodströmmen på temperaturen är linjärt. En ökning av temperaturen leder till en ökning av upplösningsströmmen och skiftar potentialområdet för anodströmmen till det negativa området. En ökning av temperaturen leder inte bara till en förändring i hastigheten för elektrokemiska processer, utan förändrar också lösningens pH-värden.

Med en ökning av temperaturen på karbonatlösningen skiftar potentialen för den maximala anodströmmen som är förknippad med oxidbildningen, med en temperaturökning med 10 °C, mot negativa potentialvärden med 25 mV.

På grund av jordens heterogenitet, förändringar i dess fuktighet och luftning, ojämn packning, gleying och andra effekter, såväl som defekter i själva metallen, uppstår ett stort antal makrokorrosiva element. Samtidigt utsätts anodsektionerna, som har en mer positiv potential, i större utsträckning för korrosionsskador, jämfört med katodsektionerna, vilket underlättas av gasledningens pulserande termiska effekt på migrationsprocesser i marken elektrolyt.

Oscillerande processer av temperatur och luftfuktighet i marken framkallar allmän korrosion. Makrokorrosiva element lokaliserade på ytan utvecklas enligt scenariot med SCC eller centra för gropkorrosion. Allmänheten av den elektrokemiska processen som leder till bildandet av korrosionsgropar och sprickor anges i.

Det är termodynamiska processer utan jämvikt som sker mer intensivt och med maximal effekt av manifestationen av huvuddragen. Med pulserande temperaturpåverkan på marken, nästan synkront, ändras parametrarna som bestämmer dess korrosivitet. Eftersom denna process sker under hela driftperioden för gasledningen under stark påverkan av de dominerande parametrarna, blir platsen för makroelementet ganska bestämd, fixerad i förhållande till de geometriska märkena.

Såsom visas i den kontinuerliga oscillerande rörelsen av markfuktighet, som kan förklaras ur termokapillärfilmens rörelsemekanism, sker under hela gasledningens driftperiod.

Således, även i närvaro av katodiskt skydd av gasledningen, på platser med skada på den isolerande beläggningen av en gasledning med stor diameter, på grund av den ojämna fördelningen av jordfuktighet längs rörets omkrets, uppstår oundvikligen makrokorrosiva element, framkalla jordkorrosion av rörmetallen.

En av de viktiga förutsättningarna för uppkomsten av korrosionsprocesser är närvaron av dissocierade joner i jordelektrolyten.

En faktor som inte tidigare tagits i beaktande, som bestämmer förloppet av icke-jämviktsprocesser, är den pulserade temperatureffekten av gas på rörledningens vägg och den pulserade förändringen av fukthalten i marken intill rörledningen.

1.4.2 Förändringar i det elektriska motståndet hos jorden intill rörledningen under fuktrörelsen i det korrosiva jordlagret ger en diskret ökning av defekten. Som visas i , underlättas denna process av gasledningens pulserande termiska effekt på migrationsprocesser i markelektrolyten.

Som ett resultat av att lösa det omvända problemet med värmeledningsförmåga för förhållandena i sektionen av Urengoy-gasledningskorridoren vid sträckan Polyana-Moskovo, bestämdes fördelningsmönstret för jordfuktighet W längs rörledningens omkrets i tid.

Studier har visat att med en impulsökning av temperaturen strömmar fukt ut ur röret, och med en efterföljande minskning av temperaturen på rörledningsväggen ökar fuktigheten i det intilliggande aktiva jordskiktet.

Längs rörsektionens omkrets ändras också luftfuktigheten (Figur 1.5). Oftare observeras den högsta luftfuktigheten längs rörets nedre generatris, vid 6-tiden. De största luftfuktighetsfluktuationerna registreras på rörets sidoytor, där migrationsprocesserna är mest uttalade.

I fortsättningen av detta arbete (med deltagande av sökanden) genomfördes studier och det elektriska motståndet för det korrosiva jordlagret runt rörledningen bestämdes och diagram över den elektriska kraften konstruerades.

jordens elektriska motstånd längs omkretsen av gasledningen Du 1400. De byggdes vid olika tidpunkter baserat på resultaten av ett industriellt experiment på sektionen av PolyanaMoskovo-gasledningen i Urengoy-korridoren, som visade att vid driftstemperaturer på 30 ... 40 ° C, jorden under röret förblir alltid våt, medan tiden, som ovanför den övre delen av röret, minskar markfuktigheten avsevärt.

03/24/00, 04/10/00, 04/21/00 - kvasistationärt läge 04/07/00 - efter avstängning av en kompressorverkstad

Tabell 1.4 - Förändring i luftfuktighet och resistivitet jord runt rörets omkrets Datum tr, gr tv, gr Q, W/m.gr Området för fukthalten i jordlagret i kontakt med rörledningen varierar från fullständig mättnad till nästan uttorkning, se tabell 1.4.

Den presenterade figuren 1.5 visar att de mest gynnsamma förhållandena för uppkomsten av allmänna korrosionsdefekter och SCC inträffar i den nedre fjärdedelen av röret vid positionerna 5 ...

När man konstruerade ett diagram över markresistivitet el längs rörkonturen användes ett diagram över markresistivitet vs fukthalt (Figur 1.6).

B visar att på vintern, vid den inledande delen av gasledningen, där temperaturen hålls på 25–30 °C och högre, tinar snö och en zon av vattensjuk jord hålls över rörledningen under lång tid, vilket ger uppladdning och ökar också den frätande aktiviteten hos jordar.

Tiden för verkan eller passage av en termisk puls mäts genom fluktuationer). Denna tid är tillräckligt för att mikroutjämningsströmmar ska passera över ett litet gap. Uppgifterna som ges i figurerna 1.5, 1.6 och i tabell 1.4, erhållna under industriella förhållanden för en gasledning med en diameter på 1420 mm, visar att på grund av förändringar i luftfuktighet längs rörets omkrets förändras den lokala korrosiva aktiviteten hos jordar, som beror på det ohmska motståndet, se tabell 1.5.

Tabell - 1.5 Jordars korrosiva aktivitet i förhållande till kolstål, beroende på deras elektriska resistivitet Resistivitet, Ohm.m Figur 1.6 - Beroende av den elektriska resistiviteten hos lerjord på fuktighet Novopskov, som ligger på en ganska torr plats, som högst punkt ovanför ravinen. Isoleringen av rörledningen i denna sektion var i tillfredsställande skick.

I raviner och raviner, där förändringen i luftfuktighet är mer betydande, bör dessa effekter vara mer uttalade. Detta mönster är typiskt för fallet med homogen jord längs rörets omkrets. Med heterogena klumpiga återfyllningsjordar kommer komponenternas ohmska resistans att variera kraftigt. Figur 1.7 visar grafer över beroendet av olika jordars resistivitet av fukt.

Därför kommer det att finnas diskontinuiteter på det elektriska resistivitetsdiagrammet vid byte av jord och makrokorrosiva element kommer att vara tydligt markerade.

Således leder en förändring av temperaturen hos ett mikroelement till en förändring av potentialerna för fukt och elektriskt motstånd. Dessa fenomen liknar de som uppstår när man ändrar installationsläget för katodiskt skydd. En potentialförskjutning eller dödpunktsövergång motsvarar en katodisk skyddsutlösning och orsakar mikroutjämningsströmmar.

Utvecklingen av korrosionsprocesser i den pulserade temperaturregimen leder till erosion eller korrosionssprickning av rörmetallen.

En situation skapas när motståndet mot jonernas rörelse i jordelektrolyten varierar längs rörets omkrets. Ju högre den aktuella sektionen är placerad på rörytan, desto långsammare fortskrider den anodiska reaktionen, eftersom fukthalten i den intilliggande jorden minskar, det ohmska motståndet ökar och avlägsnandet av positiva metalljoner från anodsektionen blir svårare. Med en minskning eller närmande till positionen på rörledningens kontur motsvarande 5 ... timmar, ökar hastigheten för den anodiska reaktionen.

Klockan 6 är jorden komprimerad, gleying är ofta närvarande, syretillgång till rörledningen är svår, vilket resulterar i elektronadditionsreaktionen Figur 1.7 - Beroende av jordens resistivitet på deras fukthalt:

1 - sumpiga; 2 - sandig; 3 - lerig.

(väte- eller syredepolarisering) går långsammare. I området med begränsad tillgång till syre är potentialen för det frätande elementet mindre positiv, och själva området kommer att vara anoden.

Under sådana förhållanden fortsätter korrosionsprocessen med katodisk kontroll, vilket är typiskt för de flesta täta fuktade jordar (raviner, raviner).

Här kan det antas att karaktären hos mikroutjämnings- och utjämningsströmmar är identiska. Men mikroutjämningsströmmar är flyktiga och har liten tröghet och är därför mer destruktiva.

Jorden är en kapillärporös kropp. I det isotermiska läget sker rörelsen av fukt i jorden under inverkan av elektroosmos och hydromekanisk filtrering. Med flödet av en betydande anodström inträffar elektroosmotisk destillation av fukt från anoden till katoden. Under vissa förhållanden kan en jämvikt mellan elektroosmotisk och hydromekanisk filtrering uppstå.

Mycket mer komplicerade är processerna för rörelse av markfuktighet (elektrolyter) i icke-isotermiska områden, särskilt i icke-stationära lägen. Här, nära röret, i närvaro av en temperaturgradient, sker termokapillär eller termokapillär filmrörelse. Rörelseriktningen för vatten (elektrolyt) sammanfaller praktiskt taget med värmeflödets riktning och observeras huvudsakligen i radiell riktning, bort från röret. Konvektiva strömmar vid temperaturer i storleksordningen 30–40 °C är obetydliga, men de kan inte försummas, eftersom de påverkar fördelningen av fukt längs rörkonturen och följaktligen villkoren för bildandet av galvaniska par.

Under pulserande temperaturpåverkan ändras temperaturgradienterna, vilket leder till en omfördelning av migrationsflöden. I det område där jordkorrosion uppstår sker fuktrörelsen i ett oscillerande läge under verkan av följande krafter:

- termomotorisk, - kapillär, - elektroosmotisk, - filtrering, - konvektiv, etc.

I frånvaro av filtrering vid klockan 6-position bildas en "stagnerande zon".

Som regel är detta ett område med minimala gradienter, varifrån fuktevakuering är svårt. Jorden som tas under den nedre generatrisen, från klockan 6, har karakteristiska tecken på gleying, vilket indikerar en låg aktivitet av korrosionsprocesser utan syre.

Alltså kausalt utredningskoppling fastställer att potentialfältet runt gasledningen bildar en polarisationspotential som är variabel inte bara längs rörledningens längd utan även längs tvärsnittet och i tiden.

Man tror, ​​ur den traditionella karbonat-teorin, att korrosionsprocessen kan förhindras genom att noggrant kontrollera värdet på polarisationspotentialen genom hela rörledningen, vilket verkar vara otillräckligt. Potentialen måste också vara konstant i rörets tvärsnitt. Men i praktiken är sådana åtgärder svåra att genomföra.

1.5 Effekten av temperatur- och temperaturfluktuationer på gasledningens korrosionstillstånd Temperaturförhållandena ändras avsevärt under driften av huvudgasledningssystemet. Under den årliga driftperioden varierar jordtemperaturen på djupet av att lägga H = 1,72 m av rörledningsaxeln (Dn 1400) i ett ostört termiskt tillstånd i området för bashkortostans gasledningsväg inom + 0,6 ... + 14,4 °C. Under året ändras lufttemperaturen särskilt kraftigt:

- månadsmedelvärde från -14,6…= +19,3 °C;

- absolut maximum +38 °C;

- absolut minimum - 44 °C.

Nästan synkront med lufttemperaturen ändras även gastemperaturen efter att ha passerat luftkylarna (ACU). Enligt långtidsobservationer fluktuerar förändringen i gastemperaturen efter apparaten av tekniska skäl och registrerad av sändningstjänsten mellan +23 ... +39 °C.

bestämmer inte bara arten av värmeväxlingen mellan gasledningen och marken. Temperaturfluktuationer orsakar en omfördelning av fukt i marken och påverkar korrosionsprocesserna hos rörstål.

Det finns all anledning att tro att aktiviteten hos korrosionsprocesser direkt inte beror så mycket på temperaturen som på dess fluktuationer, eftersom ojämnheten i termodynamiska processer är en av orsakerna till att korrosionsprocesser aktiveras.

I motsats till den spröda sprickan i rörledningen under inverkan av höga tryck eller vibrationer, som uppstår snabbt, är korrosionsförstörande processer tröga. De är förknippade inte bara med elektrokemiska eller andra reaktioner, utan bestäms också av värme- och massöverföring och rörelsen av jordelektrolyter. Därför kan en förändring av temperaturen hos det aktiva mediet, sträckt över tiden i flera dagar (eller timmar), betraktas som en impuls för ett frätande mikro- eller makroelement.

Förstörelse av gasledningar på grund av SCC sker som regel vid de inledande delarna av gasledningens sträckning, bakom CS, med potentiellt farliga rörledningsrörelser, d.v.s. där gasens temperatur och dess fluktuationer är maximala. För förhållandena för gasledningarna för företaget Urengoy - Petrovsk och Urengoy - Novopskov i sektionen av Polyana - Moskovo-sektionen är dessa huvudsakligen korsningar genom raviner och raviner med tillfälliga vattendrag. Under påverkan av betydande temperaturskillnader, särskilt när positionen för rörledningens axel inte motsvarar designen och det är otillräcklig vidhäftning av röret till marken, rör sig rörledningar.

Upprepade rörelser av rörledningar leder till en kränkning av integriteten hos den isolerande beläggningen och öppen tillgång till grundvatten till rörets metall. Sålunda skapas förutsättningar för utveckling av korrosionsprocesser som ett resultat av variabel temperaturexponering.

Baserat på tidigare studier kan man alltså hävda att en förändring av rörväggens temperatur medför en förändring av luftfuktigheten och det elektriska motståndet i jorden runt den. Det finns dock inga uppgifter om de kvantitativa parametrarna för dessa processer i den vetenskapliga och tekniska litteraturen.

1.6 Diagnos av gasledningar med hjälp av svin.

I systemet för diagnostiskt arbete på gasledningar nyckelroll tilldelas in-line diagnostik, vilket är det mest effektiva och informativ metod diagnostisk undersökning. På Gazprom transgaz Ufa LLC utförs för närvarande diagnostiken av det tekniska tillståndet för den linjära delen av gasledningar av NPO Spetsneftegaz, som har i sin arsenal utrustning för att undersöka gasledningar med en nominell diameter på 500 - 1400 mm - en DMTP-komplex (5 skal), som inkluderar:

- rengöringsprojektil (CO);

- magnetisk rengöring (MOS);

- elektronisk profilerare (PRT);

tvärgående (DMTP) magnetisering.

Användningen av VTD låter dig identifiera den farligaste kategorin av defekter - spänningskorrosionssprickor (SCC), med ett djup på 20% av väggtjockleken eller mer. Den diagnostiska undersökningen av VTD är av särskild betydelse för gasledningar med stora diametrar, där sannolikheten för förekomst och utveckling av SCC-defekter är hög.

Bland alla upptäckta defekter det största antalet faller på metallförlustdefekter, såsom allmän korrosion, grotta, grop, längsgående spår, längsgående spricka, längsgående sprickzon, tvärgående spår, tvärsprickor, mekaniska skador, etc.

feldetektor med 95 % sannolikhet, bestäms i förhållande till rörväggstjockleken "t" i tredimensionella koordinater (längd x bredd x djup) och har följande parametrar:

- gropkorrosion 0,5t x 0,5t x 0,2t;

- längsgående sprickor 3t x 0,1t x 0,2t;

- tvärgående sprickor 0t x 3t x 0,2t;

- längsgående spår 3t x 1t x 0,1t;

- tvärgående spår 1t x 3t x 0,1t.

Farobedömningen av de identifierade defekterna kan utföras enligt WFD 39 Metodologiska rekommendationer för kvantitativ bedömning av tillståndet för huvudgasledningar med korrosionsdefekter, deras rangordning efter graden av fara och bestämning av restresursen, OAO Gazprom , .

För defekter av korrosionstyp bestäms följande farobedömningsparametrar:

- nivån av säkert tryck i gasledningen;

- Resurs för säker drift av rörledningen med defekter.

Förmågor. Passagen av VTD-projektiler gör det möjligt att på ett tillförlitligt sätt bestämma de kvantitativa parametrarna för rörväggsdefekter, upprepade pass - dynamiken i deras utveckling, vilket gör det möjligt att förutsäga utvecklingen av korrosionsdefekter.

1.7 Modeller för att förutsäga korrosionsprocesser.

det har gjorts försök att modellera denna process. Enligt den linjära modellen av processen tillhör M. Faraday och har formen:

där: A-konst (konstant värde);

En stor grupp forskare lade fram en maktmodell:

där: A=13, a=0,25; 0,5; 1.0 Tabell 1.6 sammanfattar resultaten av tidigare studier av kinetiken för elektrokemisk korrosion av metaller - klassificeringen av matematiska modeller enligt den allmänna formen av funktioner. Det finns totalt 26 modeller, som inkluderar: linjär; kraft; exponentiell; logaritmisk;

hyperbolisk; naturliga logaritmer; led; väsentlig; sinus;

kombinerat osv.

Följande kriterier ansågs vara jämförande kriterier: metallmassaförlust, provväggsförtunning, kavitetsdjup, korrosionsarea, acceleration (retardation) av korrosionsprocessen, etc.

Korrosionsprocesser påverkas av många faktorer, beroende på vilka processer som kan:

- utvecklas i konstant takt;

- snabba upp eller sakta ner;

- att stanna i sin utveckling.

Betrakta den kinetiska kurvan som presenteras i koordinaterna för djupet av korrosionsdefekter - tid (Figur 1.8).

Sektionen av kurvan 0-1 tillåter oss att fastställa att förstörelsen av denna metall i en aggressiv miljö (elektrolyt) under perioden t1 praktiskt taget inte observeras.

Sektionen av kurvan 1-2 visar att den intensiva förstörelsen av metallen börjar i intervallet t = t2 - t1. Med andra ord inträffar den mest intensiva transienta processen för metallkorrosion, kännetecknad av den maximala möjliga (för detta speciella fall) förlust av metall, såväl som maximala hastigheter och accelerationer av elektrolys.

Punkt 2, som har speciella egenskaper, är i huvudsak böjpunkten för den kinetiska korrosionskurvan. Vid punkt 2 stabiliseras korrosionshastigheten, derivatan av korrosionshastigheten blir lika med noll v2=dk2/dt=0, eftersom teoretiskt sett är djupet av korrosionshåligheten vid denna punkt ett konstant värde k2= const. Sektionen av kurvan 2-3 låter oss dra slutsatsen att under tiden t = t3 - t2 börjar den transienta korrosionsprocessen att blekna. I intervallet 3-4 fortsätter dämpningsprocessen, bortom kurva 4 stannar korrosionen i sin utveckling tills en ny impuls startar denna mekanism.

Den utförda analysen visar att under det naturliga förloppet av processen för elektrokemisk korrosion sker passivering av metallen, vilket praktiskt taget stoppar korrosionsförstörelsen av metallen.

I sektioner av huvudgasledningen som är utsatta för korrosionsskador, som ett resultat av pulsad temperaturexponering (när gastemperaturen ändras), växlar processerna för passivering och aktivering av korrosionsprocesser.

Det är därför ingen av de övervägda modellerna kan användas för att förutsäga korrosionshastigheten på huvudgasledningarna.

Vid brist på information, vilket vanligtvis är huvudproblemet när man försöker förutsäga utvecklingen av korrosionsprocesser, Tabell 1.6 - Klassificering av matematiska modeller av kinetiken för elektrokemisk korrosion av metaller enligt den allmänna formen av funktioner (massförlust) av metall eller kavitets djup, hastighet och acceleration av korrosionsprocessen).

I. Denison, E. Martin, G.

Thornes, E. Welner, W. Johnson, I. Upham, E. Mohr, A. Biccaris F. Champion, P. Aziz, J.

L.Ya. Tzikerman y= y0 y0, A1=t1/(t1-t2) Yu.V. Demin 12 G.K. Ya.P.Shturman, A.V.Turkovskaya, Yu.M.Zhuk, I.V. Gorman, I.V. Gorman, G.B. Clark, L.A. Shuvakhina, V.V.

Agafonov, N.P. Zhuravlev Figur 1.8 - Graf över den kinetiska kurvan för korrosionsaktivitet baserat på de fysiska representationerna av processen (Figur 1.9) och med användning av maximala och genomsnittliga defekter. Men detta är osannolikt att göra det möjligt att förutsäga dynamiken i den kvantitativa tillväxten av korrosionsdefekter.

De presenterade modellerna beskriver korrosionsprocesser inom ramen för specifika situationer, med förbehåll för vissa villkor, kemisk miljö, temperatur, stål av olika kvaliteter, tryck m.m. Särskilt intresse presentera modeller som beskriver korrosionsprocesserna för liknande system (huvudrörledningar) med en isolerande beläggning, som arbetar under liknande förhållanden med gasledningar och registrerar resultaten även på basis av in-line diagnostik. Till exempel, i metodiken för att utföra faktoranalys på huvudoljeledningar, oavsett diameter och typ av isolerande beläggning, föreslår författarna en modell:

där L är dämpningskoefficienten för korrosionsprocessen;

H är korrosionsskadans djup, mm;

Det kan ses från ovanstående formel 1.6 att författarna antog uttalandet att i början av driften av rörledningar har korrosion den mest intensiva tillväxten, och sedan dämpas den på grund av passivering. Härledningen och motiveringen av formel (1.6) ges i .

driften av rörledningen är ganska kontroversiell, eftersom den nya isolerande beläggningen ger ett mycket mer tillförlitligt skydd än över tid, när isoleringen åldras och förlorar sina skyddande egenskaper.

Trots överflöd av forskning kan ingen av de föreslagna modellerna för att förutsäga korrosionsprocesser fullt ut ta hänsyn till temperaturens inverkan på korrosionshastigheten, eftersom ta inte hänsyn till dess impulsförändring under drift.

Detta uttalande låter oss formulera syftet med forskningen:

experimentellt bevisa att den instabila temperaturregimen för gasledningen är grundorsaken till aktiveringen av korrosionsprocesser på gasledningens yttre yta.

1. En analys av litterära källor utfördes för att avslöja effekten av gastemperatur på gasledningens korrosionstillstånd:

1.1. Funktionerna hos korrosionsprocesser i rörledningstransporter beaktas;

1.2 Rollen av den frätande aktiviteten hos jordar när den isolerande beläggningen förlorar sina skyddande egenskaper bestäms.

1.3. Den tekniska genomförbarheten av in-line feldetektering för att bedöma defekta rörledningar har studerats.

1.4. Andra forskares modeller om förutsägelse av korrosionsprocesser beaktas.

2. Orsakerna till bildandet av makrokorrosiva element på rörledningens yttre yta undersöktes.

3. Det har bevisats att när fukt rör sig i det korrosiva jordlagret ändras det elektriska motståndet i jorden intill rörledningen.

2. UTVÄRDERING AV PULSPÅVERKAN AV FUKTIGHET OCH

TEMPERATURER PÅ JORDENS KORROSIONSAKTIVITET,

OMGIVANDE GASLEDNING

2.1. Fysisk modellering och val av kontrollparametrar Det faktum att periodisk jordfuktning påskyndar korrosionsprocesser indikeras av praxis för drift av huvudgasledningar.

Studerar detta fenomen, Ismagilov I.G. visat att en huvudgasledning med stor diameter är en kraftfull värmekälla, som har en pulserande temperatureffekt på marken och orsakar oscillerande fuktrörelser i det korrosivt aktiva jordlagret.

Men hans antagande att den pulserande temperatureffekten förstärker den korrosiva aktiviteten hos jordlagret intill rörledningen behöver experimentell bekräftelse.

Därför är syftet med studien att sätta upp ett experiment för att studera och utvärdera den korrosiva aktiviteten hos jordar under pulserande temperaturexponering.

Problemen med att studera korrosionsprocesser löses vanligtvis experimentellt. Det finns olika metoder för att utvärdera effekten av korrosion, inklusive accelererade korrosionstester.

Sålunda är det nödvändigt att simulera förhållandena för värme och massöverföring med den omgivande jorden, som är typiska för en del av en gasledning som korsar en ravin, längs vars botten en ström flyter, och att bestämma i vilken utsträckning det frätande ämnet markens aktivitet förändras under påverkan av temperatur och luftfuktighet.

Den mest exakta studien av inverkan av varje faktor (impulstemperatur och fuktighet) är möjlig i laboratorieförhållanden, där parametrarna för korrosionsprocessen är fixerade och kontrollerade med hög noggrannhet.

Den pulserade temperaturregimen för gasledningen med kvasistationär värmeöverföring modellerades för gasledningar som passerar genom Bashkortostans territorium och regioner som liknar den. Enligt likhetsteorin, om likhetstalen som kännetecknar värmeöverföringsprocessen är lika, med förbehåll för geometrisk likhet, kan värmeöverföringsprocesser anses vara lika.

Jorden som användes i experimentet togs från rutten för gasledningen Urengoy-Petrovsk i sektionen Polyana-Moskovo från positionerna klockan 3, 12 och klockan längs gasledningens omkrets. De termofysiska egenskaperna hos jorden som används i laboratoriestudier är desamma som in situ, eftersom

Jordprover togs från den korrosiva delen av den befintliga gasledningen. För samma jordar uppfylldes automatiskt likheten mellan Lykov Lu och Kovner Kv-talen för natur och modell:

Med förbehåll för likheten mellan temperaturskillnader, jordarnas identitet och samma nivå av deras fukthalt, var Kossovich Ko- och Postnov-talen Pn lika.

Således reducerades uppgiften att modellera villkoren för värme och massöverföring, i detta fall, till ett sådant urval av installationsparametrarna för att säkerställa likheten mellan Fourier-talen Fo och Kirpichev Ki för natur och modell.

drift av en rörledning med en diameter på 1,42 m, med likheten mellan den termiska diffusiviteten a = a", baserat på (2,5) får vi för modellen:

(2.7) Så med en provrörsdiameter på 20 mm bör den årliga perioden på anläggningen "passera" på 1,7 timmar.

Värmeöverföringsförhållandena modellerades av Kirpichev-kriteriet. Med hänsyn till ungefärligen värmeflödet enligt (2.9) På djupet av gasledningen till röraxeln H0 = 1,7 m och H0/Rtr = 2, (det relativa djupet) av gasledningen i sektionen Polyana-Moskovo), baserat på jämlikheten (2.6), får vi för modellen:

För att modellera "bäcken" är det nödvändigt att upprätthålla likheten mellan Reynolds-talen för natur och modell:

Eftersom vätskan är densamma, vatten - då på basis av (2.12) och med hänsyn till geometrisk likhet, får vi likheten:

Motsvarande beräkningar, med hänsyn till (2.13), visar att tillförseln av vatten, som simulerar en bäck vid en given installation, bör vara dropp.

Eftersom det under experimentets gång är nödvändigt att ändra temperaturen på rörväggen inom gränserna för dess faktiska förändring på 30 ... 40 ° C, och att reglera, bibehålla det pulserade läget, då temperaturen ttr för den yttre stålrörets yta - prov St. valdes som kontrollparameter. 3.

För att bestämma den relativa korrosiviteten hos jord under pulsad temperaturexponering, jämfört med stabil temperaturexponering, valdes en accelererad testmetod, på basis av vilken korrosiviteten hos jordar bestäms av viktförlusten av stålprover.

2.2. Kort beskrivning av försöksuppställningen Försöksuppställningen, vars schema visas i figur 2.1, består av en plåtlåda 1 med måtten 90x80x128 mm. Speciellt förberedd jord 11 hälls i lådan upp till en höjd H, beräknad från villkoret att volymen av jord ska vara lika med:

Ett stålrör placeras i jorden, tidigare vägt på en analytisk våg med en noggrannhet på 0,001 g. Parametrar för stålrör:

diameter, längd, massa och ytarea för rören anges i tabell 2.1.

Figur 2.1 - Schema för försöksuppställningen för att studera den pulserade temperatureffekten på korrosiviteten hos jordar Tabell 2.1 - Parametrar för stålrör - prover, art. 3.

Nr. Diameter, längd, yta, vikt, notering. Röret isolerades från plåtlådan med gummipluggar.

Jordprover i det initiala tillståndet i kontakt med huvudgasledningen preparerades enligt följande.

Vart och ett av proverna torkades i en ugn. Eftersom jordproverna innehöll organiska föreningar och eventuellt sulfatreducerande bakterier översteg inte torktemperaturen 70°C. Torr jord krossades och siktades genom en sikt med 1 mm hål. Jordprovet som framställts på detta sätt hälldes i en låda med installerat rör och fuktades till en fukthalt W = 20–25 %, vilket motsvarar den naturliga fukthalten i jorden i de områden där gasledningen passerar. I försöken användes kranvatten med naturlig temperatur.

Acceleration av korrosionsprocessen uppnåddes genom att ansluta den negativa polen till höljet och den positiva polen på en 6 V likströmskälla till metallprovet.

Den pulserade temperaturregimen skapades genom att periodiskt slå på och av en termisk-elektrisk värmare (TEH) installerad inuti provröret. Cykelns längd fastställdes empiriskt. Till exempel, för betingelserna för det första experimentet, under kontroll av temperaturregimen, bestämdes cykellängden till att vara lika med t = 22 min (uppvärmningstid n = 7 min; kyltid o = 15 min). Temperaturkontroll utfördes med hjälp av ett termoelement installerat ovanför den övre generatrisen av röret, utan att störa provets yta.

Under experimentet tillfördes droppvatten genom tratten i jorden i nivå med röraxeln. En spärreffekt skapades, som är karakteristisk för tvärgående avlopp. Vatten dränerades genom perforerade hål på lådans sidovägg (5 symmetriska hål på samma nivå).

Efter att ha stängt av strömmen 24 timmar efter starten av experimentet fotograferades provet, rengjordes noggrant från korrosionsprodukter med en torr trasa och ett gummisuddare. Därefter tvättades den med destillerat vatten, torkades och vägdes på en analytisk våg med en noggrannhet av 0,001 g.

markaktivitet under pulserande temperaturpåverkan En nödvändig förutsättning för korrosionstestning är accelerationen av processens kontrollsteg. I neutrala elektrolyter är korrosionsprocessen begränsad av hastigheten för syredepolarisering, därför är det nödvändigt att öka hastigheten för katodprocessen för att påskynda korrosionsprocessen.

Testning av prover bör utföras på ett sådant sätt att metallen vid periodiska förändringar i luftfuktigheten utsätts för längsta möjliga exponering för tunna lager av elektrolyt.

Det är viktigt att välja lägen när jorden inte är helt uttorkad på grund av att jorden torkar och fukten förblir i ett filmtillstånd.

Vid en omgivningstemperatur tgr = 20 °C och en rörväggstemperatur ttr = 30…40 °C skapas ett temperaturhuvud vid installationen nivå 18 °C.

På vintern ökar temperaturskillnaden t till 30 °C. I alla fall, vinterlägeär inte modellerad på enheten, eftersom förhållandena för värmeöverföring och jordkorrosion på vintern är kvalitativt olika: "bäckar"

frysa, och ovanför rörledningen tinar snötäcket delvis, fuktar jorden, "termos" -effekten visas. På grund av tillräcklig jordfuktighet finns det dock all anledning att tro att under vinterperioder även korrosionsprocesser, inklusive SCC, är aktiva.

Temperaturer i storleksordningen 30 ° C är tröskeltemperaturnivån för sommarperiod, under vilken fukt inte rör sig bort från röret och, som studier har visat vid mätpunkter nr 1 och nr 2 i gasledningen vid sektionen av Polyana CS - Moskovo CS, ackumuleras på ett litet avstånd från röret , som är i ett icke-jämviktstillstånd (litet är ett avstånd på cirka 0,2 ... 0,3 m från rörledningens vägg med en diameter på 1,42 m). Därför leder varje liten temperatursänkning till återgång av fukt.

När jorden i kontakt med röret är uttorkad i mycket tunna lager, tillsammans med att underlätta den katodiska reaktionen, kan anodreaktionen hämmas, vilket kommer att bromsa korrosionsprocessen som ett resultat.

Liknande processer förekommer på den övre generatrisen av gasledningen, på vilken korrosionssprickning praktiskt taget inte observeras.

Tabell 2.2 visar resultaten av korrosionsstudier utförda på stålrör - prov nr 1-4. Experimenten utfördes sekventiellt i den ordning som anges i denna tabell.

Jordprover återanvändes inte. Den omgivande temperaturen översteg inte 18…20 °C. Registrering av temperaturregimer gjordes i observationsloggen. Dessa uppgifter presenteras i bilaga 1.

Prov nr 1 Utsätts för pulsad temperatur.

Det faktiska läget bestämdes av stålprovets temperatur, som varierade inom: tнi…toi, (bilaga 1). Uppvärmningstemperaturen tn är den temperatur till vilken provväggens temperatur ökade under uppvärmningstiden n. Kyltemperaturen t® är den temperatur till vilken provets temperatur sjönk under tiden o. Tid för den i:e cykeln i = нi +оi; antalet cykler under experimentet n = 66.

Tabell 2.2 Förhållanden och resultat av experiment nr 1-4 för att bestämma jordars korrosiva aktivitet. Genomsnittstemperaturerna bestämdes med formlerna:

Under experimentet, varar 24 timmar. 30 min bibehölls medelvärdena för parametrarna:

Under testet, 24 timmar och 30 minuter, simulerades en process som sker under naturliga förhållanden under 24,5/1,7 14 år. Under året ändrades i genomsnitt 1,760/22,3 = 4 gånger temperaturregimen från 30 till 40 °C.

Typen av korrosionsskador framgår av fotografierna (Figur 2.2).

Det finns en manifestation av allmän korrosion över hela provets yta, men inte signifikant. Ganska omfattande, koncentrerade och djupa centra dominerar. Det maximala djupet för den ulcerösa lesionen noteras i den kontinuerliga droppvattentillförseln genom tratten, se installationsdiagrammet i figur 2.1. Vatten tillfördes till den centrala delen av provet i nivå med röraxeln. Flödande genom marken avvek "bäcken" åt vänster. Vattenflödet utfördes huvudsakligen genom det andra hålet till vänster (i närvaro av jämnt perforerade 5 hål). Det var denna del av provet som genomgick den maximala korrosionsskadan.

På grund av spärreffekten och hög luftfuktighet är erosionen djupare och mer omfattande på den inkommande sidan. En "stillestånd" zon är också synlig på provet, där erosion är praktiskt taget frånvarande. Detta kan förklaras på följande sätt.

Eftersom, under de experimentella förhållandena, modellerades en bäck som strömmade ner i en ravin, och vatten tillfördes utan tryck, sedan bort från kanalen, med en tät passning av jorden till ytan av provet, på grund av högt hydrauliskt motstånd, vatten tvättade inte ytan av röret i zonen med tät kontakt och intensiteten av korrosionsprocesser var betydligt mindre. Liknande fenomen observeras också i industriella förhållanden längs gasledningens sträckning.

På grund av avdunstning och uppåtgående flöden av fukt från "bäcken"

korrosionsprocesserna intensifierades också i den övre vänstra delen av provet.

Detta fenomen kan förklaras av skalfaktorn, som beror på rörets ringa storlek, den kapillära fukthöjningen och spärreffekten.

Med pulsad temperaturexponering och ojämn temperatur, fuktighet, ohmskt motstånd och andra parametrar längs rörets omkrets, predisponerar de skapade förhållandena för bildandet av mikro- och makrokorrosiva element.

Det bör noteras att en stor mängd väte frigjordes under hela experimentet. Lämpliga mätningar utfördes inte, men en konstant ljudeffekt noterades, vilket hördes väl.

Prov nr 2 Materialet i det andra provet är detsamma. Jorden är densamma

provet togs från position klockan 3. Markfuktighet W = 22%. Förhållandena för experimentet skilde sig åt i temperaturregimen och frånvaron av en "ström". Under hela experimentet vars varaktighet var 24 timmar. 30 min hölls temperaturen konstant:

Korrosionsskadorna är mycket mindre här (Figur 2.3).

Provets viktminskning är 7 gånger mindre (i relativa enheter). Allmän korrosion råder. Provytan påverkas likformigt. En liten fokal lesion noteras i den nedre delen av provet.

Vi noterar den grundläggande skillnaden i arten av korrosionsskadan för prov nr 1 och nr 2.

Figur 2.3 - Korrosionsskador av prov nr 2 kl konstant temperatur ttr=33 OC Med pulserande temperaturpåverkan på processen och närvaron av rinnande vatten utvecklas omfattande uttalad gropkorrosion på stålytan med maximal skada längs "bäcken".

Vid en stabil temperatur och frånvaro av avlopp, men vid samma initiala fuktighet, observeras torkning av jorden och utveckling av allmän korrosion med minimal sårbildning. Graden av korrosionsprocesser och metallförluster är 7 gånger mindre.

Prov nr 3 Materialet i prov nr 3 och nr 4 är detsamma: Art. 3, men proverna är gjorda av ett annat rörstycke. Markens fukthalt låg inom naturliga gränser W = 20…25 %. Varaktigheten av experimentet var 24 timmar.

Temperaturen under experimentet hölls lika med ttr = 33,12 33 °C.

Jordprovet togs från klockan 6-position. Jorden hade en signifikant skillnad, bestående av gleying, vilket är karakteristiskt för rör som omfattas av SCC. (Gleying är en process för kemisk restaurering av mineraldelen av jorden eller stenarna i djupare horisonter övermättade med vatten, när oxidföreningar av järn förvandlas till järnföreningar och utförs av vatten, och horisonter utarmade på järn blir grönaktiga, svarta och gråaktiga toner.).

Vatten, med en liten dropptillförsel (6 droppar per minut), sipprade praktiskt taget inte under provröret, vilket orsakade vattenloggning i zonen med jordkontakt med metall, ibland stigande i tratten och skapade ett statiskt huvud. Vatten tillfördes asymmetriskt, med en förskjutning till höger sida av provet.

För prov nr 3 (figur 2.4), utsatt för korrosion, under stabila värmeöverföringsförhållanden, när provets temperatur hölls konstant vid ttr = 33 °C, noteras följande tecken:

1) Allmän korrosion är karakteristisk, praktiskt taget över hela ytan;

2) De karakteristiska tecknen på gropkorrosion upptäcktes inte vid en allmän undersökning;

3) I området för repor:

2 repor på 30 mm 2 repor på 30 mm 2 repor på 30 mm inga tecken på ulcerösa lesioner hittades.

4) den maximala korrosionsskadan, bestämd av korrosionsskorpans tjocklek, observerades från fjädersidan, d.v.s. från höger sida av provet, och längs den nedre generatrisen av röret, där fuktigheten var maximal;

5) det syns tydligt att färgen på korrosionsskorpan vid klockan 6-position längs hela den nedre generatrisen av röret och i området för fjädring är mörkare, troligen mörkbrun;

6) närvaron av 3 repor i den vattendränkta zonen (till höger) och 3 av samma repor i mindre fuktig jord (till vänster) påverkade inte karaktären av utvecklingen av korrosionsprocessen på något sätt;

7) Det bör noteras att efter bearbetning av provröret på en svarv, på dess högra sida, var spår av plastisk deformation från klämpunkten (i form av en lätt arbetshärdning) synliga, vilket inte påverkade arten av korrosionsskador.

Prov nr 4 Provet är bearbetat från samma rörstycke som prov nr 3, art. 3. Jord, villkoren för experimentet är desamma som i experiment nr 3. Den enda skillnaden: temperaturregimen är pulsad, enligt scenariot: 30/40 °С. Under experimentet, som varade i 24 timmar, bibehölls medelvärdena för parametrarna, bestämda av formlerna (2.14 - 2.16):

Flödet av en "bäck i en ravin" modellerades genom att droppa vatten genom en tratt, asymmetriskt, till höger sida av provet. Antal cykler n = 63.

Provet har repor, samma som på prov nr 3:

2 repor à 30 mm vardera 2 repor à 30 mm vardera 2 repor à 30 mm vardera Korrosionsskadornas karaktär visas i figur 2.5.

Genom att jämföra resultaten av experiment nr 3 och nr 4, som också utfördes under identiska förhållanden, men med en skillnad i temperaturförhållanden, noterar vi att i marken med tecken på gleying intensifierar den pulserade temperatureffekten också processen. Enligt den relativa viktminskningen är skillnaden 11 gånger! (tabell 2.2).

Figur 2.4 - Typen av korrosionsskadan av prov nr 3 vid en konstant temperatur ttr = 33 OS Figur 2.5 - Typen av förstörelsen av prov nr 4 med en pulsad temperaturförändring i 31/42 OS-läget Som kan ses överstiger i detta fall effekten av metallkorrosionsförluster avsevärt den som erhölls i experiment nr 1 och #2.

I experiment nr 4 noteras ett speciellt fenomen, som gör det möjligt att förklara fysiska processer förekommer i marken under pulserande temperaturexponering.

Faktumet med aktiveringen av korrosionsprocessen indikerar att "svängningen" av fukt, som sker i ett pulserat läge, under inverkan av termomotoriska krafter, så småningom leder till en förändring i jordens struktur, utjämning av stötarna och rörelse av partiklar av den siltiga fraktionen i kapillärerna, dvs.

faktiskt, förbättrade kanaler bildas, genom vilka den jordade elektrolyten rör sig fritt. Under experimentet, i det ögonblick då vatten började strömma genom de perforerade hålen, noterades också rörelsen av H2-bubblor längs kapillärerna och deras avlägsnande tillsammans med vatten (visuellt).

I experiment nr 3 (t = const) sipprade vattnet som tillfördes genom tratten praktiskt taget inte genom de perforerade hålen, vilket ibland orsakade till och med en höjning av vattennivån i tratten med skapandet av ett statiskt huvud. Vatten läckte inte genom de perforerade hålen. Jordelektrolyten skiljer sig från den flytande elektrolyten genom sin större motståndskraft mot jonernas rörelse.

I experiment nr 4 (t = 31/42 ° С) användes samma jord med gleying, efter en timme. Den enda skillnaden: pulstemperaturläget. När det rörde sig i ett icke-tryckläge, övervann vattnet motståndet i jorden på cirka 8 timmar från början av experimentet. En timme senare upprättades en balans: inflödet av vatten blev lika med utflödet. Installationen stängdes av för natten. På morgonen, efter att ha slagit på enheten, droppade vatten genom dräneringshålen efter 50 minuter.

Detta faktum indikerar en minskning av det hydrauliska motståndet hos kapillärer på grund av bildandet av förbättrade kanaler. I en sådan miljö är elektrolytjoner mer rörliga, vilket utan tvekan bidrar till metallkorrosion, eftersom det säkerställer förnyelsen av jordelektrolyten genom rinnande vatten.

Samtidigt ger varje puls en förändring i de första och andra stadierna av bildning, som om den intensifieras och justerar den diskreta tillväxten av korrosionsprocesser.

Naturligtvis förbättras i detta fall inte bara utvecklingen av korrosionsprocesser, utan fokal korrosion, gropfrätning och ytkorrosion intensifieras, eftersom de kännetecknas av vanliga elektrokemiska processer.

Experimenten visar alltså att, allt annat lika, den pulserande temperatureffekten och den varierande luftfuktigheten ökar markens korrosiva aktivitet med 6,9 gånger (experiment nr 1 och nr 2), och med försämringen av de fysiska egenskaperna hos marken. jord med 11,2 gånger (experiment nr 3 och nr 4).

2.4. Undersökning av inverkan av frekvensen av temperaturfluktuationer och termiska parametrar på korrosiviteten hos jordar (den andra serien av experiment) Driftsätt för huvudgasledningar kännetecknas av frekventa temperaturfluktuationer. Inom en månad når bara antalet påslagningar av AVO-fläktar på naturgaskylplatser 30 ... 40.

Under året, med hänsyn till teknisk drift (stopp av kompressorverkstaden, gaskompressorenheten, etc.) och klimatfaktorer (regn, översvämningar, förändringar i lufttemperaturen etc.), är detta hundratals fluktuationer och över hela perioden drift - tusentals och tiotusentals.

För att studera effekten av temperaturpulsernas frekvens och en ökning av medeltemperaturen på korrosiviteten i jordar, utfördes den andra serien av experiment (nr 5 - nr 8) på stålprover, i en mald elektrolyt . Registrering av temperaturregimer gjordes i observationsloggen. Dessa uppgifter presenteras i bilaga 2.

Experimenten utfördes på samma experimentuppställning.

Långsiktiga termodynamiska processer modellerades, som inträffade i sektionen av huvudgasledningen med skadad isolering och periodisk fuktning (Figur 2.1).

utsatt för pulserande temperatur (fuktighet) exponering visade att när rinnande vatten strömmar runt provet utvecklas omfattande, uttalad gropkorrosion på stålytan med maximal skada längs fuktens passage.

Detta faktum indikerar effekten av summering eller överlagring av effekterna av temperatur och luftfuktighet på korrosionsprocesser med kraftig ökning miljöns frätande aktivitet.

Vid en stabil temperatur och frånvaro av avlopp, med samma initiala jordfuktighet, är ulcerösa lesioner på ytan minimala eller frånvarande, och metallförluster på grund av korrosion är en storleksordning mindre.

Resultaten av den första experimentserien gav också anledning att anta att en ökning av antalet temperaturpulser leder till en ökning av viktminskningen av testproverna. Grunden för detta uttalande var också det faktum att malda elektrolyter i det korrosivt aktiva jordlagret runt en gasledning med stor diameter beter sig på ett mycket speciellt sätt, nämligen:

1. De arbetar i en porös jordmiljö, vilket förhindrar rörelse av joner i jordens skelettformer.

2. Är i oscillerande rörelse under inverkan av termomotoriska krafter, eftersom temperaturgradienter kontinuerligt förändras. Samtidigt "bryter fukt igenom" den optimala vägen för sig själv i ett poröst medium, jämnar ut oregelbundenheter och tuberkler i kapillärkanalen, vilket med tiden avsevärt minskar kapillärernas hydrauliska motstånd.

3. En ökning av markfuktighetens rörlighet och dess oscillerande rörelse aktiverar korrosionsprocesser. I närvaro av avlopp (raviner, balkar etc.) evakueras korrosionsprodukter aktivt från det aktiva jordlagret till periferin och elektrolyten förnyas.

I detta läge utvecklas korrosionsdefekter snabbt, smälter samman och bildar ett stort skadeområde, vilket leder till en försvagning av bärförmågan hos gasledningens vägg, från vilken det kan antas att en ökning av antalet temperaturcykler bidrar till denna process.

Experiment nr 5-nr 8 utfördes på en blandning av lerjord och lerjord på prover identiska med proverna från den första experimentserien (tabell 2.3).

Tabell 2.3 - Parametrar för prover från den andra serien av experiment, med ett cykliskt uppvärmningsläge Jordar för experiment togs från gropar vid identifiering av SCC-defekter på gasledningen Urengoy - Petrovsk Du 1400 PK 3402 + 80. Jordprover tagna från klockan 6-positionen har spår av gylning. Sektionen av gasledningen i PK 3402+80-gropen utsattes för korrosions- och spänningskorrosionseffekter och byttes ut under reparationsarbetet.

Temperaturregimen var inställd på puls, enligt det beprövade schemat 45/35OS. Vatten tillfördes till alla prover på samma sätt. Medeltemperaturen på provytan och det specifika värmeflödet anges i tabell 2.4.

Prover av den andra serien av experiment testades på samma experimentuppställning, men till skillnad från den första, under identiska förhållanden. De där. Jorden togs på samma sätt, samma vattentillförsel genom tratten tillhandahölls och samma temperaturer av vatten och luft tillhandahölls.

I dessa experiment hålls exponeringstemperaturområdet på en högre nivå: 35..40 °C (i den första serien av experiment varierade temperaturen i intervallet 30...35 °C).

Tabell 2.4 - Uppvärmningslägen för prover Nr 5-Nr Spänning Kraft Effekt Specifika medelvärde Variabler var endast antalet cykler n under varje experiment.

hölls inom 24±0,5 timmar, vilket motsvarade cirka 14 års drift av gasledningen under naturliga förhållanden (se avsnitt 2.1).

Variationen av cyklerna i denna serie av experiment uppnåddes genom att ändra spänningen på värmeelementet, och följaktligen genom att ändra det specifika värmeflödet som tillförs proverna. Exempel på uppvärmningsparametrar ges i tabell 2.7.

Med samma varaktighet av de jämförda experimenten är antalet provuppvärmningscykler olika: n=14 (experiment nr 6) och n=76 (experiment nr 8). Därför är uppvärmningshastigheten för provet i experiment nr 8 mycket hög och kylningen är långsam. I experiment nr 6, tvärtom, sker kylning snabbt, och värme ackumuleras av jorden gradvis. På grund av den kvalitativt olika värmeöverföringen är medeltemperaturerna i dessa experiment olika.

Tabell 2.5 - Parametrar för provuppvärmning i cykliskt läge 35/45°С Prov nr. Tabell 2.5 visar att förhållandet mellan uppvärmningstid n och kyltid o ändras med antalet cykler. Och detta återspeglas i karaktären av förändringen i temperatur ttr, bestämmer skillnaden i medeltemperaturer tav, elektrolyter och, i slutändan, på korrosionshastigheten för proverna.

Typen av förändringen i temperatur ttr visas i figur 2.6. En analys av graferna visar att med en ökning av antalet cykler förändras förhållandet mellan varaktigheten av uppvärmning och kylning. Figur 2.7 visar ett fragment av experiment nr. med låg effekt av värmekällan, och i figur 2.8 ett fragment av experiment nr. 8 med hög effekt av värmekällan. I experiment nr 5 (82 cykler) och nr 8 (76 cykler) är uppvärmningstiden kortare än nedkylningstiden och vice versa i experiment nr 6 och nr 7.

Resultaten av försöken nr 5-8 visar att korrosionsviktsförlusten för proverna är olika, se tabell 2. Tabell 2.6 - Viktminskning av proverna nr 5-nr 8 med ett cykliskt uppvärmningsläge enligt 45 /35 ° C schema kemiska processer. Den biokemiska karaktären av accelerationen eller aktiveringen av korrosionsprocesser i en sådan miljö av experimentet är praktiskt taget utesluten.

Figur 2.6 - Typen av de pulsade temperaturregimerna för uppvärmning av prover i experiment nr 5 - Figur 2.7 - Ett fragment av erfarenhet nr 6, som illustrerar hastigheterna för uppvärmning och kylning vid låg källeffekt (q = 46,96 W/m) Figur 2.8 - Fragment av erfarenhet nr 8, som illustrerar hastigheterna för uppvärmning och kylning vid hög källeffekt (q = 239,29 W/m).

Viktminskning av prover, g/cm2 0, Figur 2.9 – Beroende av viktminskning av prover på antalet termiska impulser Viktminskning av prover, g/cm Figur 2.10 – Beroende av viktminskning av prover på termisk effekt Viktminskning av prover, g/cm Figur 2.9 visar att med en ökning av antalet cykler under samma tidsperiod ökar aktiviteten av korrosionsprocesser, vilket framgår av ökningen av den relativa viktminskningen av proverna. Detta beroende är icke-linjärt och har en progressiv karaktär.

Det bör noteras att trots att i experiment nr 8 användes ett prov med en lägre massa och en mindre yta jämfört med de andra proverna, var dess specifika massförlust stor. Detta kan förklaras av att prov nr 8 exponerades för ett högre specifikt värmeflöde, se figur 2.10. Jämfört med prov nr 6, som utsattes för det lägsta specifika värmeflödet, har prov nr 8 en specifik massförlust på 6 % mer.

Korrosionshastigheten, uttryckt i metallmassaförlust, beror på medeltemperaturen tav på den yttre ytan av proverna (Figur 2.11, Figur 2.12). När temperaturen stiger till värden på 43..44 °C, minskar korrosionshastigheten. Detta kan förklaras av en minskning av jordfuktigheten runt röret och dess "torkning" vid högre temperaturer. Med en minskning av luftfuktigheten minskar aktiviteten hos korrosiva elektrokemiska processer.

pulsad temperatureffekt (n), men också på källans termiska effekt (q) och dess medeltemperatur tav.

2.5 Korrosionshastighetens beroende av medeltemperaturen med instabil värmeöverföring.

Den utförda analysen av resultaten av experiment, inklusive övervägande av kvalitativa egenskaper och kvantitativa förhållanden, gjorde det möjligt att utföra urvalet av faktoregenskaper som påverkar modellens effektiva funktion.

visade sig vara otillräcklig för att utföra en multipel korrelations-regressionsanalys av resultaten. Icke desto mindre avslöjade analysen av matrisen av parade korrelationskoefficienter som erhölls i det första urvalssteget faktorer som är nära besläktade med varandra, tabell 2.7.

Tabell 2.7 - Förhållandet mellan parametrarna x1 (n) och x2 (tav), i förhållande till y (G/s) Det närmaste sambandet hittades mellan medeltemperaturen för provet tav och förlusten av dess massa G/s. Parkorrelationskoefficient ruх2=-0,96431.

Det fanns faktorer nära relaterade till varandra, som kasserades.

Som ett resultat beslutades det att överväga beroendet av formuläret:

klassificering av parametern x1(n) som uttrycker instabiliteten i värme- och massöverföringsprocessen.

Detta gjorde det möjligt att betrakta båda serierna av experiment tillsammans. Till fyra experiment av den andra serien nr 5..8 lades ytterligare två experiment nr 1 och nr 4 i den första serien.

Det resulterande grafiska beroendet visas i figur 2.13.

Graferna i figur 2.13 illustrerar tydligt processen med metallkorrosionsförluster.

instabil värme- och massöverföring av röret med jorden (och under naturliga förhållanden för gasledningen med jorden), ökar korrosionsförlusten av rörmetallens massa med en storleksordning jämfört med stabila lägen, när temperaturen på röret hålls konstant.

För det andra, med en ökning av temperaturen i området som överstiger temperaturen på 33°C, saktar korrosionshastigheten ner. Detta förklaras av det faktum att vid höga temperaturer, som når 40 ° C och mer, finns det ett utflöde av fukt, dess migration till periferin, vilket orsakar torkning av jorden. Med uttorkning av jorden intill rörledningen minskar aktiviteten hos korrosionsprocesser.

För det tredje kan det antas att den maximala korrosiva aktiviteten faller inom temperaturområdet i området 30...33°C. Eftersom det är känt att med en minskning av temperaturen från 30°C till 10°C saktar korrosionshastigheten ner och vid 0°C stoppar den praktiskt taget.

När temperaturen sjunker från +20 °C till -10 °C minskar korrosiviteten med cirka 10 gånger.

Den där. Den farligaste, ur korrosionssynpunkt, kan betraktas som driftstemperaturer i storleksordningen +30 ... +33 ° C. Det är i detta område som huvudgasledningarna med stora diametrar drivs.

En omfattande undersökning av korrosionstillståndet för de befintliga huvudgas- och oljeledningarna och deras elektrokemiska skyddssystem utfördes för att bestämma beroendet av närvaron av korrosion och spänningskorrosionsskador på den externa KZP på driftslägena för ECP anläggningar, för att identifiera och eliminera orsakerna till förekomsten och tillväxten av korrosions- och spänningskorrosionsskador. De viktigaste gas- och oljeledningarna är praktiskt taget inte föremål för inkurans under driften. Tillförlitligheten av deras funktion bestäms huvudsakligen av graden av korrosion och spänningskorrosionsnötning. Om vi ​​betraktar dynamiken i olycksfrekvensen för gasledningar för perioden 1995 till 2003, blir det uppenbart att det finns en ökning av olycksfrekvensen över tiden på grund av bildandet av korrosions- och spänningskorrosionsdefekter vid KZP.

Ris. 5.1.

När man överväger dynamiken för eliminering av särskilt farliga defekter på befintliga huvudgasledningar, blir det uppenbart att det under drift finns en ökning av särskilt farliga defekter som kräver prioriterad reparation, orsakade av yttre korrosion och spänningskorrosionssprickor (fig. 5.1). Från den som visas i fig. 5.1 i grafen visar att nästan alla eliminerade särskilt farliga defekter är av korrosiv eller spänningskorrosiv karaktär. Alla dessa defekter hittades på den yttre katodskyddade ytan.

Resultaten av omfattande undersökningar av korrosionsskyddet för olje- och gasledningar (närvaro av korrosionsgropar och spänningskorrosionssprickor, vidhäftning och kontinuitet hos den isolerande beläggningen, graden av elektrokemiskt skydd) indikerar att lösningen av problemet med korrosionsskydd av huvudgas- och oljeledningar med hjälp av isolerande beläggningar och katodisk polarisering är fortfarande relevant. Direkt bekräftelse av ovanstående är resultatet av in-line diagnostik. Enligt in-line diagnostik, i vissa sektioner av huvudolje- och gasledningar med en livslängd på mer än 30 år, är andelen defekter yttre korrosion(inklusive spänningskorrosion) når 80 % av det totala antalet upptäckta defekter.

Kvaliteten på isoleringen av huvudgas- och oljeledningar kännetecknas av värdet på det transienta motståndet, bestämt på grundval av parametrarna för elektrokemiskt skydd. En av huvudparametrarna för det elektrokemiska skyddet av rörledningar, som kännetecknar kvaliteten på den isolerande beläggningen, är storleken på den katodiska skyddsströmmen. Data om driften av ECP-anläggningar indikerar att storleken på skyddsströmmen för RMS på den linjära delen D vid 1220 mm under 30 års drift på grund av åldrande av isoleringen har ökat nästan 5 gånger. Strömförbrukning för att säkerställa elektrokemiskt skydd av 1 km av oljeledningen i området med skyddspotentialer på 1,2 ... 2,1 V m.s. e. ökat från 1,2 till 5,2 A/km, vilket indikerar en proportionell minskning av oljerörledningens transienta motstånd. Isoleringens övergångsmotstånd efter 30 års drift av gas- och oljeledningar har samma ordning (2,6-10 3 Ohm - m 2) längs hela längden, förutom de sektioner där översynen av gas- och oljeledningar utfördes med utbyte av isolering, medan antalet korrosion och spänningar - korrosionsskador på den yttre katodiskt skyddade ytan varierar avsevärt - från 0 till 80% av det totala antalet defekter som upptäckts med in-line detektering av fel, som är lokaliserade både vid korsningarna av skyddszonerna och nära dräneringspunkterna för SCZ i låglandet och i de sumpiga delarna av sträckan . Grundvattnet i de sumpiga områdena i den centrala delen av västra Sibirien kännetecknas av låg mineralisering (0,04 viktprocent) och, som ett resultat, hög ohmsk resistans (60 ... 100 Ohm m). Dessutom är kärrjordar sura. Träskvattnets pH-värde når 4. Träskelektrolytens höga ohmska motstånd och surhet är de viktigaste faktorerna påverkar korrosionshastigheten för gasledningar och effektiviteten av deras elektrokemiska skydd. Uppmärksamhet uppmärksammas på att i myrmarkens porlösningar når halten svavelväte 0,16 mg/l, vilket är en storleksordning högre än i vanliga jordar och strömmande vattenförekomster. Vätesulfid, som undersökningsdata visar, påverkar också det korrosiva tillståndet hos gas- och oljeledningar. Förekomsten av vätesulfidkorrosion på grund av aktiviteten hos sulfatreducerande bakterier (SRB) indikeras till exempel av det faktum att under andra identiska förhållanden det maximala inträngningsdjupet för yttre korrosion in genom defekter i isoleringen av gas och oljeledningar i stillastående träsk är större än i strömmande vattenförekomster med i genomsnitt 70 %, å ena sidan och nästan överallt finns spänningskorrosionssprickor på den yttre KZP även i stillastående myrar med hög halt av H 2 S - på den andra. Enligt moderna koncept stimulerar molekylärt svavelväte hydreringen av stål. Elektroreduktion av H 2 S vid KZP-rörledningen fortsätter men genom reaktionerna H, S + 2-» 2H als + S a ~ c och H, S + i-^ Н ads + HS” ac , vilket ökar fyllnadsgraden av det kemisorberade skiktet med atomärt väte i c diffunderar in i rörstålets struktur. En effektiv stimulator för hydrering är och koldioxid: HC0 3 +e-> 2H annonser + C0 3 ". Problemet med korrosion och

Spännings-korrosionsförstöring av olje- och gasledningar på sumpiga delar av sträckan har ännu inte fått en uttömmande förklaring och är fortfarande relevant. Resultaten av korrosionsinspektion av huvudgas- och oljeledningar i sumpiga områden visade att nästan hela den yttre ytan av både oljeledningar och gasledningar i isoleringsdefekter och under avskalad isolering är täckt med bruna (påminner om aluminiumpulver) avlagringar. Korrosionsgropar med maximalt djup är lokaliserade i genom skador på isoleringen. Geometriska parametrar för korrosionsskador motsvarar nästan exakt geometrin för genomgående isoleringsskador. Under den exfolierade isoleringen, i kontaktzonen mellan rörväggen och markfuktigheten, finns spår av korrosion utan synliga korrosionsgropar med spår av spänningskorrosionssprickor.

Experimentellt, på prover av rörstål installerade nära väggen på huvudoljeledningen D y 1220 mm (vid dess övre, sida och nedre generatrix), fastställdes det att i jorden i taiga-marsh-regionen i den centrala delen av västra Sibirien, korrosionshastigheten för prover utan katodiskt skydd i genom isoleringsdefekter når 0,084 mm/år. Under skyddspotential (med en ohmsk komponent) minus 1,2 V ms. e., när strömtätheten för katodskydd överstiger densiteten för den begränsande syreströmmen med 8 ... 12 gånger, överstiger den kvarvarande korrosionshastigheten inte 0,007 mm / år. En sådan kvarvarande korrosionshastighet, enligt en tiogradig skala för korrosionsbeständighet, motsvarar ett korrosivt tillstånd mycket motståndskraftig och för huvudgas- och oljeledningar är acceptabelt. Graden av elektrokemiskt skydd i detta fall är:

Vid en omfattande undersökning av korrosionstillståndet hos den yttre katodskyddande ytan av gas- och oljeledningar i gropar, påträffas korrosionsgropar 0,5 ... 1,5 mm djupa i genomgående isolationsdefekter. Det är lätt att beräkna den tid under vilken elektrokemiskt skydd inte gav undertryckande av markens korrosionshastighet till acceptabla värden motsvarande mycket ihållande korrosivt tillstånd för gas- och oljeledningar:

vid ett korrosionsinträngningsdjup av 0,5 mm vid ett korrosionsinträngningsdjup av 1,5 mm

Detta är för 36 års verksamhet. Orsaken till minskningen av effektiviteten av det elektrokemiska skyddet av gas- och oljeledningar mot korrosion är förknippat med en minskning av isoleringens transienta motstånd, uppkomsten av genomgående defekter i isoleringen och, som ett resultat, en minskning av strömmen. tätheten av katodiskt skydd vid korsningarna av skyddszonerna i RMS till värden som inte når värdena för den begränsande strömtätheten för syre, som inte ger dämpning av jordkorrosion till acceptabla värden, även om värdena skyddspotentialer uppmätt med en ohmsk komponent motsvarar standarden. En viktig reserv som gör det möjligt att minska hastigheten för korrosionsförstörelse av gas- och oljeledningar är snabb identifiering av områden med underskydd när L 1 1 Lr

Korrelation av defekter i yttre korrosion av en oljeledning med varaktigheten av avbrott på luftledningar längs sträckan indikerar att det är under avbrott i luftledningar längs sträckan och stilleståndstid för SCZ som gropkorrosion uppstår i genom isoleringsdefekter, vars frekvens når 0,084 mm/år.

Ris. 5.2.

Under loppet av en omfattande undersökning av de elektrokemiska skyddssystemen för de viktigaste gas- och oljeledningarna fann man att inom området för katodiska skyddspotentialer på 1,5 ... 3,5 V m.s. e. (med ohmsk komponent) katodskyddsströmtäthet j aöverskrider den begränsande strömtätheten för syre j 20 ... 100 gånger eller mer. Dessutom, vid samma katodiska skyddspotentialer, skiljer sig strömtätheten, beroende på typen av jord (sand, torv, lera), avsevärt, nästan 3...7 gånger. Under fältförhållanden, beroende på typen av jord och djupet för att lägga rörledningen (djup nedsänkning av korrosionsindikatorsonden), den begränsande strömtätheten för syre, mätt på arbetselektroden gjord av stål 17GS med en diameter på 3,0 mm , varierade inom 0,08 ... 0, 43 A/m", och strömtätheten för katodskydd vid potentialer med en ohmsk komponent från

1,5...3,5 V m.s. e., mätt på samma elektrod, nådde värden på 8...12 A/m 2 , vilket orsakar intensiv väteutveckling på rörledningens yttre yta. En del av väteatomerna under dessa katodiska skyddssätt passerar in i de ytnära skikten av rörledningsväggen och förser den med väte. På ökat innehåll väte i prover skurna från rörledningar som är utsatta för spänningskorrosionsförstöring anges i verk av inhemska och utländska författare. Löst väte i stål har en mjukgörande effekt, vilket i slutändan leder till väteutmattning och uppkomsten av spänningskorrosionssprickor på CFC i underjorden stålrörledningar. Problemet med väteutmattning av rörstål (hållfasthetsklass X42-X70) de senaste åren har lockat Särskild uppmärksamhet forskare i samband med de frekventa olyckorna på huvudgasledningarna. Vätgasutmattning vid ett cykliskt föränderligt driftstryck i rörledningen observeras nästan i sin rena form under katodiskt överskydd, när j KZ/j >10.

När strömtätheten för katodskydd når värdena för den begränsande strömtätheten för syre (eller något, inte mer än 3...5 gånger, överstiger ce), överstiger den kvarvarande korrosionshastigheten inte 0,003...0,007 mm /år. Betydande överskott (mer än 10 gånger) j K t ovan j leder praktiskt taget inte till ytterligare undertryckande av korrosionsprocessen, men leder till hydrering av rörledningsväggen, vilket orsakar uppkomsten av spänningskorrosionssprickor på CFC. Uppkomsten av väteförsprödning under en cyklisk förändring av arbetstrycket i rörledningen är väteutmattning. Vätgasutmattning av rörledningar visar sig under förutsättning att koncentrationen av katodiskt väte i rörledningsväggen inte minskar under en viss miniminivå. Om desorptionen av väte från rörväggen sker snabbare än utvecklingen av utmattningsprocessen, när kz överstiger / pr med högst 3 ... 5 gånger, väteutmattning

inte synlig. På fig. 5.3 visar resultaten av mätning av strömtätheten för vätesensorer med på (1) och av (2) RMS på Gryazovets pipeline.

Ris. 5.3.

och inaktiverad (2) VMS vid CP I; 3 - katodisk skyddspotential med RMS på - (a) och vätesensorströmmarnas beroende av rörpotentialen med RMS på och av vid CP 1 - (b)

Den katodiska skyddspotentialen under mätperioden låg i intervallet minus 1,6 ... 1,9 V ms. e. Förloppet för resultaten av spårelektriska mätningar, presenterat i fig. 5.3, a, indikerar att den maximala densiteten för väteflödet in i rörväggen med SKZ påslagen var 6 ... 10 μA / cm 2. På fig. 5.3, b intervallen för förändringar i strömmen för vätesensorer och katodskyddspotentialer presenteras för den på- och avstängda RMS.

Författarna till arbetet noterar att potentialen för rörledningen med den avstängda RMS inte minskade under minus 0,9 ... 1,0 V m.s. e., vilket beror på inverkan av intilliggande SKZ. Samtidigt skiljer sig strömtätheterna för vätesensorer med RMS på och av

2...3 gånger. På fig. 5.4 visar kurvorna för förändringar i strömmarna för vätesensorer och katodiska skyddspotentialer vid KP 08 i Krasnoturinsk-noden.

Förloppet av experimentella studier, som presenteras i Fig. 5.4, ​​indikerar att den maximala densiteten för väteflödet in i rörväggen inte översteg 12 ... 13 μA / cm 2. De uppmätta katodskyddspotentialerna sträckte sig från minus 2,5...3,5 V m.s. e. Det visades ovan att volymen väte som frigörs vid CFC beror på värdet av det dimensionslösa kriteriet j K c / a pr. I detta avseende är det av intresse att jämföra resultaten av in-line diagnostik av befintliga huvudolje- och gasledningar med katodiska skyddslägen.

Ris. 5.4.

I tabell. Figur 5.1 visar en jämförelse av resultaten av in-line diagnostik med resultaten av en omfattande undersökning av ECP-systemen för drift av olje- och gasledningar i den centrala delen av västra Sibirien. Resultaten av elektrokemiska mätningar på den linjära delen av befintliga olje- och gasledningar indikerar att i olika jordar vid samma värden på den uppmätta potentialen varierar strömtätheterna för katodiskt skydd över ett brett intervall, vilket kräver val och justering av skyddspotentialer underjordiska rörledningar styr dessutom strömtätheten för katodskyddet i jämförelse med tätheten hos den begränsande syreströmmen. Ytterligare elektrokemiska mätningar på sträckningen av befintliga huvudgas- och oljeledningar kommer att förhindra eller minimera uppkomsten av höga lokala spänningar i rörledningsväggen orsakad av vätemolisering (med ett högt figurativt värde). En ökning av nivån av lokala spänningar i rörledningsväggen är associerad med en förändring i triaxialiteten av spänningstillståndet i lokala områden berikade med katodiskt väte, där mikrosprickor bildas, föregångare till spänningskorrosionssprickor på den yttre CFC.

Jämförelse av resultaten av in-line diagnostik med resultaten av en omfattande undersökning av system

elektrokemiskt skydd av befintliga gas- och oljeledningar i den centrala delen av västra Sibirien

Distans,		Skyddspotentialfördelning (0WB) (Person A/m 2)		Menande kriterier j k.z ^ Jxvp	drift, mm	Densitet defekter förlusten metan,	Densitet defekter bunt,
Lileyny del av huvudoljeledningen D på 1220 mm

Distans,	Begränsande strömtäthet för syre (LrHA / m 2	Fördelning av skyddspotential och strömtäthet av katodiskt skydd (fransar> A/m 2)		Menande kriterier Uk.z ^ Ex	Maximalt inträngningsdjup för korrosion under hela perioden drift, mm	Densitet defekter förlusten metall,	Densitet av defekter bunt, styck/km	Den totala varaktigheten av driftstopp för CPS under hela driftperioden (enligt driftsorganisationen), dagar

Analys av resultaten presenterade i tabell. 5.1, med hänsyn till stilleståndstiden, indikerar RMS ett omvänt proportionellt förhållande mellan tätheten av korrosionsdefekter och värdet på det dimensionslösa kriteriet j K s / j, inklusive när detta förhållande var lika med

noll. Faktiskt den maximala defektdensiteten yttre korrosion observerats i områden där varaktigheten av stilleståndstiden för elektrokemiskt skydd (enligt driftsorganisationer) översteg standardvärdena. Å andra sidan, den maximala tätheten av defekter av typen bunt observeras på sumpiga flodslätteravsnitt av sträckan, där driftstoppet för ECP-anläggningar inte översteg standardvärdena. En analys av driftlägena för VPS i sektioner med en minimal varaktighet av deras stillestånd mot bakgrund av en stor spridning av data indikerar ett nästan proportionellt förhållande mellan tätheten av defekter av typen bunt och kriterium j K 3 / / , när strömtätheten för katodskydd överskred den begränsande strömtätheten för syre med tio eller fler gånger under en lång driftsperiod (med en minsta varaktighet av RMS-avbrottstid). Analysen av katodiska skyddsregimer i jämförelse med korrosions- och spänningskorrosionsdefekter på CFC bekräftar de tidigare gjorda slutsatserna att förhållandet j K 3 / jnp kan fungera som ett dimensionslöst kriterium för att övervaka rörledningens restkorrosionshastighet vid olika katodiska skyddspotentialer, å ena sidan, för att förhindra bildandet av defekter på CFC yttre korrosion och för att bestämma intensiteten av elektrolytisk hydrogenering av rörledningsväggen - å andra sidan för att utesluta bildandet och tillväxten av defekter som t.ex. bunt nära den katodiskt skyddade ytan.

Tabelldata. 5.1 indikerar att den maximala varaktigheten av driftstopp för nästan alla VSC:er under hela driftperioden för de viktigaste olje- och gasledningarna, under 36 år, i genomsnitt var 536 dagar (nästan 1,5 år). Enligt uppgifterna från de operativa organisationerna för året var den enkla SKZ i genomsnitt 16,7 dagar, för kvartalet - 4,18 dagar. Denna stilleståndstid för CPS på den linjära delen av de undersökta olje- och gasledningarna uppfyller praktiskt taget kraven i reglerande och tekniska dokument (GOST R 51164-98, klausul 5.2).

I tabell. 6.2 visar resultaten av att mäta förhållandet mellan strömtätheten för katodskydd och den begränsande strömtätheten för syre vid den övre generatrisen av huvudoljeledningen D vid 1220 mm. Beräkningen av den kvarvarande korrosionshastigheten för rörledningen vid givna katodiska skyddspotentialer bestäms av formel 4.2. Givet i tabell. 5.1 och 5.2 indikerar uppgifterna att under hela driftperioden för huvudoljeledningen, med hänsyn till stilleståndstiden för elektriskt och kemiskt skydd

(enligt driftsorganisationen) bör det maximala djupet för korrosionspenetration på den externa KZP inte överstiga 0,12...0,945 mm. Den begränsande strömtätheten för syre vid läggning av de undersökta sektionerna av olje- och gasledningar varierade faktiskt från 0,08 A/m 2 till 0,315 A/m 2 . Även med den maximala begränsande strömtätheten för syre på 0,315 A/m2 kommer det maximala djupet för korrosionspenetration under 36 års drift med en planerad RMS-stopptid på 1,15 år inte att överstiga 0,3623 mm. Detta är 3,022 % av den nominella rörledningens väggtjocklek. Men i praktiken ser vi en annan bild. I tabell. 5.1 visar resultaten av in-line diagnostik av en sektion av huvudoljeledningen D vid 1220 mm efter dess drift i 36 år. Resultaten av in-line-diagnostik indikerar att det maximala korrosionsslitaget på rörledningsväggen översteg 15 % av rörväggens nominella tjocklek. Det maximala inträngningsdjupet för korrosion nådde 2,0 mm. Detta innebär att driftstopp för ECP-anläggningar inte uppfyller kraven i GOST R 51164-98, paragraf 5.2.

Utförda elektrometriska mätningar presenteras i tabell. 5.2, indikerar att under en given katodskyddsregim översteg den kvarvarande korrosionshastigheten inte 0,006 ... 0,008 mm / år. En sådan kvarvarande korrosionshastighet, enligt en tiogradig skala för korrosionsbeständighet, motsvarar ett korrosivt tillstånd korrosionsbeständig och för huvudolje- och gasledningar är acceptabelt. Detta innebär att över 36 års drift av rörledningen, med hänsyn till information om driftstopp för ECP-anläggningar, enligt driftsorganisationen, skulle inträngningsdjupet för korrosion inte överstiga 0,6411 mm. Under den planerade stilleståndsperioden för ECP-anläggningar (1,15 år) var korrosionens inträngningsdjup 0,3623 mm. Under driftperioden för ECP-anläggningar (34,85 år) var korrosionsinträngningsdjupet 0,2788 mm. Det totala penetrationsdjupet för korrosion på KZP skulle vara 0,3623 + 0,2788 = 0,6411 (mm). Resultaten av in-line-diagnostik indikerar att det faktiska maximala djupet för korrosionspenetration under 36 års drift i den undersökta delen av huvudoljeledningen D vid 1220 mm var 1,97 mm. Baserat på tillgängliga data är det lätt att beräkna den tid under vilken det elektrokemiska skyddet inte säkerställde undertryckandet av markens korrosionshastighet till acceptabla värden: T = (1,97 - 0,6411) mm/0,08 mm/år = 16,61 år. Varaktigheten av driftstopp av ECP-anläggningar på huvudgasledningen D y 1020 mm passerar i en teknisk korridor, på vilken i flodens översvämningsslätter. Sprickor och spänningskorrosion hittades i Ob-floden, vilket sammanfaller med varaktigheten av stilleståndstiden för SPZ på huvudoljeledningen, eftersom SPZ för gasledningen och oljeledningen drivs från en luftledning längs vägen.

I tabell. 5.3 presenterar resultaten av att fastställa den verkliga stilleståndstiden för VCS under hela driftperioden (36 år) för de viktigaste olje- och gasledningarna baserat på elektrometriska mätningar.

Tabell 5.2

Fördelning av kvarvarande korrosionshastighet i sektionerna av befintliga gas- och oljeledningar i den centrala delen av västra Sibirien

Tabell 5.3

Resultaten av att bestämma den verkliga stilleståndstiden för RMS under hela driftperioden (36 år) för huvudgas- och oljeledningarna baserat på elektrometriska mätningar

Distans,	Maximal möjlig rörledningskorrosionshastighet utan kortslutning, mm/år	Korrosionshastighet för kvarvarande rörledning vid ett givet kortslutningsläge, mm/år	Maximalt djup av korrosionsinträngning på den katodskyddade ytan, mm	Verklig
Linjär del av huvudoljeledningen D y 1220 mm
Linjär del av huvudgasledningen D y 1020 mm

Analys av resultaten presenterade i tabell. 5.3, indikerar att den verkliga stilleståndstiden för elektrokemiska skyddsmedel avsevärt överstiger normativt värde, vilket är orsaken till intensivt korrosivt slitage på rörledningsväggen från den yttre, katodskyddade sidan.

B. PÅ. Koshkin, PÅ. H. Shcherbakov, PÅ. YU. Vasiliev, GOUVPO Moskva stat Stålinstitutet och legeringar (teknologisk universitet) » ,

STÄMMA "Mosgorteplo"

Elektrokemiska metoder för att bedöma, övervaka, diagnostisera, förutsäga korrosionsbeteende och bestämma korrosionshastigheter, som har varit välutvecklade teoretiskt och flitigt använt i laboratorieförhållanden under lång tid, började användas för att bedöma korrosionstillståndet under driftsförhållanden först under de senaste 5-10 år.

En utmärkande egenskap hos elektrokemiska utvärderingsmetoder är förmågan att bestämma korrosionstillståndet (inklusive kontinuerligt) i realtid med en samtidig respons av materialet och den korrosiva miljön.

Metoderna för polarisationsresistans (galvano- och potentiostatisk), resistometrisk och impedans har den bredaste tillämpningen för att bedöma korrosionstillståndet under driftsförhållanden. Praktisk användning fick de två första. Den galvanostatiska mätmetoden används i bärbara bärbara enheter, den potentiostatiska metoden används främst i laboratoriestudier på grund av mer komplex och dyr utrustning.

Polarisationsresistansmetoden är baserad på att mäta korrosionshastigheten genom att bestämma korrosionsströmmen.

De befintliga främmande instrumenten för mätning av korrosionshastigheter är huvudsakligen baserade på principen om polarisationsmotstånd och kan bestämma korrosionshastigheten med en tillräcklig grad av noggrannhet endast under förhållanden total nedsänkning uppmätta föremål in i en frätande miljö, d.v.s. mediets korrosiva aktivitet är praktiskt taget bestämd. Ett sådant mätschema implementeras i utländska instrument för att bedöma korrosionshastigheten (instrument från ACM, Ronbaks, Voltalab, Magna, etc.). Enheterna är ganska dyra och inte anpassade till ryska förhållanden. Inhemska korrosionsmätare bestämmer miljöns aggressivitet, oavsett de faktiska stål som rörledningarna är gjorda av, och kan därför inte bestämma rörledningarnas korrosionsbeständighet under driftsförhållanden.

I detta avseende utvecklade MISiS en korrosionsmätare utformad för att bestämma korrosionshastigheten för rörledningar i värmenätverk från faktiskt fungerande stål.

Den små korrosionsmätaren "KM-MISiS" (Fig. 1) utvecklades på en modern elementbas baserad på en digital precisionsmikrovoltmeter med noll motstånd. Korrosimeter är designad för att mäta korrosionshastigheten med metoden för polarisationsresistans med strömlös IR-kompensation. Enheten har ett enkelt, intuitivt gränssnitt för kontroll och inmatning/utmatning av information på en flytande kristallskärm.

Korrosionsmätarprogrammet ger möjlighet att införa parametrar som gör det möjligt att uppskatta korrosionshastigheten för olika stålkvaliteter och nollställa. Dessa parametrar ställs in under tillverkningen och kalibreringen av korrosionsmätaren. Korrosionsmätaren visar både det uppmätta värdet av korrosionshastigheten och de aktuella värdena för potentialskillnaden "E 2 - E1» för att styra parametrar.

Huvudparametrarna för korrosionsmätaren är i enlighet med Unified System Skydd mot korrosion och åldrande (ESZKS).

Korrosimeter "KM-MISiS" är utformad för att bestämma korrosionshastigheten med metoden för polarisationsmotstånd i elektrolytiskt ledande medier och kan användas för att bestämma korrosionshastigheten för metalldelar och utrustning inom energi-, kemisk och petrokemisk industri, konstruktion, ingenjörsindustri, miljöskydd, för utbildningens behov.

En upplevelseutnyttjande

Korrosimetern har klarat pilottester i driftsförhållandena för värmenätverk i Moskva.

Tester på Leninsky Prospekt utfördes i augusti - november 2003 på den första och andra kretsen av värmenätverk (abonnent 86/80). I detta avsnitt svetsades grenrör in i I- och II-rörledningskretsar av värmenätverk, i vilka sensorer (arbetselektroder) installerades och dagliga mätningar av korrosionshastigheten och elektrokemiska parametrar utfördes med hjälp av en prototyp av korrosionsmätare. Mätningarna utfördes i den inre delen av rörledningarna med registrering av kylvätskeparametrarna. Huvudparametrarna för kylvätskan anges i tabell 1.

Vid mätning med olika varaktighet från 5 till 45 min. registrerade huvudparametrarna för korrosionstillståndet för rörledningar i värmenätverk under långtidstester. Mätresultaten visas i fig. 2 och 3. Som följer av testresultaten, initiala värden Korrosionshastigheter korrelerar väl med långtidstester i både krets I- och II-tester. Den genomsnittliga korrosionshastigheten för I-kretsen är ca 0,025 - 0,05 mm/år, för II-kretsen ca 0,25 - 0,35 mm/år. De erhållna resultaten bekräftar tillgängliga experimentella och litteraturdata om korrosionsbeständigheten hos värmenätsrörledningar gjorda av kol och låglegerade stål. Mer exakta värden kan erhållas genom att specificera stålkvaliteterna för de opererade rörledningarna. Undersökning av korrosionstillståndet för värmenätverk utfördes på sektionen av Entuziastov-motorvägen - Sayanskaya st. Sektioner av värmeledningen i detta område (nr. 2208/01 - 2208/03) går ofta sönder, rörledningar i detta område
stke lades 1999 - 2001. Värmehuvudet består av en direkt och omvänd gänga. Temperaturen på värmeledningens direkta tråd är cirka 80-120 ° C vid ett tryck på 6 atm, returen är cirka 30-60 ° C. Under vår-höstperioden är värmeledningen ofta översvämmad med grundvatten (nära Terletsky-dammarna) och/eller avloppsvatten. Karaktären av läggningen av värmeledningen i detta område är kanal, i betongrännor med lock, och läggningsdjupet är ca 1,5-2 m. De första läckorna i värmeledningen uppmärksammades våren 2003, misslyckades och ersattes i augusti - september 2003 Vid besiktning översvämmades värmehuvudkanalen med ca 1/3 - 2/3 av rördiametern med grundvatten eller avlopp. Värmerören var isolerade med glasfiber.

Tomt nr 2208/01 - 22008/02. Värmeledningen lades 1999, rör är svetsade, längsgående fals, med en diameter på 159 mm, förmodligen gjorda av st. 20. Rörledningar har en värmeisolerande beläggning av Kuzbass-lack, mineralull och glasin (takmaterial eller glasfiber). I detta avsnitt finns 11 defekta zoner med genomgående korrosionsskador, främst i kanalöversvämningszonen. Tätheten av korrosionsskador längs den raka trådens längd är 0,62 m-1, omvänt är 0,04 m-1. Avvecklades i augusti 2003.

Tomt nr 2208/02 - 2208/03. Anlagd 2001. Primär korrosion av värmeledningens raka linje. Den totala längden på de defekta sektionerna av rörledningen som ska ersättas är 82 m. Densiteten av korrosionsskador på den raka linjen är 0,54 m -1. Enligt State Unitary Enterprise Mosgorteplo är rörledningarna gjorda av 10KhSND-stål.

Tomt nr 2208/03 - TsTP. Anlagd 2000, sömlösa rör, troligen från st. 20. Densitet av korrosionsskador av den raka gängan -0,13 m -1, omvänd gänga -0,04 m - 1. Den genomsnittliga tätheten av genomgående korrosionsskador (såsom delokaliserad gropfrätning) på den yttre ytan av räta rörledningar är 0,18 - 0,32 m -1. Det finns ingen beläggning på utsidan av de skurna proverna av rör. Typen av korrosionsskador på utsidan av provrörets rör är huvudsakligen allmän korrosion i närvaro av genomgående lesioner såsom gropkorrosion, som är konformade med en storlek på cirka 10–20 cm från den yttre ytan, vridande i genomgående med en diameter på ca 2–7 mm. Det finns en lätt allmän korrosion på insidan av röret, skicket är tillfredsställande. Resultaten av att bestämma sammansättningen av rörprover visas i tabell 2.

När det gäller sammansättning motsvarar materialet i rörprover stål av typ "D" (eller KhGSA).

Eftersom en del av rörledningarna låg i kanalen i vattnet var det möjligt att uppskatta korrosionshastigheten för den yttre delen av röret. Korrosionshastigheten bedömdes vid utgångspunkterna för kanalbeklädnaden, i grundvatten i omedelbar närhet av rörledningen och på platser med de mest snabbt flöde grundvatten. Grundvattentemperaturen var 40 - 60 °C.

Mätresultaten ges i tabell. 3-4, där data som erhållits i lugnt vatten är rödmarkerade.

Mätresultaten visar att graden av allmän och lokal korrosion ökar uttrycks i tid, vilket är mest uttalat för lokal korrosion i lugnt vatten. Hastigheten för allmän korrosion tenderar att öka i strömmen, medan den lokala korrosionshastigheten ökar i lugnt vatten.

De erhållna uppgifterna gör det möjligt att bestämma korrosionshastigheten för värmenätets rörledningar och förutsäga deras korrosionsbeteende. Korrosionshastigheten för rörledningar i denna sektion är > 0,6 mm/år. Den maximala livslängden för rörledningar under dessa förhållanden är inte mer än 5-7 år med periodiska reparationer på platser med lokala korrosionsskador. En mer exakt prognos är möjlig med kontinuerlig korrosionsövervakning och med ackumulering av statistiska data.

Analysoperativkorrosionsskadort

• 1. Grundläggande begrepp och indikatorer för tillförlitlighet (tillförlitlighet, icke-felaktig drift, underhållbarhet, hållbarhet, etc.). Karakteristisk.
• 2. Samband mellan kvalitet och tillförlitlighet hos maskiner och mekanismer. Möjlighet till optimal kombination av kvalitet och tillförlitlighet.
• 3. Metoder för att bestämma de kvantitativa värdena för tillförlitlighetsindikatorer (beräknade, experimentella, operativa, etc.). Typer av tillförlitlighetstester.
• 4. Sätt att förbättra tillförlitligheten hos tekniska objekt vid designstadiet, under produktion och drift.
• 5. Klassificering av misslyckanden efter nivån på deras kritiska karaktär (enligt konsekvensernas svårighetsgrad). Karakteristisk.
• 7. De viktigaste destruktiva faktorerna som verkar på föremål under drift. Typer av energi som påverkar tillförlitlighet, prestanda och hållbarhet hos maskiner och mekanismer. Karakteristisk.
• 8. Inverkan av fysisk och inkurans på gränstillståndet för rörledningstransportanläggningar. Sätt att förlänga perioden för korrekt drift av strukturen.
• 9. Tillåtna och oacceptabla typer av skador på delar och kompisar.
• 10. Schema för förlust av effektivitet av ett objekt, system. Karakteristiskt för objektets begränsningstillstånd.
• 11. Fel funktionella och parametriska, potentiella och faktiska. Karakteristisk. Förhållanden under vilka fel kan förhindras eller försenas.
• 13. Huvudtyper av strukturer i komplexa system. Funktioner i analysen av tillförlitligheten hos komplexa system på exemplet på en huvudledning, en pumpstation.
• 14. Metoder för att beräkna tillförlitligheten hos komplexa system baserade på tillförlitligheten hos enskilda element.
• 15. Redundans som ett sätt att förbättra tillförlitligheten hos ett komplext system. Typer av reserver: lossade, lastade. Systemredundans: gemensam och separat.
• 16. Principen om redundans som ett sätt att förbättra tillförlitligheten hos komplexa system.
• 17. Tillförlitlighetsindikatorer: drifttid, teknisk resurs och dess typer, fel, livslängd och dess probabilistiska indikatorer, prestanda, användbarhet.
• 19. Tillförlitlighet och kvalitet som tekniska och ekonomiska kategorier. Val av optimal nivå av tillförlitlighet eller resurs vid designstadiet.
• 20. Begreppet "misslyckande" och dess skillnad från "skada". Klassificering av fel enligt tidpunkten för deras uppkomst (strukturell, produktion, operativ).
• 22. Indelning av mt i verksamhetsområden. Skydd av rörledningar från trycköverbelastningar.
• 23. Orsaker och mekanism för korrosion av rörledningar. Faktorer som bidrar till utvecklingen av korrosion av föremål.
• 24. Korrosionsskador på huvudrörledningar (mt). Variationer av korrosionsskador på rör mt. Inverkan av korrosionsprocesser på förändringar i metallernas egenskaper.
• 25. Skyddsbeläggningar för rörledningar. krav på dem.
• 26. Elektrokemi. Skydd av rörledningar mot korrosion, dess typer.
• 27. Fastställande av rörledningar på designnivåer som ett sätt att förbättra deras tillförlitlighet. Sätt att skydda banker i linjerna av undervattenskorsningar.
• 28. Förebyggande av uppkomsten av rörledningar. Metoder för att fixera rörledningar på designhöjder på översvämmade delar av sträckningen.
• 29. Tillämpning av ett system för automatisering och telemekanisering av tekniska processer för att säkerställa tillförlitlig och stabil drift av MT.
• 30. Egenskaper för det tekniska tillståndet för den linjära delen av mt. Dolda defekter av rörledningar vid tidpunkten för idrifttagning och deras typer.
• 31. Fel på avstängnings- och reglerventiler mt. Deras orsaker och konsekvenser.
• 32. Fel i PS:s mekaniska och tekniska utrustning och deras orsaker. Typen av fel på huvudpumpar.
• 33. Analys av skador på den huvudsakliga elektriska utrustningen i PS.
• 34. Vad bestämmer tankarnas bärighet och täthet. Inverkan av latenta defekter, avvikelser från konstruktionen, driftlägen på tankarnas tekniska tillstånd och tillförlitlighet.
• 35. Tillämpning av underhålls- och reparationssystemet (TOR) under driften av mt. Uppgifter som tilldelats systemtorn. Parametrar diagnostiserade vid övervakning av det tekniska tillståndet för objekt mt.
• 36. Diagnostik av MT-objekt som villkor för att säkerställa deras tillförlitlighet. Kontroll av tillståndet hos väggarna i rör och rördelar genom metoder för destruktiv testning. Provning av rörledningar.
• 37. Kontroll av tillståndet hos rörledningarnas väggar genom oförstörande provningsmetoder. Apparat för diagnos: självgående och rörd av flödet av den pumpade vätskan.
• 38. Diagnostik av spännings-töjningstillståndet för den linjära delen av rörledningen.
• 39, 40, 41, 42. Diagnos av vätskeläckage från rörledningar. Metoder för att diagnostisera små läckor i MNP och MNP.
• 1. Visuellt
• 2. Trycksänkningsmetod
• 3. Metod för negativa stötvågor
• 4. Kostnadsjämförelsemetod
• 5. Linjär balansmetod
• 6. Radioaktiv metod
• 7. Metod för akustisk emission
• 8. Lasergasanalysmetod
• 9. Ultraljudsmetod (sond)
• 43. Metoder för att övervaka tillståndet för rörledningars isolerande beläggningar. Faktorer som leder till förstörelse av isolerande beläggningar.
• 44. Diagnostik av tankarnas tekniska skick. Visuell kontroll.
• 45. Bestämning av dolda defekter i metallen och svetsarna i tanken.
• 46. ​​Kontroll av tankarnas korrosionsstatus.
• 47. Bestämning av mekaniska egenskaper hos metall och svetsfogar i tankar.
• 48. Kontroll av den geometriska formen och sättningen av tankens bas.
• 49. Diagnostik av pumpaggregatens tekniska tillstånd.
• 50. Förebyggande underhåll av MT som ett sätt att förbättra tillförlitligheten under dess drift. Strategier för reparation.
• 51. Systemet för förebyggande underhåll (PPR) och dess inverkan på tillförlitligheten och hållbarheten hos mt. Typer av reparationer.
• 52. Förteckning över åtgärder som ingår i systemet för PPR-rörledningssystem.
• 53. Nackdelar med PPR-systemet när det gäller drifttid och huvudinriktningarna för förbättring.
• 54. Översyn av den linjära delen av mt, dess huvudstadier. Typer av översyn av oljeledningar.
• 55. Sekvensen och innehållet i arbetet under reparationen av rörledningen med att lyfta och lägga den på bädden i diket.
• 56. Olyckor på mt, deras klassificering och organisation av avveckling av olyckor.
• 57. Orsaker till olyckor och typer av defekter på mt.
• 58. Nödteknik - restaurering av rörledningar.
• 59. Sätt att täta rörledningar. Krav på tätningsanordningar.
• 60. Metoden att täta rörledningen genom "fönstren".

• Tjockleken på arken på de övre bältena, med början från den fjärde, kontrolleras längs generatrisen längs axelstegen längs bältets höjd (botten, mitten, toppen). Tjockleken på de nedre tre banden kontrolleras av fyra diametralt motsatta generatorer. Tjockleken på munstyckena placerade på arken i det första bandet mäts i botten, åtminstone vid två punkter.

  Tjockleken på botten- och takplåten mäts i två inbördes vinkelräta riktningar. Antalet mått på varje ark måste vara minst två. På platser där det finns korrosiv förstörelse av takplåtar skärs hål på 500x500 mm ut och mätningar görs av sektionerna av elementen i stödkonstruktionerna. Tjockleken på pontonskivorna och det flytande taket mäts på mattan, samt på de yttre, inre och radiella förstyvningarna.

  Mätresultaten är medelvärden. Vid ändring av tjockleken på plåten vid flera punkter tas det aritmetiska medelvärdet som det faktiska värdet. Mätningar som gav ett resultat som skiljer sig från det aritmetiska medelvärdet med mer än 10 % ned anges dessutom. Vid mätning av tjockleken på flera plåtar inom ett band eller något annat element i tanken, tas den minsta uppmätta tjockleken på en enskild plåt som den faktiska tjockleken.

  Mätresultaten jämförs med maximalt tillåtna tjocklekar på vägg, tak, bärande konstruktioner, pontoner.

  Det maximala tillåtna slitaget på takplåtarna och tankens botten bör inte överstiga 50%, och kanterna på botten - 30% av designvärdet. För bärande takkonstruktioner (fackverk, balkar) bör slitaget inte överstiga 30 % av designvärdet och för pontonplåtar (flytande tak) - 50 % i den centrala delen och 30 % för lådor.

  47. Bestämning av mekaniska egenskaper hos metall och svetsfogar i tankar.

  För att bestämma den faktiska bärigheten och tankens lämplighet för vidare drift är det mycket viktigt att känna till de mekaniska egenskaperna hos basmetallen och svetsfogarna.

  Mekaniska tester utförs i de fall det inte finns några data på initialen mekaniska egenskaper ahs av oädel metall och svetsade fogar, med betydande korrosion, med uppkomsten av sprickor, såväl som i alla andra fall när det finns misstanke om försämring av mekaniska egenskaper, trötthet under inverkan av varierande och alternerande belastningar, överhettning, verkan av alltför höga belastningar.

  Mekaniska tester av basmetallen utförs i enlighet med kraven i GOST 1497-73 och GOST 9454-78. Dessa inkluderar bestämning av drag- och sträckgränser, töjning och slaghållfasthet. Under mekanisk provning av svetsfogar (enligt GOST 6996-66) utförs bestämningen av draghållfastheten, tester för statisk böjning och slaghållfasthet.

  I de fall där det krävs att bestämma orsakerna till försämringen av metallens mekaniska egenskaper och svetsfogar, uppkomsten av sprickor i olika delar av tanken, såväl som arten och storleken av korrosionsskador inuti metallen, metallografisk studier genomförs.

  För mekaniska tester och metallografiska studier skärs en basmetall med en diameter på 300 mm ut i en av de fyra nedre kordorna i tankväggen.

  I processen med metallografiska studier bestäms fassammansättningen och kornstorlekarna, typen av värmebehandling, närvaron av icke-metalliska inneslutningar och arten av korrosionsskada (närvaron av interkristallin korrosion).

  Om reservoarpasset inte innehåller data om metallkvaliteten som det är tillverkat av, tillgripa kemisk analys. För att bestämma metallens kemiska sammansättning används prover skurna för mekanisk testning.

  De mekaniska egenskaperna och kemiska sammansättningen av basmetallen och svetsfogarna måste överensstämma med konstruktionsanvisningarna, såväl som kraven i standarder och specifikationer.

Bedömningen av rörledningens korrosionstillstånd, belägen i kraftöverföringsledningens elektriska fält, utförs enligt potentialskillnaden mellan röret och marken och storleken på strömmen i rörledningen.
Lok-schema av en komplex bedömning av det tekniska tillståndet för LP MG. I framtiden bör bedömningen av korrosionstillståndet för LP MG bli en integrerad del av en omfattande bedömning av det tekniska tillståndet för LP MG.
Schema för uppkomsten och distributionen av vandrare. När man utvärderar korrosionstillståndet för en gasledning är det viktigt att känna till både genomsnittet och maximala värden möjlig skillnad.
Korrosionsbedömningsinstrument bör innefatta sensorer, ett registreringssystem och lämpliga energikällor. Vid användning av magnetiska och elektromagnetiska metoder är det möjligt att använda olika magnetiseringssystem. Skanningsproblemet löses antingen genom att ett litet antal sensorer rör sig längs en spirallinje inuti röret, eller genom att ett stort antal sensorer rör sig translationellt tillsammans med magnetiseringssystemet och placerade längs anordningens omkrets. I detta fall är det mest ändamålsenligt att använda ett tvåringsförskjutet sensorarrangemang för att eliminera eventuella defekter i röret. Linealog-instrumenten som tillverkas i USA består av tre sektioner förbundna med gångjärn. I den första delen finns strömkällor och tätningskragar, i den andra - en elektromagnet med ett system av kassetter för sensorer, i den tredje - elektroniska komponenter och en inspelningsenhet, De används för rörledningsinspektioner.
Borrning för att bedöma rörledningens korrosionstillstånd måste utföras med en fullständig öppning av röret och möjlighet att inspektera dess nedre generatris. Längden på den exponerade delen av röret måste vara minst tre av dess diametrar.
Effektivt sätt bedömning av utrustningens korrosionstillstånd (i stadierna av dess design, drift, renovering) är korrosionsövervakning - ett system för att observera och förutsäga ett objekts korrosionstillstånd för att få snabb information om dess möjliga korrosionsfel.
I tabell. 6 ger en bedömning av det faktiska korrosiva tillståndet för varmvattensystem från svarta rör i ett antal städer. Dessutom ges för jämförelse de beräknade indexen för vattenmättnad vid 60 C, data om innehållet av löst syre i vatten, fri koldioxid och en bedömning av korrosionsaktivitet.
Fördelning av områden med rörelsehastighet för vatten-gas-oljeflöde för rörledningar med olika diametrar. Korrosionsundersökningar av höljessträngar utförs för att bedöma deras korrosionstillstånd (både på djupet och i fältet), bestämma parametrarna för elektrokemiskt skydd, identifiera orsakerna till läckage av höljessträngar under drift och kontrollera säkerheten.
Baserat på analysen av ovanstående data om bedömning av utrustningens korrosionstillstånd och tillförlitlighet och TP OOGCF, resultaten av in-line och extern detektering av fel, fullskaliga och laboratoriekorrosionsmekaniska tester, metallografiska studier av mallar och prover , resultaten av teknisk diagnostik av strukturer, samt med hänsyn till nuvarande reglerande och tekniska dokument (NTD), har en teknik för diagnos av utrustning och processutrustning för vätesulfidhaltiga olje- och gasfält utvecklats.
I vårt land och utomlands utvecklas metoder och instrument för att bedöma korrosionstillståndet i en rörledning utan att öppna den. De mest lovande metoderna är baserade på passagen av en specialutrustad anordning genom rörledningen, som fixerar centrum för korrosionsskador på rörväggen från insidan och utsidan. Litteraturen tillhandahåller data om metoder för att övervaka tillståndet i rörledningar. Den huvudsakliga uppmärksamheten ägnas åt magnetiska och elektromagnetiska metoder, medan företräde ges till de senare. Ultraljud och radiografiska metoder beskrivs också kort här.
Modeller som inte beskrivs av några matematiska ekvationer och presenteras som en uppsättning tabellformade koefficienter eller nomogram som rekommenderas för att bedöma metallers korrosionstillstånd.

För att bedöma tillståndet för beläggningen på rörledningen under drift, är det tillrådligt att använda övergångsmotståndet hos den isolerade rörledningen, parametrarna som kännetecknar beläggningsmaterialets permeabilitet och mängden antioxidant (för stabiliserade kompositioner) som finns kvar i beläggningen . För att bedöma korrosionstillståndet hos rörväggen bör man använda data från mätningar av korrosionsförluster av metall under beläggningen eller på platser för dess defekt, samt storleken och relativa positionen för korrosionsskador på rörväggen. Till den andra - lokal korrosion (hålor, gropar, fläckar), enkel (med ett avstånd mellan de närmaste kanterna på intilliggande lesioner på mer än 15 cm), grupp (med ett avstånd mellan de närmaste kanterna på intilliggande lesioner från 15 till 0,5 cm ) och förlängda (med ett avstånd mellan de närmaste kanterna på angränsande lesioner mindre än 0,5 cm) lesioner. Enstaka korrosionsskador leder inte till fel i rörledningar.
För att bedöma tillståndet för den isolerande beläggningen på rörledningen under drift är det nödvändigt att använda värdena för rörledningens övergångsmotstånd, parametrar som kännetecknar beläggningsmaterialets permeabilitet och mängden antioxidant (för stabiliserade kompositioner) kvar i isoleringen. För att bedöma korrosionstillståndet hos rörväggen är det nödvändigt att använda data från mätningar av korrosionsförluster av metall under beläggningen eller på platser för dess defekt, såväl som storleken och relativa positionen för korrosionsskador på rörväggen.
Vid bedömning av rörledningens korrosionstillstånd bestäms typerna av korrosion, graden av korrosionsskada på rörens yttervägg med en generaliserad karaktäristik av sektionerna, de maximala och genomsnittliga korrosionshastigheterna uppskattas och korrosionstillståndet för rörledningen. sträckan är förutspådd för 3–5 år.
I tabell. 9.12 ger en bedömning av rörledningens korrosionstillstånd med en fullständig uppsättning påverkande faktorer och motsvarande rekommendationer.
I praktiken, för att kvantifiera metallers korrosionsbeständighet, kan man använda vilken egenskap eller egenskap som helst hos metallen som förändras avsevärt och naturligt under korrosion. Så i vattenförsörjningssystem kan en bedömning av korrosionstillståndet hos rör ges av förändringen i tiden av det hydrauliska motståndet i systemet eller dess sektioner.
För att hitta möjligheten att minska metallförluster som ett resultat av korrosion och minska betydande direkta och indirekta förluster från korrosion, är det nödvändigt att bedöma det korrosiva tillståndet hos apparater och kommunikationer för kemisk-tekniska system. I det här fallet är det nödvändigt att utföra både en bedömning av korrosionstillståndet för det kemisk-tekniska systemet och en förutsägelse av den möjliga utvecklingen av korrosion och effekten av denna process på prestandan hos apparater och kommunikationer för kemisk-tekniska system .
Mätproceduren ges i avsnitt II. Volymen och komplexet av mätningar som är nödvändiga för att bedöma korrosionstillståndet hos en konstruktion tillhandahålls av avdelningsinstruktioner som godkänts på föreskrivet sätt.
Komplexiteten och originaliteten i korrosionsprocessen av underjordiska metall- och armerade betongkonstruktioner beror på de speciella förhållandena i den underjordiska miljön, där atmosfären, biosfären och hydrosfären samverkar. I detta avseende ägnas särskild uppmärksamhet åt utvecklingen och skapandet av utrustning och system för att bedöma korrosionstillståndet hos föremål som ligger under jorden. En sådan bedömning kan utföras på basis av mätning av den tidsgenomsnittliga potentialen hos en metallkonstruktion i förhållande till marken. För att bestämma medelvärdet av potentialen har enheter utvecklats - integratorer av ströströmmar. De är lätta att tillverka, kräver inga speciella strömförsörjningar och är pålitliga i drift. Användningen av dessa enheter ger information om arten av den rumsliga fördelningen av anoden, katoden och alternerande zoner för att välja platsen för anslutning av elektrokemiska skyddsmedel och integrerad redovisning av effektiviteten av dess arbete. Denna information kan användas både i processen att designa, bygga och installera ny utrustning och under drift. Det blir möjligt att genomföra planerade åtgärder för att säkerställa den höga tillförlitligheten hos metall- och armerade betongkonstruktioner under långvarig drift.
Bedömningen av risken för korrosion av underjordiska stålrörledningar orsakade av påverkan från elektrifierade fordon som körs med växelström bör göras på grundval av resultaten av mätningar av potentialskillnaden mellan rörledningen och miljön. Mätproceduren ges i avsnitt II. Volymen och komplexet av mätningar som krävs för att bedöma rörledningens korrosionstillstånd bestäms av avdelningsinstruktioner som godkänts på föreskrivet sätt.
Lägeskontroll utförs på basis av resultaten av analyser av vatten- och ångprover, pH-avläsningar av matar- och pannvatten, periodiska bestämningar av den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av avlagringar, samt en bedömning av pannmetallens tillstånd när det gäller korrosion. Driftpersonal kontrollerar särskilt två huvudindikatorer för regimen: dosen av Compleson (genom minskningen av nivån i mättanken för arbetslösningen 7, omräknat för konsumtion matarvatten) och pH för pannvattnet i det rena utrymmet. Skärning av representativa prover av rör av värmeytan, kvalitativ och kvantitativ analys av avlagringar, bedömning av metallens korrosionstillstånd i jämförelse med dess initiala tillstånd under de första 1–2 åren av att utarbeta regimen utförs var 5–7. tusen timmars drift.
Därför finns det fall då, på grund av felaktig bestämning av platsen för korrosionsdefekter på ytan och inuti rörledningen, på grund av återförsäkring, omotiverat utbyte av rörledningen i betydande områden tillåts, vilket leder till ett stort överutnyttjande av offentliga medel. Därför krävs en tillförlitlig bedömning av rörledningarnas korrosionstillstånd och snabb och korrekt reparation på grundval av erhållna data. För detta ändamål, i vårt land, har feldetektorer utvecklats, designats och testas för att bedöma korrosionstillståndet hos rörledningar utan att öppna dem från diket.