Celovit pregled korozijskega stanja in načinov elektrokemijske zaščite obstoječih magistralnih plinovodov in naftovodov. Ocena korozijskega stanja ogrevalnih omrežij
Gončarov, Aleksander Aleksejevič
Akademska stopnja:
dr
Kraj zagovora disertacije:
Orenburg
Koda specialnosti VAK:
Posebnost:
Kemična odpornost materialov in zaščita pred korozijo
Število strani:
Poglavje 1. Analiza delovnih pogojev in tehničnega stanja TP in opreme OOGCF.
1.1 Pogoji delovanja kovinskih konstrukcij.
1.2. Zagotavljanje obratovalnih lastnosti objektov OGCF.
1.3. Korozijsko stanje opreme TP in OGCF.
1.3.1. Korozija cevi in TP.
1.3.2 Korozija komunikacij in opreme GTP.
1.3.3 Korozijsko stanje opreme OGPP.
1.4. Metode za določanje preostalega vira.
Poglavje 2. Analiza vzrokov poškodb opreme in cevovodov na OOGCF.
2.1. Terenska oprema in cevovodi.
2.2. Povezovalni cevovodi.
2.3. Oprema in cevovodi OGPP.
2.4. Prečiščeni plinovodi.
Sklepi k 2. poglavju.
3. poglavje
3.1 Analiza okvar opreme in TP.
3.2 Določitev značilnosti zanesljivosti kovinskih konstrukcij.
3.3 Modeliranje korozijskih poškodb TS na podlagi rezultatov in-line ultrazvočnega testiranja.
3.4 Predvidevanje defektnosti cevovodov.
Sklepi k 3. poglavju.
Poglavje 4. Metode za ocenjevanje preostale življenjske dobe opreme in TP.
4.1. Ocena življenjske dobe konstrukcij s spremembo odpornosti jekel SR.
4.2. Značilnosti ocenjevanja zmogljivosti konstrukcij z vodikovo stratifikacijo.
4.3 Določitev preostale življenjske dobe opreme in
TP s poškodovano površino.
4.3.1 Parametri porazdelitve "globine korozijske poškodbe.
4.3.2 Kriteriji za mejna stanja konstrukcij s površinskimi poškodbami.
4.3.3. Napovedovanje preostalega vira TP.
4.4 Metode za diagnosticiranje opreme in cevovodov.
Sklepi k 4. poglavju.
Uvod v diplomsko delo (del povzetka) Na temo "Korozijsko stanje in trajnost opreme in cevovodov naftnih in plinskih polj, ki vsebujejo vodikov sulfid"
Prisotnost vodikovega sulfida v nafti in plinu zahteva uporabo določenih vrst jekla in posebne tehnologije varjenja in inštalacijskih del (SWR) pri razvoju teh polj, delovanje opreme in cevovodov (TP) pa zahteva niz diagnostičnih in protikorozijski ukrepi. Poleg splošne in luknjičaste korozije varjenih konstrukcij povzroča vodikov sulfid razpoke (SR) in vodikovo stratifikacijo (VR) opreme in cevovodov.
Delovanje kovinskih konstrukcij naftnih in plinskih polj, ki vsebujejo vodikov sulfid, je povezano z izvajanjem večplastnega nadzora nad korozivnim stanjem opreme in cevovodov, pa tudi z velikim številom popravil: likvidacijo izrednih razmer; priključitev novih vodnjakov in cevovodov na obstoječe; zamenjava naprav, ventilov, okvarjenih delov cevovodov itd.
Cevovodi in oprema Orenburškega naftnega in plinskega kondenzatnega polja (ONGCF) so zdaj dosegli projektni standardni vir. Pričakovati je treba zmanjšanje zanesljivosti teh kovinskih konstrukcij med delovanjem zaradi kopičenja notranjih in zunanjih poškodb. Vprašanja diagnosticiranja TP in opreme OOGCF ter ocene potencialna nevarnost poškodbe za to časovno obdobje niso dovolj raziskane.
V zvezi z zgoraj navedenim so pomembne študije, povezane z ugotavljanjem glavnih vzrokov poškodb kovinskih konstrukcij, ki vsebujejo naftna in plinska kondenzatna polja, ki vsebujejo vodikov sulfid, razvojem metod za diagnosticiranje cevovodov in opreme ter oceno njihove preostale življenjske dobe.
Delo je potekalo v skladu z prioriteta Razvoj znanosti in tehnologije (2728p-p8 z dne 21. 7. 96) "Tehnologija za zagotavljanje varnosti izdelkov, proizvodnje in objektov" in Odlok vlade Rusije z dne 16. 11. 1996 N 1369 o izvedbi leta 1997 -2000. in-line diagnostika TF na ozemlju regije Ural in regije Tyumen.
1. Analiza pogojev obratovanja in tehničnega stanja TP in opreme OGCF
Zaključek disertacije na temo "Kemična odpornost materialov in zaščita pred korozijo", Goncharov, Alexander Alekseevich
Glavni sklepi
1. Določeni so glavni vzroki poškodb TP in opreme v 20 letih delovanja OOGCF: cevi in cevne spojke so podvržene luknjičasti koroziji in SR, božična drevesa - SR; po 10 letih delovanja se v napravah CGTP pojavijo VR; deli aparata odpovejo zaradi luknjičaste korozije; okvarjeni zvarni spoji TP so izpostavljeni SR, VR se pojavi v kovini TP po 15 letih delovanja; zaporni in regulacijski ventili izgubijo tesnost zaradi krhkosti tesnilnih elementov; Naprave OGPP so podvržene luknjičasti koroziji, prihaja do okvar naprav zaradi VR in SR; oprema za izmenjavo toplote odpove zaradi zamašitve obročastega prostora z usedlinami soli in skozi luknjičasto korozijo kovine; okvare črpalke nastanejo zaradi uničenja ležajev, batnih kompresorjev pa zaradi uničenja batnic in čepov; večina okvar TP obdelanega plina je posledica napak v zvarnih spojih.
2. Izdelana je avtomatizirana baza podatkov, ki vsebuje več kot 1450 okvar tehnoloških procesov in opreme, kar je omogočilo prepoznavanje vzorcev v časovni porazdelitvi strukturnih okvar zaradi isti razlogi: število okvar zaradi luknjičaste korozije, mehanskih poškodb, izgube tesnosti in VR narašča s podaljševanjem življenjske dobe; in število okvar zaradi SR je največje v prvih petih letih delovanja OOGCF, nato se zmanjša in ostane praktično na enaki ravni.
3. Ugotovljeno je bilo, da povprečni čas brezhibnega delovanja okvarjenih naprav CGTP in OGPP za 1,3-1,4-krat presega načrtovani čas projekta, ki je 10-2 leti. Povprečna stopnja napak TP OOGCF
3 1 komponenta 1,3-10" leto" je v mejah, ki so značilne za vrednosti pretoka okvar plinovodov in kondenzatovodov. Povprečna intenzivnost
3 1 stopnja okvar cevi je 1,8-10" leto". Povprečna stopnja odpovedi naprav OGPP je 5-10"4 leta"1, kar je blizu tega kazalnika za jedrske elektrarne (4 T0"4 leta""). Povprečna stopnja odpovedi naprav CGTP
168 je enaka 13-10"4 leto"1 in presega to značilnost za naprave OGPP za 2,6-krat, kar je predvsem posledica zamenjave naprav CGTP z vodikovo stratifikacijo brez vodika.
4. Ugotovljena je bila odvisnost števila napak od načina delovanja TP in izdelan regresijski model za napovedovanje nastanka korozijskih poškodb na notranja površina TP. Modeliranje korozijskega stanja TS na podlagi rezultatov linijske detekcije napak omogoča določitev najbolj ekonomičnih in varnih načinov delovanja TS.
5. Razvite metode ocenjevanja:
Preostala življenjska doba opreme in tehnološki proces za spreminjanje odpornosti kovin na razpoke vodikovega sulfida;
Delovanje struktur, v katerih so zabeležene vodikove stratifikacije, ob njihovem rednem spremljanju;
Merila za mejna stanja lupinastih konstrukcij s površinsko korozijsko poškodbo in notranjimi metalurškimi napakami;
Preostala življenjska doba opreme in TS s korozijsko poškodbo površine.
Tehnike so omogočile utemeljitev zmanjšanja števila razstavljenih naprav in zmanjšanje načrtovanega števila rezov okvarjenih odsekov TC za red velikosti.
6. Razvita je tehnika za diagnosticiranje opreme in procesne tehnologije, ki določa pogostost, načine in obseg spremljanja tehničnega stanja opreme in procesne tehnologije, znake ocene vrste napak in njihove potencialne nevarnosti, pogoj za nadaljnje delovanje. ali popravilo konstrukcij. Glavne določbe metodologije so bile vključene v "Pravilnik o diagnostiki procesne opreme in cevovodov P" Orenburggazprom", izpostavljeno okolju, ki vsebuje vodikov sulfid", ki sta ga odobrila RAO "GAZPROM" in Gosgortekhnadzor Rusije.
Seznam referenc za raziskavo disertacije Kandidat tehničnih znanosti Gončarov, Aleksander Aleksejevič, 1999
1. Akimov G.V. Teorija in metode raziskovanja korozije kovin. M. Ed. Akademija znanosti ZSSR 1945. 414 str.
2. Andrejkiv A.E. Panasyuk V.V. Mehanika vodikove krhkosti kovin in izračun konstrukcijskih elementov za trdnost / AN Ukrajinska SSR. fiz.-meh. In-t-Lvov, 1987. -50 str.
3. Archakov Yu.I., Teslya B.M., Starostina M.K. Odpornost na korozijo opreme za kemično proizvodnjo. JL: Kemija, 1990. 400 str.
4. Bolotin V.V. Uporaba metod teorije verjetnosti in teorije zanesljivosti pri izračunih konstrukcij. -M .: Stroyizdat, 1971.-255 str.
5. VSN 006-89. Gradnja magistralnih in terenskih cevovodov. Varjenje. Minneftegazstroy. M., 1989. - 216 str.
6. Gafarov N.A., Goncharov A.A., Grintsov A.S., Kushnarenko V.M. Metode nadzora korozije za cevovode in opremo // Kemijsko in naftno inženirstvo. 1997. - št. 2. - S. 70-76.
7. Gafarov N.A., Gončarov A.A., Grintsov A.S., Kushnarenko V.M. Ekspresno-. ocena odpornosti kovin na pokanje vodikovega sulfida. // Kemijsko in naftno inženirstvo. 1998. - št. 5. - S. 34-42.
8. Gafarov N.A., Gončarov A.A., Kushnarenko V.M. Korozija in zaščita opreme, ki vsebuje vodikov sulfid, naftna in plinska polja. M.: Nedra - 1998. - 437 str.
9. Gafarov N.A., Gončarov A.A., Kushnarenko V.M. Metode nadzora varjenih spojev konstrukcij v stiku z mediji, ki vsebujejo vodik // Varilna proizvodnja. 1997. - Št. 12. - S. 18-20.
10. Gafarov N.A., Goncharov A.A., Kushnarenko V.M., Shchepinov D.N. Modeliranje korozijskega stanja TP na podlagi rezultatov in-line diagnostike / Mednarodni kongres "Protection-98". M. 1998. - S. 22.
11. Gončarov A.A., Ovčinnikov P.A. Analiza diagnostičnega dela za leto 19998 v objektih podjetja " Orenburggazprom«in možnosti za njihovo izboljšanje v smislu izvajanja leta 1999»Pravilnik o diagnostiki«.
12. Gončarov A.A., Nurgaliev D.M., Mitrofanov A.V. Predpisi o diagnosticiranju tehnološke opreme in cevovodov podjetja Orenburggazprom, izpostavljenih medijem, ki vsebujejo vodikov sulfid, M.: 1998.-86s.
13. Gončarov A.A. Organizacija diagnostike opreme in cevovodov Orenburggazprom«, ki so izčrpali vir. Materiali mednarodnega NT seminarja. Moskva: IRT Gazprom. - 1998. - S. 43-47.
14. Gončarov A.A. Zanesljivost delovanja tehnološke opreme in cevovodov // Plinska industrija.-1998.-Št. 7. P. 16-18.
15. Gončarov A.A., Čirkov Yu.A. Napovedovanje preostale življenjske dobe cevovodov OGCF. Materiali mednarodnega NT seminarja. Moskva: IRT Gazprom. - 1998. - S. 112-119.
16. GOST 11.007-75 Pravila za določanje ocen in meja zaupanja za parametre Weibullove porazdelitve.
17. GOST 14249-89. Posode in naprave. Norme in metode za izračun trdnosti.
18. GOST 14782-86. Nadzor je nedestruktiven. Priključki so varjeni. Ultrazvočne metode.
19. GOST 17410-78. Nadzor je nedestruktiven. Brezšivne kovinske cilindrične cevi. Metode ultrazvočnega odkrivanja napak.
20. GOST 18442-80. Nadzor je nedestruktiven. kapilarne metode. Splošni pogoji.
21. GOST 21105-87. Nadzor je nedestruktiven. Metoda magnetnih delcev.
22. GOST 22727-88. Valjana pločevina. Metode ultrazvočnega nadzora.
23. GOST 24289-80. Nedestruktivni nadzor vrtinčnih tokov. Izrazi in definicije.
24. GOST 25221-82. Posode in naprave. Dna in pokrovi so sferični, brez kroglic. Norme in metode za izračun trdnosti.
25. GOST 25859-83. Posode in aparati iz jekla. Norme in metode za izračun trdnosti pri nizkocikličnih obremenitvah.
26. GOST 27.302-86. Zanesljivost v tehnologiji. Metode za določanje dovoljenega odstopanja parametra tehničnega stanja in napovedovanje preostale življenjske dobe sestavnih delov strojne enote.
27. GOST 28702-90. Nadzor je nedestruktiven. Ultrazvočni kontaktni merilniki debeline. Splošne tehnične zahteve
28. GOST 5272-68. Korozija kovin. Pogoji.
29. GOST 6202-84. Posode in naprave. Norme in metode za izračun trdnosti lupin in dna od vpliva podpornih obremenitev.
30. GOST 9.908-85. Kovine in zlitine. Metode za določanje indikatorjev korozije in odpornosti proti koroziji.
31. Gumerov A.G., Gumerov K.M., Roslyakov A.V., Razvoj metod za povečanje vira dolgoročnih naftovodov. -M .: VNIIOENG, 1991.
32. Dubovoy V.Ya., Romanov V.A. Vpliv vodika na mehanske lastnosti jekla // Steel. 1974. - T. 7. - N 8. - S. 727 - 732.
33. Dyakov V.G., Schreider A.B. Zaščita pred vodikovo sulfidno korozijo opreme v rafineriji nafte in petrokemični industriji. -M .: TsNIITEneftekhim, 1984. 35 str.
34. Zaivochinsky B.I. Trajnost glavnih in tehnoloških cevovodov. Teorija, metode izračuna, projektiranje. M.: Nedra. 1992. -271 str.
35. Zakharov Yu.V. Vpliv napetosti na duktilnost jekla v raztopini vodikovega sulfida. // Korozija in zaščita v naftni in plinski industriji. -1975. -N10.-S. 18-20.
36. Iino I. Vodikovo nabrekanje in razpoke.-prevod VCP N B-27457, 1980, Boseku gijutsu, t.27, N8, 1978, str.312-424.
37. Navodila za nadzor vrtinčnih tokov linearnega dela glavnih plinovodov.-M .: RAO "Gazprom", VNIIGAZ. 1997. - 13 str.
38. Navodila za vhodno kontrolo fitingov v izvedbi, odporni na vodikov sulfid. Moskva: VNIIGAZ. 1995. - 56 str.
39. Navodila za pregled, zavrnitev in popravilo med obratovanjem in remontom linearnega dela glavnih plinovodov. M. VNIIgaz, 1991 -12 s.
40. Izhodiščni podatki, ki utemeljujejo materiale in tehnologije zaščite inhibitorjev znotraj plinovodov. Poročilo o raziskavi // Donetsk. YUZHNIIGIPROGAZ. 1991. - 38 str.172
41. Karpenko G.V., Kripyakevich R.I. Vpliv vodika na lastnosti jekla - M.: Metallurgizdat, 1962. 198 str.
42. Kostetsky B.I., Nosovsky I.G. et al., Zanesljivost in trajnost strojev. - "Tehnika". 1975. -408 str.
43. Stacionarni parni in toplovodni kotli ter parovodi in topla voda. Norme za izračun trdnosti. OST 108.031.02 75. - L.: TsKTI, 1977. -107 str.
44. Kushnarenko V.M., Grintsov A.S., Obolentsev N.V. Nadzor interakcije kovine z delovnim okoljem OGKM.- M .: VNIIEgazprom, 1989.- 49 str.
45. Livshits L.S., Bakhrakh L.P., Stromova R.P. Sulfidno krekiranje nizkoogljičnih legiranih jekel // Korozija in zaščita cevovodov, vrtin, opreme za proizvodnjo in predelavo plina. 1977. - N 5. - S. 23 - 30.
46. Malov E.A. O stanju nesreč na glavnih in poljskih cevovodih naftne in plinske industrije // Povzetki seminarja., 23. in 24. maja 1996. M. Osrednja ruska hiša znanja, str. 3-4.
47. Mannapov R.G. Ocena zanesljivosti kemične in naftne opreme v primeru površinskega uničenja. KhN-1, TSINTIKHIMNEFTEMASH, Moskva, 1988.-38 str.
48. Metoda za ocenjevanje in napovedovanje korozije za spreminjajoče se pogoje na WGC. Poročilo o raziskavi // VNII zemeljski plin.-M .: 1994.28 str.
49. Metodologija za ocenjevanje preostale življenjske dobe posod / zbiralniki prahu, ločevalniki filtrov itd. /, ki delujejo pod pritiskom na CS in BCS RAO GAZPROM .// JSC TsKBN RAO GAZPROM, 1995, 48 str.
50. Metodologija za verjetnostno oceno preostalega vira tehnoloških jeklenih cevovodov. M .: NTP "Pipeline", 1995 (Soglasil Gosgortekhnadzor Rusije 11.01.1996)
51. Metode za diagnosticiranje tehničnega stanja opreme in naprav, ki delujejo v okoljih, ki vsebujejo vodikov sulfid. (Odobreno s strani Ministrstva za gorivo in energijo Rusije 30. novembra 1993. Dogovorjeno z Gosgortekhnadzorjem Rusije 30. novembra 1993)
52. Metodologija za ocenjevanje vira preostale zmogljivosti tehnološke opreme za rafiniranje nafte, petrokemično in kemično industrijo, Volgograd, VNIKTI petrokemična oprema, 1992
53. Mazur I.I., Ivantsov O.M., Moldovanov O.I. Strukturna zanesljivost in okoljska varnost cevovodov. M.: Nedra, 1990. - 264 str.
54. Mehanika loma, ur. D.Templina M.: Mir, 1979.- 240p.173
55. Metodologija za napovedovanje preostale življenjske dobe cevovodov, posod, naprav in tehnoloških blokov naprav za čiščenje nafte, ki so izpostavljeni koroziji rafinerije nafte - M .: MINTOPENERGO. -1993.- 88 str.
56. Metodologija za ocenjevanje življenjske dobe plinovodov. M.IRTS Gazprom, 1997 - 84s.
57. Smernice o diagnostičnem pregledu korozijskega stanja in celoviti zaščiti podzemnih cevovodov pred korozijo. - M.: SOYUZENERGOGAZ, GAZPROM, 1989. 142 str.
59. Miročnik V.A., Okenko A.P., Sarrak V.I. Začetek lomne razpoke v feritno-perlitnih jeklih v prisotnosti vodika // FKhMM.- 1984. N 3. -S. 14-20.
60. Mitenkov F.M., Korotkikh Yu.G., Gorodov G.F. et al Določitev in utemeljitev preostalega vira strojnih konstrukcij med dolgotrajnim obratovanjem. // Problemi strojništva in zanesljivosti strojev, N 1, 1995.
61. MSKR-01-85. Metoda za preskušanje odpornosti jekel na korozijsko razpokanje vodikovega sulfida Moskva: VNIINMASH, 1985. 7 str.
62. Nekasimo A., Iino M., Matsudo X., Yamada K. Vodikovo postopno krekiranje jekla za cevovode, ki deluje v medijih, ki vsebujejo vodikov sulfid. Prospekt družbe Nippon Steel Corporation, Japonska, 1981. P. 2 40.
63. Norme za izračun trdnosti elementov reaktorjev, generatorjev pare, posod in cevovodov jedrskih elektrarn, eksperimentalnih in raziskovalnih jedrskih reaktorjev in naprav. Moskva: Metalurgija, 1973. - 408 str.
64. Nurgaliev D.M., Gafarov N.A., Akhmetov V.N., Kushnarenko V.M., Ščepinov D.N., Aptikeev T.A. O oceni pomanjkljivosti cevovodov pri odkrivanju napak v liniji. Šesta mednarodna poslovni sestanek"Diagnoza-96".-Jalta 1996-M .: IRTs GAZPROM. str.35-41.
65. Nurgaliev D.M., Goncharov A.A., Aptikeev T.A. Metode tehnične diagnostike cevovodov. Materiali mednarodnega NT seminarja. Moskva: IRT Gazprom. - 1998. - S. 54-59.m
67. Pavlovsky B.R., Shchugorev V.V., Kholzakov N.V. Diagnostika vodika: izkušnje in možnosti uporabe // Plinska industrija. -1989. Težava. 3. -S. 30-31
68. Pavlovsky B.R. in drugi Preučitev problema vira povezovalnih cevovodov za transport mokrega vodikovega sulfida, ki vsebuje plin: poročilo o raziskavi // AOOT. VNIINEFTEMASH.-M., 1994.-40 s
69. PB 03-108-96. Pravila za gradnjo in varno obratovanje tehnoloških cevovodov. Moskva: NPO OBT, 1997 - 292 str. (Odobril Gosgortekhnadzor Rusije 2. marca 1995)
70. Perunov B.V., Kushnarenko V.M. Izboljšanje učinkovitosti gradnje cevovodov za transport medijev, ki vsebujejo vodikov sulfid. Moskva: Informneftegazstroy. 1982. Izd. 11. - 45 str.
71. Petrov H.A. Preprečevanje nastajanja razpok v podzemnih cevovodih med katodno polarizacijo. M.: VNIIOENG, 1974. - 131 str.
72. PNAE G-7-002-86. Standardi za izračun trdnosti opreme in cevovodov jedrskih elektrarn. M.: ENERGOATOMIZDAT, 1986
73. PNAE G-7-014-89. Enotne metode za pregled osnovnih materialov (polizdelkov), zvarnih spojev in navarjev opreme in cevovodov NEK. Ultrazvočni nadzor. 1. del. M.: ENERGOATOMIZDAT, 1990
74. PNAE G-7-019-89. Enotne metode za pregled osnovnih materialov (polizdelkov), zvarnih spojev in navarjev opreme in cevovodov NEK. Nadzor tesnosti. Plinske in tekočinske metode. ENERGOATOMIZDAT, Moskva, 1990
75. Paul Moss britanski plin. Stare težave nove rešitve. "Neftegaz" na razstavi "NEFTEGAZ-96". M.: - 1996. - S. 125-132.
76. Polovko A.M. Osnove teorije zanesljivosti.-M .: "Nauka", 1964.-446 str.
77. Predpisi o vhodnem nadzoru fitingov, cevi in fitingov v podjetju " Orenburggazprom". Odobreno " Orenburggazprom» 26.11.96 Dogovorjeno z Orenburškim okrožjem Gosgortekhnadzorja Rusije 20. novembra 1996175
78. Pravilnik o postopku za diagnosticiranje tehnološke opreme eksplozivnih industrij gorivnega in energetskega kompleksa. (Odobreno s strani Ministrstva za gorivo in energijo Rusije 24. januarja 1993. Dogovorjeno z Gosgortekhnadzorjem Rusije 25. decembra 1992)
79. Pravilnik o sistemu tehnične diagnostike parnih in toplovodnih kotlov za industrijsko energetiko. -M .: NGP "DIEKS" 1993. 36s.
80. Predpisi o sistemu vzdrževanja in načrtovanih preventivnih popravil opreme na terenu za podjetja za proizvodnjo plina - Krasnodar: PO Soyuzorgenergogaz - 1989. - 165 str.
81. Pravilnik o strokovni tehnični diagnostiki cevovodov, Orenburg, 1997. 40 str.
82. Polozov V.A. Kriteriji nevarnosti poškodb magistralnih plinovodov. // M. Plinska industrija št. 6, 1998
83. Pravila za načrtovanje in varno delovanje tlačnih posod. (PB 10-115-96).- M.: PIO OBT.- 1996.- 232p.
84. R 50-54-45-88. Izračuni in preskusi trdnosti. Eksperimentalne metode za določanje napetostno-deformacijskega stanja strojnih elementov in konstrukcij-M .: VNIINMASH. 1988 -48 str.
85. R 54-298-92. Izračuni in preskusi trdnosti. Metode za določanje odpornosti materialov na vpliv medijev, ki vsebujejo vodikov sulfid. Moskva: GOSSTANDART RUSSIA, VNIINMASH, OrPI. 26 str.
86. RD 09-102-95. Smernice za določanje preostalega vira potencialno nevarnih objektov, ki jih nadzoruje Gosgortekhnadzor Rusije. -M .: Gosgortekhnadzor. hitro št.57 z dne 17.11.95. 14 str.
87. RD 26-02-62-97. Izračun trdnosti elementov posod in aparatov, ki delujejo v korozivno aktivnih medijih, ki vsebujejo vodikov sulfid. Moskva: VNIINeftemash, TsKBN, 1997
88. RD 26-15-88. Posode in naprave. Norme in metode za izračun trdnosti in tesnosti prirobničnih spojev. Moskva: NIIKHIMMASH, UkrNII-KHIMMASH, VNIINEFTEMASH. - 1990 - 64 str.
89. RD 34.10.130-96. Navodila za vizualno in merilno kontrolo. (Odobrilo Ministrstvo za gorivo in energijo Ruske federacije 15. avgusta 1996)
90. RD 39-132-94. Pravila za delovanje, revizijo, popravilo in zavrnitev naftovodov. M .: NPO OBT - 1994 - 272 str.
92. RD-03-131-97. Pravila za organizacijo in izvajanje nadzora akustične emisije posod, naprav, kotlov, tehnoloških cevovodov. (Odobreno z resolucijo Gosgortekhnadzorja Rusije z dne 11.11.96 št. 44.)
93. RD-03-29-93. Smernice za tehnični pregled parnih in toplovodnih kotlov, tlačnih posod, cevovodov za paro in toplo vodo M .: NPO OBT, 1994
94. Smernice RD26-10-87. Ocena zanesljivosti kemične in naftne opreme v primeru površinskega uničenja. M. OKSTU 1987 30-ih let.
95. RD-51-2-97. Navodila za linijski pregled cevovodnih sistemov. M.: IRT Gazprom, 1997 48 str.
100. Rosenfeld I.L. Inhibitorji korozije.-M .: Kemija, 1977.-35 e.,
101. Sarrak V.I. Vodikova krhkost in strukturno stanje jekla //MITOM. 1982. - N 5. - S. 11 - 17.
102. Severtsev H.A. Zanesljivost kompleksnih sistemov v delovanju in razvoju. -M .: Višja šola. 1989.- 432 str.
103. SNiP Sh-42-80 Glavni cevovodi. M.: Stroyizdat, 1981.- 68 str.
104. SNiP 2.05.06-85 *. Glavni cevovodi M.: Ministrstvo za gradnjo Rusije. GUL CPP, 1997. -60 str.
105. SNiP 3.05.05-84. Tehnološka oprema in tehnoloških cevovodov. Odobreno s strani Minneftekhimproma ZSSR 01.01.1984
106. Jeklo glavnih cevi za transport kislega plina. Prospekt Nippon Kokan LTD, 1981. 72 str.
107. Standard IEC. Tehnika analize zanesljivosti sistemov. Metoda analize vrste in posledic okvar. Publikacija 812 (1985). M.: 1987.
108. Steklov O.I., Bodrikhin N.G., Kushnarenko V.M., Perunov B.V. Preskušanje jekel in zvarnih spojev v okoljih, bogatih z vodikom.- M.:-Metalurgija.- 1992.- 128 str.
109. Tomashov N.D. Teorija korozije in zaščite kovin. M. Ed. Akademija znanosti ZSSR 1960. 590 str.
110. W ord K.P., Dunford D.H., Mann E.S. Defektoskopija obstoječih cevovodov za odkrivanje korozijskih in utrujenostnih razpok. "Diagnostika-94".-Jalta 1994.-M .: IRTs GAZPROM.-S.44-60.17?
111. F. A. Khromchenko, Zanesljivost zvarjenih spojev kotlovskih cevi in parovodov. M.: Energoizdat, 1982. - 120 str.
112. Shreider A.V., Shparber I.S., Arčakov Yu.I. Vpliv vodika na olje in kemično opremo.- M.: Mašinostroenie, 1979.- 144 str.
113. Šved M.M. Spremembe obratovalnih lastnosti železa in jekla pod vplivom vodika. Kijev: Naukova Dumka, 1985. - 120 str.
114. Yakovlev A.I. Korozivni učinek vodikovega sulfida na kovine. VNIIEgazprom, Moskva: 1972. 42 str.
115. Yamamota K., Murata T. Razvoj cevi za naftne vrtine, zasnovanih za delovanje v okolju mokrega kislega plina // Tehnično poročilo podjetja "Nippon Steel Corp".-1979.-63 str.
116. ANSI/ASME B 31G-1984. Priročnik za ugotavljanje preostale trdnosti korodiranih cevovodov. KOT JAZ. New York.13 0 British Gas Engineering Standard BGC/PS/P11. 42 str.
117. Biefer G.I. Stopničasto razpokanje jekla za cevovod v kislem okolju // Materials Performance, 1982. - junij. - Str. 19 - 34.
118. Marvin C.W. Določanje trdnosti korodiranih cevi. // Zaščita in zmogljivost materialov. 1972. - V. 11. - Str. 34 - 40.
119. NACE MR0175-97. Zahteve glede materiala. Kovinski materiali, odporni na sulfidne napetostne razpoke, za opremo za naftna polja.l997. 47 str.
120. Nakasugi H., Matsuda H. Razvoj novih jekel za cevne cevi za kisle pline // Nippon Steel Techn. rep.- 1979. N14.- Str.66-78.
121. O "Grandy T.J., Hisey D.T., Kiefner J.F., Razvit izračun tlaka za korodirano cev // Oil and Gas J.-1992.-№42.-P. 84-89.
122. Smialawski M. Hidrogeniranje jekla. Pergam Press L. 1962. 152 str.
123. Terasaki F., Ikeda A., Tekejama M., Okamoto S., Dovzetnost za razpoke, povzročene z vodikom, različnih vrst komercialno valjanih jekel pod mokrim vodikovim sulfidom // Okolje. Iskanje Sumitomo. 1978. - N 19. - Str. 103-111.
124. Thomas J. O "Gradyll, Daniel T. Hisey, John F. Kiefner Razvit izračun tlaka za korodirano cev. Oil & Gas Journal. Oktober 1992. Str. 84-89.
125. Standard NACE ТМ0177-96. Standardna preskusna metoda Laboratorijsko testiranje odpornosti kovin na specifične oblike razpok v okolju H2S. 32 str.
126. Standard NACE TM0284-96 Standardna tesn metoda vrednotenja jekel za cevovode in tlačne posode za odpornost na razpoke, ki jih povzroča vodik. 10p
127. Townsend H. Stresno korozijsko pokanje z vodikovim sulfidom jeklene žice visoke trdnosti // Korozija.- 1972.- V.28.- N2.- P.39-46.
Upoštevajte, da so zgoraj predstavljena znanstvena besedila objavljena v pregled in pridobljena s prepoznavanjem izvirnega besedila disertacije (OCR). V zvezi s tem lahko vsebujejo napake, povezane z nepopolnostjo algoritmov za prepoznavanje.
IN datoteke PDF disertacije in povzetke, ki jih izdajamo, teh napak ni.
B. IN. Koškin, IN. H. Ščerbakov, IN. YU. Vasiljev, GOUVPO Moskva država Inštitut za jeklo in zlitine (tehnološko univerza) » ,
SUE "Mosgorteplo"
Elektrokemijske metode za ocenjevanje, spremljanje, diagnosticiranje, napovedovanje korozijskega obnašanja in določanje hitrosti korozije, ki so že dolgo teoretično dobro razvite in se v laboratorijskih razmerah pogosto uporabljajo, so se za ocenjevanje korozijskega stanja v obratovalnih pogojih začele uporabljati šele v zadnjih letih. 5-10 let.
Posebnost Elektrokemične metode vrednotenja so zmožnost določanja korozijskega stanja (tudi neprekinjenega) v realnem času s hkratnim odzivom materiala in korozivnega okolja.
Metode polarizacijske upornosti (galvano- in potenciostatične), upornostne in impedančne imajo najširšo uporabo za oceno korozijskega stanja v delovnih pogojih. Prva dva sta dobila praktično uporabo. Galvanostatska merilna metoda se uporablja v prenosnih prenosnih instrumentih, potenciostatska metoda pa se uporablja predvsem v laboratorijskih študijah zaradi zahtevnejše in dražje opreme.
Metoda polarizacijskega upora temelji na merjenju hitrosti korozije z določanjem korozijskega toka.
Obstoječi tuji instrumenti za merjenje hitrosti korozije temeljijo predvsem na principu polarizacijske odpornosti in lahko z zadostno stopnjo natančnosti določijo stopnjo korozije le v pogojih popolne potopitve merjenega predmeta v korozivno okolje, tj. korozivna aktivnost medija je praktično določena. Takšna merilna shema je implementirana v tujih instrumentih za ocenjevanje stopnje korozije (instrumenti ACM, Ronbaks, Voltalab, Magna itd.). Naprave so precej drage in niso prilagojene ruskim razmeram. Domači merilniki korozije določajo agresivnost medija, ne glede na dejansko jeklo, iz katerega so izdelani cevovodi, in zato ne morejo določiti korozijske odpornosti cevovodov v delovnih pogojih.
V zvezi s tem je MISiS razvil merilnik korozije, namenjen določanju stopnje korozije cevovodov toplotnih omrežij iz dejansko delujočih jekel.
Majhni merilnik korozije "KM-MISiS" (slika 1) je bil razvit na sodobni elementni bazi, ki temelji na natančnem digitalnem mikrovoltmetru z ničelnim uporom. Korozimeter je namenjen merjenju stopnje korozije z metodo polarizacijskega upora z breztokovno IR-kompenzacijo. Naprava ima preprost, intuitiven vmesnik za nadzor in vnos/izpis informacij na zaslonu s tekočimi kristali.
Program za merjenje korozije omogoča vnos parametrov, ki omogočajo oceno stopnje korozije različnih vrst jekla in nastavitev ničle. Ti parametri so nastavljeni med izdelavo in kalibracijo merilnika korozije. Merilnik korozije prikazuje tako izmerjeno vrednost stopnje korozije kot trenutne vrednosti potencialne razlike "E 2 - E1» za nadzor parametrov.
Glavni parametri merilnika korozije so v skladu z Enotnim sistemom zaščite pred korozijo in staranjem (ESZKS).
Korozimeter "KM-MISiS" je zasnovan za določanje stopnje korozije z metodo polarizacijskega upora v elektrolitsko prevodnih medijih in se lahko uporablja za določanje stopnje korozije kovinskih delov in opreme v energetiki, kemični in petrokemični industriji, gradbeništvu, strojništvu, varstvo okolja, za potrebe izobraževanja.
Izkušnjeizkoriščanje
Korozimeter je opravil pilotne preizkuse v obratovalnih pogojih ogrevalnih omrežij v Moskvi.
Testi na Leninskem prospektu so bili izvedeni avgusta - novembra 2003 na prvem in drugem krogu ogrevalnih omrežij (naročnik 86/80). Na tem odseku so bili odcepi varjeni v I in II cevovodna vezja toplovodnih omrežij, v katere so bili nameščeni senzorji (delovne elektrode) in s prototipnim merilnikom korozije potekale dnevne meritve hitrosti korozije in elektrokemijskih parametrov. Meritve so bile izvedene v notranjem delu cevovodov z registracijo parametrov hladilne tekočine. Glavni parametri hladilne tekočine so podani v tabeli 1.
Pri merjenju z različnim trajanjem od 5 do 45 min. zabeležili glavne parametre korozijskega stanja cevovodov ogrevalnih omrežij med dolgotrajnimi preskusi. Rezultati meritev so prikazani na sl. 2 in 3. Kot izhaja iz rezultatov preskusa, se začetne vrednosti stopnje korozije dobro ujemajo z dolgoročnimi preskusi tako med preskusi v krogih I in II. Povprečna stopnja korozije za krog I je približno 0,025 - 0,05 mm/leto, za krog II približno 0,25 - 0,35 mm/leto. Dobljeni rezultati potrjujejo razpoložljive eksperimentalne in literaturne podatke o korozijski odpornosti cevovodov toplovodnega omrežja iz ogljikovih in nizkolegiranih jekel. Natančnejše vrednosti je mogoče dobiti z določitvijo jeklenih razredov upravljanih cevovodov. Pregled korozijskega stanja ogrevalnih omrežij je bil izveden na odseku avtoceste Entuziastov - Sayanskaya st. Odseki toplovoda na tem območju (št. 2208/01 - 2208/03) pogosto odpovedujejo, cevovodi na tem območju 
stke so bile položene v letih 1999 - 2001. Ogrevalni vod je sestavljen iz neposrednega in povratnega navoja. Temperatura neposrednega navoja ogrevalnega voda je približno 80-120 ° C pri tlaku 6 atm, povratnega pa približno 30-60 ° C. V spomladansko-jesenskem obdobju je toplovod pogosto poplavljen s podtalnico (v bližini ribnikov Terletsky) in / ali kanalizacijo. Narava polaganja toplovoda na tem območju je kanalska, v betonskih žlebovih s pokrovom, globina polaganja pa je cca 1,5-2 m.Prva puščanja toplovoda so bila opažena spomladi 2003, okvarjena in so bili zamenjani v avgustu - septembru 2003 Med pregledom je bil kanal toplovoda zalit s podtalnico ali kanalizacijo za približno 1/3 - 2/3 premera cevi. Ogrevalne cevi so bile izolirane s steklenimi vlakni.
Parcela št. 2208/01 - 22008/02. Toplovod je bil položen leta 1999, cevi so varjene, vzdolžno šivne, premera 159 mm, predvidoma iz st. 20. Cevovodi imajo toplotnoizolacijsko prevleko iz laka Kuzbass, mineralne volne in pergamenta (strešna klobučevina ali steklena vlakna). V tem odseku je 11 okvarjenih območij s skoznjimi korozijskimi lezijami, predvsem v območju poplavljanja kanala. Gostota korozijske poškodbe vzdolž dolžine ravne niti je 0,62 m-1, obratna pa 0,04 m-1. Razgrajeno avgusta 2003.
Parcela št. 2208/02 - 2208/03. Postavljen leta 2001. Primarna korozija ravne črte toplovoda. Skupna dolžina okvarjenih odsekov cevovoda, ki jih je treba zamenjati, je 82 m, gostota korozijske poškodbe ravne črte je 0,54 m -1. Po podatkih Državnega enotnega podjetja Mosgorteplo so cevovodi izdelani iz jekla 10KhSND.
Parcela št. 2208/03 - TsTP. Položene 2000 brezšivne cevi, predvidoma iz st. 20. Gostota korozijskih lezij ravnega navoja -0,13 m -1, povratnega navoja -0,04 m -1. Povprečna gostota korozijskih poškodb (kot je delokalizirana luknjičasta korozija) zunanje površine ravnih cevovodov je 0,18–0,32 m -1 . Na zunanji strani izrezanih vzorcev cevi ni premaza. Narava korozijskih lezij na zunanji strani cevi vzorcev je v glavnem splošna korozija ob prisotnosti skoznjih lezij, kot je luknjičasta korozija, ki so stožčaste oblike in velikosti približno 10–20 cm od zunanje površine, obračajo v skoznje s premerom približno 2–7 mm. Na notranji strani cevi je rahla splošna korozija, stanje je zadovoljivo. Rezultati določanja sestave vzorcev cevi so prikazani v tabeli 2.
Po sestavi material vzorcev cevi ustreza jeklu tipa "D" (ali KhGSA).
Ker je bil del cevovodov v kanalu v vodi, je bilo mogoče oceniti stopnjo korozije zunanjega dela cevi. Hitrost korozije je bila ocenjena na izstopnih mestih obloge kanala, v podtalnici v neposredni bližini cevovoda in na mestih najhitrejšega toka podzemne vode. Temperatura podtalnice je bila 40 - 60 °C.
Rezultati meritev so podani v tabeli. 3-4, kjer so podatki, pridobljeni v mirni vodi, označeni z rdečo.
Rezultati meritev kažejo, da se stopnje splošne in lokalne korozije povečujejo 
so izražene v času, ki je najbolj izrazit pri lokalni koroziji v mirni vodi. Hitrost splošne korozije se v toku poveča, medtem ko se v mirni vodi stopnje lokalne korozije povečajo.
Pridobljeni podatki omogočajo določitev stopnje korozije cevovodov toplovodnega omrežja in napoved njihovega korozijskega obnašanja. Stopnja korozije cevovodov na tem odseku je > 0,6 mm/leto. Najdaljša življenjska doba cevovodov pod temi pogoji ni večja od 5-7 let z občasnimi popravili na mestih lokalnih korozijskih poškodb. več natančno napoved mogoče z nenehnim spremljanjem korozije in z zbiranjem statističnih podatkov.
Analizaoperativnipoškodbe zaradi korozijeT
-- [ Stran 1 ] --
UDK 622.691.4.620.193/.197
Kot rokopis
Askarov German Robertovič
OCENA VPLIVA NESTAB
TEMPERATURNI POGOJI ZA JEDKO
STANJE PLINOVODA VELIKIH PREMEROV
Posebnost 25.00.19 Gradnja in obratovanje naftovodov in plinovodov, baz in skladiščnih objektov disertacija za diplomo kandidata tehničnih znanosti
Znanstveni direktor Doktorica tehničnih znanosti, profesorica Garris Nina Alexandrovna Ufa
UVOD…………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………. 1.1 Kratek opis korozijskih procesov v cevovodnem transportu……………………………………………………………………………. 1.1.1 Značilne korozijske napake na jekleni cevi…………………. 1.2 Kršitev zaščitnih lastnosti izolacijskega premaza…………………….. 1.3 Korozivna agresivnost tal…………………………………………………………... Vzroki nastajanja korozivnih elementov na zunanji 1. površini plinovoda……… ……………………………………………………. 1.4.1 Pogoji za nastanek makrokorozivnih elementov na zunanji površini plinovoda………………………………………………………………. 1.4.2 Sprememba električnega upora tal ob cevovodu med premikanjem vlage v korozivni plasti tal…. 1.5 Vpliv temperature in temperaturnih nihanj na korozijsko stanje plinovoda…………………………………………………………………. 1.6 Diagnostika plinovodov s prašiči…. 1.7 Modeli za napovedovanje korozijskih procesov……………………… Zaključki k 1. poglavju Ocena impulznega vpliva vlage in temperature na 2.korozivna aktivnost tal, ki obkrožajo plinovod………………… 2.1 Fizikalno modeliranje in izbira kontrolnih parametrov…………... 2.2 Kratek opis eksperimentalna postavitev……………………………... 2.3 Rezultati poskusov in učinek povečanja korozivne aktivnosti tal pri izpostavljenosti pulzni temperaturi……………………………………………… …………………… 2.4 Študija vpliva frekvence temperaturnih nihanj in toplotnih parametrov na tla s korozivno aktivnostjo……………………………… Stopnja korozije glede na povprečno temperaturo pri 2.
Nestabilna izmenjava toplote………………………………………………………. Sklepi k 2. poglavju……………………………………………………………………. 3. Napoved korozijskega stanja plinovoda na podlagi podatkov linijskega pregleda………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… . 3.2 Analiza korozijskega stanja odseka plinovoda po podatkih medlinijskega pregleda ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… … 3.2.2 Analiza rezultatov VTD………………………………………………… ……. 3.3 Nastanek in stopnja razvoja korozijskih žarišč na cevovodih s filmsko izolacijo………………………………………………. 3.4 Korozijska napoved pomanjkljivosti cevi velikega premera……………. Sklepi k 3. poglavju……………………………………………………………………. 4. Razvoj metode za razvrščanje odsekov plinovodov glede na stopnjo nevarnosti za njihovo popravilo ……………………………………………………….. 4.1. Tehnika razvrščanja odsekov plinovoda glede na stopnjo nevarnosti… 4.1.1 VTD plinovodov pri razvrščanju glede na stopnjo nevarnosti…………… 4.1.2 Razjasnitev integralnih kazalnikov za določanje odsekov plinovodov, danih v popravilo ……………………………………… …………………. 4.2 Celovita diagnostika izolacijske prevleke in objektov ECP……… 4.2.1 Dejavniki tveganja za korozijsko poškodbo cevovodov………. 4.2.2 Primer izračuna kompleksnega indeksa korozijske aktivnosti….. 4.3 Upoštevanje temperaturnih nihanj v plinovodih velikih premerov…..….. 4.4 Skupni integralni indeks…………………………………… ………. 4.4.1 Primer izračuna skupnega integralnega indikatorja…………………. 4.5 Učinkovitost razvoja………………………………………………………
UVOD
Ustreznost dela Skupna dolžina delujočih v sistemu Gazprompodzemnih plinovodov je približno 164,7 tisoč km.
Glavni strukturni material za gradnjo plinovodov je trenutno jeklo, ki ima dobre trdnostne lastnosti, vendar nizko korozijsko odpornost v okoljskih razmerah - tla, ki so v prisotnosti vlage v pornem prostoru korozivni medij.
Po 30 ali več letih delovanja magistralnih plinovodov se izolacijska prevleka stara in preneha opravljati zaščitne funkcije, zaradi česar se korozijsko stanje podzemnih plinovodov znatno poslabša.
Za določitev korozijskega stanja glavnih plinovodov se trenutno uporablja linijska detekcija napak (ITD), ki dovolj natančno določa lokacijo in naravo korozijskih poškodb, kar omogoča sledenje in napovedovanje njihovega nastanka in razvoja.
Pomembno vlogo pri razvoju korozijskih procesov igra prisotnost podzemne vode (zemeljskega elektrolita), pri čemer je treba opozoriti, da se stopnja korozije v večji meri poveča ne v stalno zalivanih ali suhih tleh, temveč v tleh s periodično vlago.
impulzna sprememba temperature plinovoda in nihanje vlažnosti v korozivno-aktivni plasti tal. Kvantitativni parametri vpliva pulzne temperature na aktivacijo korozijskih procesov pa niso bili določeni.
polaganje magistralnih plinovodov pod impulzno toplotno izpostavljenostjo in napoved korozijskega stanja cevovodov sta pomembna za industrijo transporta plina.
Razvoj in izboljšanje metod za določanje korozijskega stanja odsekov glavnih plinovodov za njihov pravočasen umik v popravilo.
Glavni naloge:
1 Ugotavljanje sprememb električne upornosti tal okoli glavnega plinovoda in analiza značilnosti korozijskih procesov v cevovodnem transportu.
2 Preiskava v laboratorijskih pogojih vpliva pulznih toplotnih učinkov črpanega plina in vlage na korozivno aktivnost tal okoli podzemnega plinovoda.
3 Študija nastanka in razvoja korozijskih napak na glavnem plinovodu in napoved njegovega korozijskega stanja po podatkih linijske detekcije napak.
Razvoj metodologije za razvrščanje odsekov magistralnih plinovodov na podlagi napovedi njihovega korozijskega stanja za popravilo.
Znanstvena novost 1 Ugotovili smo spremembo in izrisali diagrame električne upornosti zemljine v odvisnosti od vlažnosti po obodu podzemnega plinovoda velikega premera.
2 Dejstvo aktiviranja korozijskih procesov z impulzno spremembo temperature črpanega plina v primerjavi s stabilnim temperaturnim učinkom je bilo eksperimentalno dokazano in določeno temperaturno območje, v katerem se največja stopnja korozije razvije pri nestabilnem (impulzu) temperaturni učinek.
3 Določena je funkcionalna odvisnost za napovedovanje nastanka in razvoja korozijskih napak na magistralnih plinovodih.
Praktična vrednost delo Na podlagi izvedenih raziskav je standard podjetja RD 3-M-00154358-39-821-08 "Metodologija za razvrščanje plinovodov LLC Gazprom transgaz Ufa" na podlagi rezultatov odkrivanja napak v liniji za njihovo odstranitev za popravilo je bil razvit, v skladu s katerim so odseki glavnih plinovodov razvrščeni med vozlišča žerjavov, da se določi zaporedje njihovega izhoda za popravilo.
Raziskovalne metode Probleme, zastavljene v delu, smo reševali s teorijo podobnosti z modeliranjem pogojev prenosa toplote in mase podzemnega plinovoda z okoliško zemljo.
Rezultati diagnostičnega dela so bili obdelani po metodi najmanjših kvadratov s korelacijsko analizo. Izračuni so bili izvedeni s programskim paketom StatGraphics Plus 5.1.
Odvzet na obrambo:
rezultati študij sprememb električne upornosti tal glede na vlažnost vzdolž oboda glavnega plinovoda;
rezultati laboratorijskih študij pulznih toplotnih učinkov na aktivacijo korozijskih procesov na jeklenem cevovodu;
- način razvrščanja odsekov glavnih plinovodov, da bi jih pripeljali v popravilo.
Glavni rezultati disertacija, objavljena v 30 znanstvenih člankih, vključno s štirimi članki v vodilnih recenziranih znanstvenih revijah, ki jih priporoča Višja komisija za atestiranje Ministrstva za izobraževanje in znanost Ruske federacije.
Struktura in obseg dela Disertacija je sestavljena iz uvoda, štirih poglavij, glavnih zaključkov, aplikacij, bibliografskega seznama uporabljene literature, vključno s 141 naslovi, je postavljena na 146 straneh tipkanega besedila, vsebuje 29 slik in 28 tabel.
Potrditev dela O glavnih materialih disertacije so poročali o:
Znanstveno-tehnični svet JSC "Gazprom" "Razvoj in uvedba tehnologij, opreme in materialov za popravilo izolacijskih premazov in okvarjenih delov cevi, vključno z napakami SCC, na glavnih plinovodih JSC "Gazprom", Ukhta, 2003;
- znanstveno-tehnična konferenca mladih strokovnjakov OAO Gazprom
"Nove tehnologije v razvoju plinske industrije", Samara, 2003;
Znanstveno-praktična konferenca "Problemi in metode zagotavljanja zanesljivosti in varnosti objektov cevovodnega transporta ogljikovodikovih surovin", SUE IPTER, Ufa, 2004;
Mednarodna znanstvena in tehnična konferenca Sinergetika II”, UGNTU, Ufa, 2004;
2. mednarodna znanstveno-tehnična konferenca "Novoselovsk readings", UGNTU, Ufa, 2004;
Znanstveno-tehnična konferenca mladih managerjev in industrijskih strokovnjakov v sodobnih razmerah, Samara, 2005;
Cevovodni promet”, UGNTU, Ufa, 2005, 2006, 2012;
Znanstveno-praktična konferenca mladih znanstvenikov in strokovnjakov OAO Gazprom "Inovacijski potencial mladih znanstvenikov in strokovnjakov OAO Gazprom", Moskva, 2006;
Konference za najboljši mladinski znanstveni in tehnični razvoj o problemih gorivnega in energetskega kompleksa "TEK-2006", Moskva, 2006;
- konference Mednarodnega združenja za gorivo in energijo (IFEA), Moskva, 2006.
mednarodna znanstvena in praktična konferenca o problemih naftnega in plinskega kompleksa Kazahstana, Aktau, 2011.
Korozijsko stanje plinovodnih cevovodov je bilo razvito v teoretičnih in eksperimentalnih študijah znanstvenikov, ki se neposredno ukvarjajo s problemi cevovodnega transporta: 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.
Kuznecova, F.M. Mustafina, N.Kh. Khallyeva, V.V. Khariyonovsky in drugi.
Tako je podzemna korozija kovin ena najkompleksnejših vrst elektrokemične in biološke korozije.
V skladu z regulativnimi dokumenti obstajajo različni kazalniki za oceno korozije kovin (izguba kovinske mase v določenem času, zmanjšanje debeline stene cevi, hitrost rasti lupine itd.). Te vrednosti so pokazatelji odpornosti kovin proti koroziji v določenih vrstah tal.
1.1.1 Značilne korozijske napake na jekleni cevi Prispevek obravnava korozijske napake, ki jih identificira VTD, in značilnosti njihove manifestacije, povezane s stanjem izolacijske prevleke.
Obratovalne izkušnje kažejo, da se v območjih luščenja filmske izolacije razvijejo poškodbe v obliki obsežnih prepletenih razjed (splošna korozija), ki so v načinu občasnega vlaženja s podzemno vodo.
Katodno zaščito območij delaminacije filmske izolacije na eni strani ovira dielektrični zaslon v obliki polietilenskega filma, na drugi strani pa nestabilni parametri elektrolita, ki otežujejo katodni polarizacijski tok. preiti skozi vrzel v cono nukleacije in razvoja kolonij razjed ali razpok. Posledično se pogosto opazi razvoj korozije pod filmom v obliki verige prepletenih votlin, katerih geometrija ponavlja pot gibanja elektrolita pod izolacijo.
Splošno znano je, da bitumensko-gumijasta izolacija po 10-15 letih delovanja v poplavljenih tleh izgubi oprijem na kovinsko površino.
Vendar se korozija pod bitumensko izolacijo v mnogih primerih ne razvije. Razvije se le v primerih, ko katodna zaščita ne deluje dobro ali je odsotna. Zaščitni učinek je dosežen zaradi tvorbe ionske prečne prevodnosti bitumenske izolacije med dolgotrajnim delovanjem plinovoda. Neposredni dokaz za to je premik pH talnega elektrolita pod plastjo bitumenskega premaza do 10-12 enot kot posledica reakcije s kisikovo depolarizacijo.
Pomembno mesto v številu poškodb zavzema luknjasta lokalna korozija v obliki posameznih votlin, ki doseže 23-40% celotnega števila poškodb. Lahko trdimo, da ceteris paribus globina lokalne korozijske poškodbe celovito oceni učinkovitost ukrepa katodna zaščita zaradi izolacijskih napak.
1.2 Kršitev zaščitnih lastnosti izolacijskega premaza Glavna zahteva za zaščitne premaze je zanesljivost zaščite cevovodov pred korozijo skozi celotno življenjsko dobo.
Široko uporabljene izolacijske materiale lahko pogojno razdelimo v dve veliki skupini:
Polimerni, vključno z izolacijskimi trakovi, ekstrudiranimi in brizganimi polietilenskimi, epoksi in poliuretanskimi materiali;
- bitumenski kiti z ovoji, kombinirani kiti.
Polimerni izolacijski trakovi se že od 60. let prejšnjega stoletja pogosto uporabljajo za izolacijo cevovodov med njihovo gradnjo in popravili. Po podatkih je 74% vseh zgrajenih cevovodov izoliranih s polimernimi trakovi. Premazi iz polimernih izolacijskih trakov so večslojni sistemi, sestavljeni iz osnovne folije, lepilne plasti in lepilne temeljne (primer) plasti. Ti zaščitni materiali so le difuzijska bariera, ki preprečuje prodiranje korozivnega medija na kovinsko površino cevovoda, zato je njihova življenjska doba omejena.
Poleg tega so slabosti filmskih premazov:
- nestabilnost adhezije;
- krhkost prevleke;
- relativno visoki stroški.
Nestabilnost oprijema in posledično krhkost prevleke je povezana z nepomembno debelino lepilne plasti.
Lepilna osnova lepljivih filmskih materialov je raztopina butilne gume v organskih topilih z določenimi dodatki. V zvezi s tem se staranje lepilne plasti pojavi veliko hitreje kot polimerna osnova.
Z zmanjšanjem obratovalnih lastnosti izolacije na 50% začetnih vrednosti se učinkovitost prevleke kot protikorozijske pregrade močno zmanjša.
Rezultati raziskav kažejo, da je 73 % vseh okvar na glavnih plinovodih v Kanadi posledica napetostne korozije, ki se pojavi pod prevlekami iz polietilenskega filma. Ugotovljeno je, da pod enoslojnimi polietilenskimi prevlekami nastane petkrat več napetostno-korozijskih razpok kot pri bitumenskih prevlekah. Pri dvoslojnih filmskih prevlekah je število kolonij napetostno korozijskih razpok na meter cevi devetkrat večje kot pri prevlekah na osnovi bitumna.
Življenjska doba polimernih izolacijskih trakov je 7-15 let.
Omejitev in v nekaterih primerih izključitev uporabe polimernih izolacijskih trakov v skladu z GOST R 51164 je povezana s kratko življenjsko dobo.
Na podlagi izkušenj pri reizolaciji magistralnih plinovodov je bilo ugotovljeno, da na območjih s tovarniško izdelanimi izolacijskimi prevlekami ni zaznati napak SCC in korozije.
Upoštevanje značilnosti delovanja najpogosteje uporabljenih protikorozijskih premazov nam omogoča, da sklepamo, da nimajo lastnosti, ki bi v celoti izpolnjevale zahteve za izolacijske materiale, ki ščitijo cevovod pred korozijo tal:
- oprijem na kovine;
- mehanska trdnost;
Kemična odpornost na korozivna sredstva - kisik, vodne raztopine soli, kisline in baze itd.
Omenjeni parametri določajo sposobnost protikorozijskega materiala za odpornost proti koroziji in napetostni koroziji plinovodov.
Do kršitev zaščitnih lastnosti izolacijske prevleke na plinovodih s filmsko izolacijsko prevleko pri nanosu poti pride zaradi številnih razlogov, ki vplivajo na kakovost zaščitnih lastnosti tako neodvisno drug od drugega kot v kombinaciji. Razmislite o razlogih za vpliv na filmsko izolacijsko prevleko.
Vertikalni talni pritisk na plinovod.
Zaradi neenakomerne porazdelitve tlaka tal vzdolž oboda cevi najbolj problematična območja razslojevanja in nastajanja valov izolacijske prevleke padejo na položaje 3-5 ur in 7-9 ur vzdolž toka plina, s pogojno delitvijo oboda cevovoda na sektorje (zgornja generatriksa 0 ur , spodnja 6 ur). To je posledica dejstva, da največji in relativno enakomeren pritisk na tla pade na izolacijsko prevleko zgornje polovice cevi, ki razteza filmsko prevleko in preprečuje nastanek valov in razslojev na tem območju. V spodnji polovici cevi je slika drugačna: na položaju cca 6 ur se cev naslanja na dno jarka, zato je verjetnost valovitosti zanemarljiva. Pri položaju 3-5 ur je pritisk tal minimalen, saj je cev na tem mestu v stiku z zemljo, zasuto z roba jarka (glej sliko 1.1). Tako se v območju 3-5 ur vzdolž oboda cevovoda pojavi premik filmske prevleke s tvorbo valov. To območje lahko štejemo za najbolj nagnjeno k pojavu in razvoju korozijskih procesov.
Linearna ekspanzija parnih materialov.
Eden od razlogov za nastanek valov na filmski izolacijski prevleki je različen koeficient linearnega raztezanja materialov, filmskega traku in kovine cevi.
Analizirajmo, kako se vpliv temperature na kovino cevi in filmski trak razlikuje v "vročih" odsekih plinovoda velikega premera (izhod plinovoda iz kompresorske postaje).
Slika 1.1 - Shema videza valov na filmski izolacijski prevleki 1 - plinovod; 2 - mesto verjetnega nastanka valov; 3 - podporno območje cevovoda Temperaturne vrednosti kovinske cevi in filmske izolacije med nanosom se lahko vzamejo enake temperaturi okolja, med delovanjem pa enake temperaturi plina v plinovodu.
Po podatkih bo povečanje dolžine jeklene pločevine in filmske izolacije vzdolž oboda cevi s premerom 1420 mm pri spremembi temperature od 20 do C (temperatura plina) znašalo 1,6 mm oziroma 25,1 mm. mm.
Tako se lahko v "vročih" odsekih filmska izolacija podaljša za desetine milimetrov več kot jeklena pločevina, kar ustvarja realne pogoje za nastanek razslojev z nastankom valov, zlasti v smereh najmanjšega upora na položajih 3-5. in 7-9 ure oboda plinovoda velikega premera.
Slab nanos temeljnega premaza na cevovodu.
Kakovost oprijema izolacijskega premaza določa njegovo življenjsko dobo.
Nezadostno mešanje bitumna v topilu med pripravo temeljnega premaza ali shranjevanjem v onesnaženih posodah povzroči zgostitev temeljnega premaza, zato se na cevovod nanese neenakomerno ali z madeži.
V cestnih razmerah pri nanosu različne vrste temeljnih premazov na mokri površini cevi in v vetrovnem vremenu se lahko v temeljnem sloju tvorijo zračni mehurčki, ki zmanjšajo oprijem temeljnega premaza na kovino.
V primeru nezadostnega ali neenakomernega nanosa temeljnega premaza na cev, se brisača za ponjavo nagne, je močno umazana in obrabljena, lahko nastanejo vrzeli v temeljnem sloju.
Poleg tega obstaja pomembna pomanjkljivost tehnologije nanašanja valjanih izolacijskih premazov. Med izolacijskimi deli časovni interval med nanosom temeljnega premaza na cev in navijanjem polietilenskega traku ni dovolj, da bi izhlapelo topilo, ki je v temeljnem premazu.
Nizkoprepustna polietilenska folija preprečuje izhlapevanje topila, pod njo se pojavijo številni mehurčki, ki prekinejo lepilno vez med sloji premaza.
Na splošno ti dejavniki bistveno zmanjšajo kakovost izolacijskega premaza in povzročijo zmanjšanje njegove življenjske dobe.
1.3. Korozivna agresivnost zemljin Ko izolacijska prevleka izgubi svoje zaščitne lastnosti, je eden glavnih vzrokov za nastanek in razvoj korozije in napetostne korozije korozivna agresivnost zemljin.
Na korozijo kovin v zemljini neposredno ali posredno vplivajo številni dejavniki: kemična in mineraloška sestava, granulometrična sestava, vlažnost, zračna prepustnost, vsebnost plina, kemična sestava pornih raztopin, pH in eH medija, količina organske snovi, mikrobiološka sestava, električna prevodnost tal, temperatura, zmrznjeno ali odmrznjeno stanje. Vsi ti dejavniki lahko delujejo tako ločeno kot hkrati na določenem mestu. Isti dejavnik lahko v različnih kombinacijah z drugimi v nekaterih primerih pospeši, v drugih primerih upočasni stopnjo korozije kovin. Zato je ocena korozivne aktivnosti okolja s katerim koli dejavnikom nemogoča.
Obstaja veliko metod za oceno agresivnosti tal. Skupina določenih značilnih parametrov v splošni oceni agresivnosti tal vključuje tako lastnost, kot je električni upor (glej tabelo 1.1).
Tabela 1.1 - Korozivne lastnosti tal so ocenjene z vrednostjo specifičnega električnega upora tal v Ohm m Glede na specifično zemljo, Ohm m, upor tal ni indikator njegovega korozivnega delovanja, temveč znak, ki označuje območja, kjer lahko pride do intenzivne korozije. Nizka ohmska upornost kaže samo na možnost korozije. Visoka ohmska upornost tal je znak šibke korozivne agresivnosti tal le v nevtralnem in alkalnem okolju. V kislih tleh z nizko vrednostjo pH je možna aktivna korozija, vendar kisle spojine pogosto niso dovolj za znižanje ohmskega upora. Kot dopolnitev zgornjih metod za proučevanje talne korozije avtorji predlagajo kemijsko analizo vodnih izvlečkov, ki dokaj natančno določa stopnjo slanosti tal.
večina pomembni dejavniki Jedkost tal je njena struktura (glej tabelo 1.2) in sposobnost prepuščanja vode in zraka, vlažnost, pH in kislost, redoks potencial (eH), sestava in koncentracija soli, prisotnih v tleh. V tem primeru je pomembna vloga dodeljena ne le anionom (Cl-; SO 2; NO 3 itd.), Ampak tudi kationom, ki prispevajo k nastanku zaščitnih filmov in električni prevodnosti tal.
Za razliko od tekočih elektrolitov imajo prsti heterogeno strukturo tako na mikroskali (mikrostruktura tal) kot na makroskali (menjavanje leč in plasti kamnin z različnimi litološkimi ter fizikalno-kemijskimi lastnostmi). Tekočine in plini v tleh imajo omejeno sposobnost gibanja, kar otežuje mehanizem dovajanja kisika na kovinsko površino in vpliva na hitrost korozijskega procesa, kisik pa je, kot je znano, glavni stimulator korozije kovin.
Tabela 1.3 prikazuje podatke o jedkosti tal glede na pH in vsebnost kemični elementi.
SeverNIPIgaz je izvedel študije, ki povezujejo nesreče. (39 nesreč), proučevali smo kemično sestavo tal in talnega elektrolita. Porazdelitev nesreč zaradi SCC po vrstah agregatnih tal je prikazana na sliki 1.2.
Tabela 1.3 - Korozivna aktivnost tal v odvisnosti od pH in vsebnosti kemijskih elementov Posamezne nesreče se zgodijo v peskih in močvirnatih tleh. Da bi zmanjšali število nesreč zaradi SCC, je torej treba nadzorovati sestavo tal, kar je mogoče storiti že v fazi projektiranja novega kraka plinovoda. Kaže tudi na potrebo po raziskavi tal pri analizi in izbiri lokacij za gradnjo in rekonstrukcijo.
Slika 1.2 - Porazdelitev nesreč zaradi SCC za leta 1995 - 2004 glede na vlažnost tal velika vloga med korozijskimi procesi. Pri nizki vlažnosti je električni upor tal visok, kar vodi do zmanjšanja vrednosti tekočega korozijskega toka. Pri visoki vlažnosti se električni upor tal zmanjša, vendar je močno ovirana difuzija kisika na kovinsko površino, zaradi česar se proces korozije upočasni. Obstaja mnenje, da največjo korozijo opazimo pri vlažnosti 15-20%, 10-30%.
1.4 Vzroki za nastanek makrokorozivnih elementov na zunanji površini plinovoda.
1.4.1 Pogoji za nastanek makrokorozivnih elementov na zunanji površini plinovoda Korozijska poškodba kovin nastane na zunanji površini plinovoda na mestih, kjer je izolacijska prevleka poškodovana, kljub katodni zaščiti plina. cevovod. Pogosto so ti pojavi opaženi na začetnih odsekih plinovodov (10-20 km po izhodu iz kompresorske postaje), z neravnim terenom, omejenim na grape, žlebove, mesta s periodično vlago.
Analiza in posplošitev številnih materialov kaže, da na aktivacijo korozijskih procesov vpliva obnašanje podzemne vode pod toplotnim učinkom plinovoda, ki se povečuje s skupnim vplivom (ali sovpadanjem) najmanj treh dejavnikov:
- impulzna sprememba temperature plinovoda;
- kršitve izolacijske prevleke plinovoda;
- velik premer cevovoda.
1. Bistvena razlika med začetnim odsekom in končnim (v odsotnosti ali stabilnosti odjemov plina vzdolž trase) je v tem, da se v začetnem odseku plinovoda čutijo nihanja ali impulzne spremembe temperature plina. maksimum. Ta nihanja se pojavljajo tako zaradi neenakomerne porabe plina kot zaradi nepopolnosti sistema za hlajenje zraka za plin, ki se dovaja v plinovod. Pri uporabi hladilnikov zraka vremenska nihanja temperature zraka povzročajo podobna nihanja temperature plina in se kot valovod prenašajo neposredno na začetni odsek plinovoda (ta pojav je še posebej očiten v prvih 20 ... 30 km plinovoda). plinovod).
V poskusih Ismagilova I.G. Zabeleženo je bilo, da je temperaturni val 5 0С, umetno ustvarjen z zaustavitvijo sistema za hlajenje zraka v CS Polyanskaya, prešel na naslednjo postajo CS Moskovo z zmanjšanjem amplitude na 2 0C. Na naftovodih, kjer so pretoki za red velikosti nižji, zaradi vztrajnosti črpalnega produkta tega pojava ne opazimo.
2. Če je izolacijski premaz poškodovan, se na zunanji površini cevovoda tvorijo makrokorozivni elementi. Praviloma se to zgodi na območjih z močno spremembo okoljskih parametrov: ohmskega upora tal in korozivnih okolij (slika 1.3 in slika 1.4).
Slika 1.3 - Model mikrokorozivnega elementa 3. Učinek "velikega premera". Geometrijski parametri toplovoda so takšni, da se vzdolž oboda spreminjajo tako temperatura kot vlažnost tal in s tem druge značilnosti: ohmski upor tal, lastnosti talnih elektrolitov, polarizacijski potenciali itd.
Vlažnost po obodu se giblje od 0,3 % do 40 % in do popolne nasičenosti. V tem primeru se upornost tal spremeni za ... 100-krat.
Slika 1.4 – Model makrokorozivnih elementov Študije so pokazale, da temperatura črpanega plina vpliva na katodno polarizacijo cevnega jekla v karbonatnih raztopinah. Odvisnost potencialov največjega anodnega toka od temperature je linearna. Povišanje temperature povzroči povečanje toka raztapljanja in premakne območje potencialov anodnega toka v negativno območje. Zvišanje temperature vodi ne le do spremembe hitrosti elektrokemičnih procesov, ampak tudi do spremembe pH vrednosti raztopine.
S povišanjem temperature karbonatne raztopine se potencial največjega anodnega toka, povezanega s tvorbo oksida, s povišanjem temperature za 10 °C premakne proti negativne vrednosti potencial pri 25 mV.
Zaradi heterogenosti tal, sprememb v njihovi vlažnosti in prezračenosti, neenakomerne zbitosti, oglejenja in drugih vplivov ter napak v sami kovini nastane veliko število makrokorozijskih elementov. Hkrati so anodni odseki, ki imajo bolj pozitiven potencial, bolj dovzetni za korozijsko poškodbo kot katodni, kar je olajšano s pulznim toplotnim učinkom plinovoda na migracijske procese v zemeljskem elektrolitu.
Nihajni procesi temperature in vlažnosti v tleh povzročajo splošno korozijo. Makrokorozivni elementi, lokalizirani na površini, se razvijajo po scenariju SCC ali centrov jamičaste korozije. Splošnost elektrokemičnega procesa, ki vodi do nastanka korozijskih jam in razpok, je navedena v.
Gre za neravnovesne termodinamične procese, ki se pojavljajo intenzivneje in z največjim učinkom manifestacije glavnih značilnosti. S pulznim temperaturnim vplivom na tla se skoraj sinhrono spreminjajo parametri, ki določajo njegovo jedkost. Ker se ta proces dogaja skozi celotno obdobje delovanja plinovoda pod močnim vplivom prevladujočih parametrov, postane lokacija makroelementa povsem določena, fiksna glede na geometrijske oznake.
Kot je razvidno iz neprekinjenega nihajnega gibanja talne vlage, ki ga je mogoče razložiti z vidika termokapilarno-filmskega mehanizma gibanja, poteka skozi celotno obdobje obratovanja plinovoda.
Tako tudi ob prisotnosti katodne zaščite plinovoda na mestih poškodbe izolacijske prevleke plinovoda velikega premera zaradi neenakomerne porazdelitve vlage v tleh vzdolž oboda cevi neizogibno nastanejo makrokorozivni elementi, povzročanje talne korozije kovine cevi.
Eden od pomembne pogoje Pojav korozijskih procesov je prisotnost disociiranih ionov v zemeljskem elektrolitu.
Prej neupoštevan dejavnik, ki določa potek neravnovesnih procesov, je pulzni temperaturni učinek plina na steno cevovoda in pulzna sprememba vsebnosti vlage v tleh ob cevovodu.
1.4.2 Spremembe električnega upora tal, ki mejijo na cevovod, s premikanjem vlage v korozivni plasti tal zagotavljajo diskretno povečanje napake. Kot je prikazano v , ta proces olajša impulzni toplotni učinek plinovoda na migracijske procese v zemeljskem elektrolitu.
Kot rezultat reševanja inverznega problema toplotne prevodnosti za pogoje odseka koridorja plinovoda Urengoy na odseku Polyana-Moskovo je bil določen vzorec porazdelitve vlage v tleh W vzdolž oboda plinovoda v času.
Študije so pokazale, da z impulznim zvišanjem temperature vlaga izteka iz cevi, s kasnejšim znižanjem temperature stene cevovoda pa se poveča vlažnost sosednje aktivne plasti tal.
Vzdolž oboda odseka cevi se spreminja tudi vlažnost (slika 1.5). Pogosteje je največja vlažnost opazna vzdolž spodnje generatrike cevi, na položaju 6 ur. Največja nihanja vlažnosti so zabeležena na stranskih površinah cevi, kjer so migracijski procesi najbolj izraziti.
V nadaljevanju tega dela (s sodelovanjem prijavitelja) so bile izvedene študije in določena električna upornost korozivne plasti zemljine okoli cevovoda ter izdelani diagrami električne moči.
električni upor tal vzdolž oboda plinovoda Du 1400. Zgrajeni so bili v različnih časovnih točkah na podlagi rezultatov industrijskega eksperimenta na odseku plinovoda PolyanaMoskovo Urengojskega koridorja, ki je pokazal, da pri obratovanju temperaturah 30 ... 40 ° C, zemlja pod cevjo vedno ostane mokra, medtem ko se čas, kot nad zgornjim delom cevi, vlažnost tal znatno zmanjša.
24.03.00, 10.04.00, 21.04.00 - kvazistacionarni način 07.04.00 - po zaustavitvi ene kompresorske delavnice
Tabela 1.4 – Sprememba vlage in upornosti tal vzdolž oboda cevi Datum tr, gr tv, gr Q, W/m.gr
Iz predstavljene slike 1.5 je razvidno, da so najugodnejši pogoji za nastanek splošnih korozijskih napak in SCC v spodnji četrtini cevi na mestih 5 ...
Pri izdelavi grafa upornosti tal el vzdolž konture cevi je bil uporabljen graf upornosti tal v odvisnosti od vsebnosti vlage (slika 1.6).
B kaže, da pozimi na začetnem odseku plinovoda, kjer se vzdržujejo temperature 25–30 °C in več, sneg odtaja in dolgo časa Nad cevovodom se ohranja cona prepojene zemlje, ki zagotavlja polnjenje in tudi povečuje korozivno aktivnost zemljine.
Čas delovanja oziroma prehoda toplotnega impulza merimo z nihanji). Ta čas je povsem dovolj, da mikroizravnalni tokovi preidejo čez majhno režo. Podatki na slikah 1.5, 1.6 in v tabeli 1.4, pridobljeni v industrijskih pogojih za plinovod s premerom 1420 mm, kažejo, da se zaradi sprememb vlažnosti vzdolž oboda cevi spreminja lokalna korozivna aktivnost tal, ki je odvisen od ohmskega upora, glej tabelo 1.5.
Tabela - 1.5 Korozivna aktivnost tal glede na ogljikovo jeklo, odvisno od njihove specifične električne upornosti Specifična upornost, Ohm.m Slika 1.6 - Odvisnost specifične električne upornosti glinenih tal od vlažnosti Novopskov, ki se nahaja na precej suhem mestu, na najvišji točki nad grapo. Izolacija cevovoda na tem odseku je bila v zadovoljivem stanju.
V grapah in žlebovih, kjer je sprememba vlažnosti izrazitejša, bi morali biti ti učinki bolj izraziti. Ta vzorec je značilen za primer homogene zemlje vzdolž oboda cevi. Pri heterogenih grudastih zasipnih tleh bo ohmska upornost komponent zelo različna. Slika 1.7 prikazuje grafe odvisnosti upornosti različnih tal od vlage.
Zato bo pri menjavi tal prišlo do prekinitev na diagramu električne upornosti in bodo jasno označeni makrokorozivni elementi.
Tako sprememba temperature mikroelementa povzroči spremembo potenciala vlage in električnega upora. Ti pojavi so podobni tistim, ki se pojavijo, ko se spremeni način namestitve katodne zaščite. Potencialni premik ali prehod mrtve točke je enakovreden sprožitvi katodne zaščite in povzroča mikro izravnalne tokove.
Razvoj korozijskih procesov v pulznem temperaturnem režimu vodi do erozije ali korozijskega razpokanja kovine cevi.
Nastane situacija, ko je upor proti gibanju ionov v zemeljskem elektrolitu spremenljiv vzdolž oboda cevi. Višje kot je obravnavani odsek na površini cevi, počasneje poteka anodna reakcija, saj se vsebnost vlage v sosednji zemlji zmanjša, ohmski upor se poveča in odstranitev pozitivnih kovinskih ionov iz anodnega odseka postane težje. Z zmanjšanjem ali približevanjem položaju na konturi cevovoda, ki ustreza 5 ... uram, se hitrost anodne reakcije poveča.
Pri položaju 6 ur so tla zbita, pogosto je prisotno oglejenje, dostop kisika do cevovoda je otežen, zaradi česar pride do reakcije dodajanja elektronov. Slika 1.7 - Odvisnost upornosti tal od njihove vlažnosti:
1 - močvirno; 2 - peščeno; 3 - glinen.
(depolarizacija vodika ali kisika) poteka počasneje. V območju z omejenim dostopom kisika je potencial korozivnega elementa manj pozitiven, območje samo pa bo anoda.
V takšnih razmerah poteka proces korozije s katodnim nadzorom, kar je značilno za večino gosto navlaženih tal (grape, žlebovi).
Pri tem lahko domnevamo, da je narava mikro izravnalnih in izravnalnih tokov enaka. Toda mikroizravnalni tokovi so minljivi in imajo malo vztrajnosti, zato so bolj uničujoči.
Tla so kapilarno porozno telo. V izotermnem načinu se gibanje vlage v tleh pojavi pod vplivom elektroosmoze in hidromehanske filtracije. S pretokom znatnega anodnega toka pride do elektroosmotske destilacije vlage od anode do katode. Pod določenimi pogoji lahko pride do ravnovesja med elektroosmotsko in hidromehansko filtracijo.
Veliko bolj zapleteni so procesi gibanja talne vlage (elektrolitov) v neizotermnih območjih, zlasti v nestacionarnih načinih. Tukaj, v bližini cevi, ob prisotnosti temperaturnega gradienta pride do termokapilarnega ali termokapilarnega gibanja filma. Smer gibanja vode (elektrolita) praktično sovpada s smerjo toplotnega toka in se opazuje predvsem v radialni smeri, stran od cevi. Konvektivni tokovi pri temperaturah reda 30–40 °C so nepomembni, vendar jih ni mogoče zanemariti, saj vplivajo na porazdelitev vlage vzdolž konture cevi in posledično na pogoje za nastanek galvanskih parov.
Pod impulznim temperaturnim delovanjem se spreminjajo temperaturni gradienti, kar vodi do prerazporeditve migracijskih tokov. Na območju, kjer se pojavi korozija tal, se gibanje vlage pojavi v oscilacijskem načinu pod delovanjem naslednjih sil:
- termomotorni, - kapilarni, - elektroosmotski, - filtracijski, - konvektivni itd.
V odsotnosti filtracije pri položaju 6 ur nastane "stagnirno območje".
Praviloma je to območje minimalnih gradientov, od koder je odvajanje vlage oteženo. Tla, posneta pod spodnjo generatriko, od položaja 6 ur, imajo značilne znake oglejenja, kar kaže na nizko aktivnost korozijskih procesov brez kisika.
Tako vzročno-posledična povezava ugotavlja, da potencialno polje okoli plinovoda tvori polarizacijski potencial, ki je spremenljiv ne le po dolžini plinovoda, temveč tudi po prerezu in v času.
Z vidika tradicionalne karbonatne teorije se verjame, da je korozijski proces mogoče preprečiti z natančnim nadzorom vrednosti polarizacijskega potenciala v celotnem cevovodu, kar se zdi nezadostno. Potencial mora biti konstanten tudi v preseku cevi. Toda v praksi je takšne ukrepe težko izvesti.
1.5 Vpliv temperature in temperaturnih nihanj na korozijsko stanje plinovoda Temperaturni pogoji bistveno spreminjajo med obratovanjem magistralnega plinovodnega sistema. V letnem obdobju obratovanja se temperatura tal na globini polaganja H = 1,72 m osi plinovoda (DN 1400) v nemotenem toplotnem stanju na območju trase plinovoda Baškortostan giblje v območju +0,6 ... + 14,4 ° C. Med letom se temperatura zraka še posebej močno spreminja:
- mesečno povprečje od -14,6…= +19,3 °C;
- absolutni maksimum +38 °C;
- absolutni minimum - 44 °C.
Skoraj sinhrono s temperaturo zraka se spreminja tudi temperatura plina po prehodu skozi hladilnike zraka (ACU). Po dolgoletnih opazovanjih niha sprememba temperature plina za aparatom zaradi tehnoloških razlogov, ki jo beleži dispečerska služba, med +23 ... +39 °C.
določa ne le naravo izmenjave toplote med plinovodom in tlemi. Temperaturna nihanja povzročajo prerazporeditev vlage v tleh in vplivajo na korozijske procese cevnih jekel.
Obstajajo vsi razlogi za domnevo, da je aktivnost korozijskih procesov neposredno odvisna ne toliko od temperature kot od njenih nihanj, saj je neenakomernost termodinamičnih procesov eden od razlogov, ki aktivirajo korozijske procese.
V nasprotju s krhkim lomom cevovoda pod vplivom visokih tlakov ali vibracij, ki se pojavijo hitro, so korozijski destruktivni procesi inercijski. Povezani niso samo z elektrokemičnimi ali drugimi reakcijami, ampak so določeni tudi s prenosom toplote in mase ter gibanjem zemeljskih elektrolitov. Zato lahko spremembo temperature aktivnega medija, raztegnjeno v času več dni (ali ur), obravnavamo kot impulz za korozivni mikro ali makro element.
Uničenje plinovodov zaradi SCC se praviloma pojavi na začetnih odsekih trase plinovoda, za CS, s potencialno nevarnimi premiki plinovoda, t.j. kjer so temperatura plina in njena nihanja največja. Za razmere plinovodov družbe Urengoy - Petrovsk in Urengoy - Novopskov na odseku odseka Polyana - Moskovo so to predvsem prehodi skozi grape in požiralnike z začasnimi vodotoki. Pod vplivom znatnih temperaturnih razlik, zlasti kadar položaj osi cevovoda ne ustreza projektirani in ni zadostnega oprijema cevi na tla, se cevovodi premikajo.
Ponavljajoči se premiki cevovodov vodijo do kršitve celovitosti izolacijske prevleke in odprtega dostopa do podzemne vode do kovine cevi. Tako se zaradi izpostavljenosti spremenljivi temperaturi ustvarijo pogoji za razvoj korozijskih procesov.
Tako je na podlagi prejšnjih študij mogoče trditi, da sprememba temperature stene cevi povzroči spremembo vlažnosti in električnega upora tal okoli nje. Vendar pa v znanstveni in strokovni literaturi ni podatkov o kvantitativnih parametrih teh procesov.
1.6 Diagnoza plinovodov s prašiči.
V sistemu diagnostičnega dela na plinovodih ima ključno vlogo in-line diagnostika, ki je najbolj učinkovita in informativna metoda diagnostičnega pregleda. V LLC Gazprom transgaz Ufa trenutno diagnostiko tehničnega stanja linearnega dela plinovodov izvaja NPO Spetsneftegaz, ki ima v svojem arzenalu opremo za pregledovanje plinovodov z nazivnim premerom 500 - 1400 mm - a Kompleks DMTP (5 lupin), ki vključuje:
- čistilni projektil (CO);
- magnetno čiščenje (MOS);
- elektronski profiler (PRT);
transverzalno (DMTP) magnetizacijo.
Uporaba VTD vam omogoča, da prepoznate najnevarnejšo kategorijo napak - napetostno-korozijske razpoke (SCC), z globino 20% debeline stene ali več. Diagnostični pregled VTD je še posebej pomemben pri plinovodih velikih premerov, kjer je verjetnost pojava in razvoja SCC okvar velika.
Med vsemi odkritimi okvarami največje število upošteva napake zaradi izgube kovine, kot so splošna korozija, kaverna, jamica, vzdolžni utori, vzdolžne razpoke, vzdolžna razpoka, prečni utori, prečne razpoke, mehanske poškodbe itd.
detektor napak s 95% verjetnostjo, so določene glede na debelino stene cevi "t" v tridimenzionalnih koordinatah (dolžina x širina x globina) in imajo naslednje parametre:
- luknjičasta korozija 0,5t x 0,5t x 0,2t;
- vzdolžne razpoke 3t x 0,1t x 0,2t;
- prečne razpoke 0t x 3t x 0,2t;
- vzdolžni utori 3t x 1t x 0,1t;
- prečni utori 1t x 3t x 0,1t.
Ocena nevarnosti ugotovljenih napak se lahko izvede v skladu z WFD 39 Metodološka priporočila za kvantitativno oceno stanja glavnih plinovodov s korozijskimi napakami, njihovo razvrščanje glede na stopnjo nevarnosti in določitev preostalega vira, OAO Gazprom,.
Za napake korozijskega tipa se določijo naslednji parametri ocene nevarnosti:
- raven varnega tlaka v plinovodu;
- vir varnega delovanja cevovoda z okvarami.
možnosti. Prehod izstrelkov VTD omogoča zanesljivo določitev kvantitativnih parametrov napak stene cevi, ponavljajočih se prehodov - dinamike njihovega razvoja, kar omogoča napovedovanje razvoja korozijskih napak.
1.7 Modeli za napovedovanje korozijskih procesov.
bili so poskusi modeliranja tega procesa. Glede na linearni model procesa pripada M. Faradayu in ima obliko:
kjer je: A-const (konstantna vrednost);
Velika skupina raziskovalcev je predstavila model moči:
kjer: A=13, a=0,25; 0,5; 1.0 .. Tabela 1.6 povzema rezultate predhodnih študij kinetike elektrokemične korozije kovin - razvrstitev matematičnih modelov glede na splošno obliko funkcij. Skupaj je 26 modelov, ki vključujejo: linearne; moč; eksponentna; logaritemski;
hiperbolično; naravni logaritmi; uvrstitve; integralni; sinusoidno;
kombinirano itd.
Kot primerjalna merila so upoštevani naslednji kriteriji: izguba mase kovine, tanjšanje sten vzorca, globina kavitete, območje korozije, pospešek (upočasnitev) korozijskega procesa itd.
Na korozijske procese vpliva veliko dejavnikov, odvisno od tega, kateri procesi lahko:
- razvijati se s konstantnim tempom;
- pospešite ali upočasnite;
- da se ustavi v svojem razvoju.
Upoštevajte kinetično krivuljo, predstavljeno v koordinatah globina korozijskih napak - čas (slika 1.8).
Odsek krivulje 0-1 nam omogoča, da ugotovimo, da uničenje te kovine v agresivnem okolju (elektrolit) za obdobje t1 praktično ni opaziti.
Odsek krivulje 1-2 kaže, da se intenzivno uničenje kovine začne v intervalu t = t2 - t1. Z drugimi besedami, pride do najintenzivnejšega prehodnega procesa korozije kovin, za katerega je značilna največja možna (za ta konkreten primer) izguba kovine, pa tudi največje hitrosti in pospešitev elektrolize.
Točka 2, ki ima posebne lastnosti, je v bistvu prevojna točka korozijske kinetične krivulje. V točki 2 se stopnja korozije stabilizira, odvod hitrosti korozije postane enak nič v2=dk2/dt=0, ker teoretično je globina korozijske votline na tej točki konstantna vrednost k2= const. Odsek krivulje 2-3 nam omogoča sklepati, da v času t = t3 - t2 prehodni korozijski proces začne bledeti. V intervalu 3-4 se proces atenuacije nadaljuje, nad krivuljo 4 se korozija ustavi v svojem razvoju, dokler nov impulz ne zažene tega mehanizma.
Iz opravljene analize je razvidno, da pri naravnem poteku procesa elektrokemične korozije pride do pasivizacije kovine, s čimer se korozijsko uničenje kovine praktično ustavi.
Na odsekih glavnega plinovoda, ki so izpostavljeni korozijskim poškodbam, se zaradi impulzne temperaturne izpostavljenosti (pri spremembi temperature plina) izmenjujejo procesi pasivacije in aktivacije korozijskih procesov.
Zato z nobenim od obravnavanih modelov ni mogoče napovedati hitrosti korozije na magistralnih plinovodih.
V primeru pomanjkanja informacij, kar je običajno glavni problem pri napovedovanju razvoja korozijskih procesov, lahko
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 Slika 1.8 - Graf kinetične krivulje korozijske aktivnosti na podlagi fizikalnih predstavitev procesa (slika 1.9) in z uporabo delovanja največjih in povprečnih napak. Vendar je malo verjetno, da bo to omogočilo napovedovanje dinamike kvantitativne rasti korozijskih napak.
Predstavljeni modeli opisujejo korozijske procese v specifičnih situacijah, pod določenimi pogoji, kemijskim okoljem, temperaturo, jekli različnih vrst, tlakom itd. Posebej zanimivi so modeli, ki opisujejo korozijske procese podobnih sistemov (magistralni cevovodi) z izolacijsko prevleko, ki delujejo v podobnih pogojih kot plinovodi in beležijo rezultate tudi na podlagi in-line diagnostike. Na primer, v metodologiji za izvedbo faktorske analize na magistralnih naftovodih, ne glede na premer in vrsto izolacijske prevleke, avtorji predlagajo model:
kjer je L koeficient slabljenja korozijskega procesa;
H je globina poškodbe zaradi korozije, mm;
Iz zgornje formule 1.6 je razvidno, da so avtorji sprejeli trditev, da ima korozija na začetku obratovanja cevovodov najintenzivnejšo rast, nato pa se duši zaradi pasivizacije. Izpeljava in utemeljitev formule (1.6) sta podani v .
obratovanje plinovoda precej sporno, saj nova izolacijska prevleka zagotavlja veliko bolj zanesljivo zaščito kot sčasoma, ko se izolacija stara in izgublja zaščitne lastnosti.
Kljub obilici raziskav nobeden od predlaganih modelov za napovedovanje korozijskih procesov ne more v celoti upoštevati vpliva temperature na hitrost korozije, ker ne upoštevajte njegove impulzne spremembe med delovanjem.
Ta izjava nam omogoča, da oblikujemo namen raziskave:
eksperimentalno dokazati, da je nestabilen temperaturni režim plinovoda glavni vzrok za aktiviranje korozijskih procesov na zunanji površini plinovoda.
1. Izvedena je bila analiza literarnih virov, da bi razkrili vpliv temperature plina na korozijsko stanje plinovoda:
1.1. Upoštevane so značilnosti korozijskih procesov v cevovodnem transportu;
1.2 Določena je vloga korozivne aktivnosti tal, ko izolacijska prevleka izgubi svoje zaščitne lastnosti.
1.3. Preučena je bila tehnična izvedljivost odkrivanja napak v liniji za oceno pomanjkljivosti cevovodov.
1.4. Upoštevani so modeli drugih raziskovalcev o napovedovanju korozijskih procesov.
2. Raziskani so bili razlogi za nastanek makrokorozivnih elementov na zunanji površini cevovoda.
3. Dokazano je, da se ob premikanju vlage v korozivni plasti tal spremeni električni upor tal ob cevovodu.
2. VREDNOTENJE IMPULSNEGA VPLIV VLAGE IN
TEMPERATURE NA KOROZIJSKO AKTIVNOST TLAN,
OKOLIČNI PLINOVOD
2.1. Fizično modeliranje in izbira regulacijskih parametrov Da občasno vlaženje tal pospešuje korozijske procese, kaže praksa obratovanja magistralnih plinovodov.Preučevanje tega pojava je Ismagilov I.G. dokazal, da je glavni plinovod velikega premera močan vir toplote, ki pulzno temperaturno vpliva na tla in povzroča nihajna gibanja vlage v korozivno-aktivni plasti tal.
Vendar pa je treba njegovo domnevo, da pulzni temperaturni učinek poveča korozivno aktivnost plasti zemlje ob cevovodu, eksperimentalno potrditi.
Zato je namen študije postavitev eksperimenta za proučevanje in ovrednotenje korozivne aktivnosti tal pri izpostavljenosti pulzni temperaturi.
Težave proučevanja korozijskih procesov se običajno rešujejo eksperimentalno. Obstajajo različne metode za ocenjevanje učinka korozije, vključno s pospešenimi korozijskimi testi.
Tako je treba simulirati pogoje prenosa toplote in mase z okoliško zemljo, ki so značilni za odsek plinovoda, ki prečka grapo, po dnu katere teče potok, in ugotoviti, v kolikšni meri jedko aktivnost tal se spreminja pod vplivom temperature in vlage.
Najbolj natančno preučevanje vpliva posameznega dejavnika (impulzna temperatura in vlažnost) je možno v laboratorijskih pogojih, kjer so parametri korozijskega procesa fiksirani in nadzorovani z visoko natančnostjo.
Impulzni temperaturni režim plinovoda s kvazistacionarnim prenosom toplote je bil modeliran za plinovode, ki potekajo po ozemlju Baškortostana in njemu podobnih regij. V skladu s teorijo podobnosti se lahko procesi prenosa toplote štejejo za podobne, če so števila podobnosti, ki označujejo proces prenosa toplote, enaka ob upoštevanju geometrijske podobnosti.
Tla, uporabljena v poskusu, so bila vzeta s trase plinovoda Urengoy-Petrovsk na odseku Polyana-Moskovo s položajev 3 ure, 12 ure in ure vzdolž oboda plinovoda. Termofizične lastnosti tal, uporabljenih v laboratorijskih študijah, so enake in situ, saj
Odvzeti so bili vzorci zemljine iz korozivnega dela obstoječega plinovoda. Za ista tla je bila samodejno izpolnjena enakost števil Lykov Lu in Kovner Kv za naravo in model:
Ob upoštevanju enakih temperaturnih razlik, istovetnosti tal in enake stopnje vsebnosti vlage v njih sta bila Kossovich Ko in Postnova števila Pn enaka.
Tako je problem modeliranja pogojev prenosa toplote in mase v ta primer, je bil zmanjšan na takšno izbiro namestitvenih parametrov, da se zagotovi enakost Fourierjevih števil Fo in Kirpičevega Ki za naravo in model.
obratovanje cevovoda s premerom 1,42 m, z enakostjo toplotne difuznosti a = a", na osnovi (2.5) dobimo za model:
(2.7) Torej, pri premeru epruvete 20 mm, bi moralo letno obdobje v objektu "preteči" v 1,7 ure.
Pogoji prenosa toplote so bili modelirani s kriterijem Kirpicheva. Približno upoštevamo toplotni tok po (2.9) Pri globini plinovoda do osi cevi H0 = 1,7 m in H0/Rtr = 2, (relativna globina plinovod na odseku Polyana-Moskovo), na podlagi enakosti (2.6) dobimo za model:
Za modeliranje "potoka" je potrebno ohraniti enakost Reynoldsovih števil za naravo in model:
Ker je tekočina enaka, voda - potem na podlagi (2.12) in ob upoštevanju geometrijske podobnosti dobimo enakost:
Ustrezni izračuni ob upoštevanju (2.13) kažejo, da mora biti oskrba z vodo, ki simulira tok na dani napravi, kapljična.
Ker je med poskusom potrebno spremeniti temperaturo stene cevi v mejah njene dejanske spremembe 30 ... 40 ° C in jo regulirati, vzdrževati impulzni način, potem temperaturo ttr zunanjega površina jeklene cevi - kot kontrolni parameter smo izbrali vzorec St. 3.
Za določitev relativne jedkosti tal pri izpostavljenosti pulzni temperaturi v primerjavi z izpostavljenostjo stabilni temperaturi je bila izbrana pospešena preskusna metoda, na podlagi katere se jedkost tal določa z izgubo teže jeklenih vzorcev.
2.2. Kratek opis eksperimentalne postavitve Eksperimentalna postavitev, katere shema je prikazana na sliki 2.1, je sestavljena iz pločevinaste škatle 1 dimenzij 90x80x128 mm. Posebej pripravljeno zemljo 11 nasujemo v zaboj do višine H, izračunano iz pogoja, da mora biti prostornina zemlje enaka:
Jeklena cev je postavljena v zemljo, predhodno stehtana na analitični tehtnici z natančnostjo 0,001 g. Parametri jeklenih cevi:
premer, dolžina, masa in površina cevi so podani v tabeli 2.1.
Slika 2.1 - Shema eksperimentalne postavitve za preučevanje vpliva pulzne temperature na korozivnost zemljin Tabela 2.1 - Parametri jeklenih cevi - vzorcev, Št. 3.
št. Premer, dolžina, površina, teža, opomba Cev je bila izolirana od pločevinaste škatle z gumijastimi čepi.
Vzorci tal v začetnem stanju v stiku z magistralnim plinovodom so bili pripravljeni na naslednji način.
Vsak od vzorcev je bil posušen v sušilniku. Ker so vzorci tal vsebovali organske spojine in morda sulfatreducirajoče bakterije, temperatura sušenja ni presegla 70 °C. Suho prst smo zdrobili in presejali skozi sito z 1 mm luknjami. Tako pripravljen vzorec tal smo nasuli v zaboj z nameščeno cevjo in navlažili do vlažnosti W = 20–25 %, kar ustreza naravni vlažnosti tal na območjih, kjer poteka trasa plinovoda. Pri poskusih je bila uporabljena voda iz pipe naravne temperature.
Pospešitev korozijskega procesa smo dosegli s priključitvijo negativnega pola na ohišje, pozitivnega pola vira enosmernega toka 6 V pa na kovinski vzorec.
Impulzni temperaturni režim je bil ustvarjen s periodičnim vklopom in izklopom toplotno-električnega grelnika (TEH), nameščenega v vzorčni cevi. Trajanje cikla je bilo določeno empirično. Na primer, za pogoje 1. poskusa je bilo med nadzorom temperaturnega režima določeno trajanje cikla, ki je enako t = 22 min (čas segrevanja n = 7 min; čas hlajenja o = 15 min). Nadzor temperature je bil izveden s pomočjo termočlena, nameščenega nad zgornjo generatriko cevi, ne da bi pri tem motili površino vzorca.
Med poskusom smo skozi lijak dovajali kapnico v tla v višini osi cevi. Ustvaril se je učinek zapore, ki je značilen za prečne odvodnike. Voda je bila odvedena skozi perforirane luknje na stranski steni škatle (5 simetričnih lukenj na isti ravni).
Po izklopu toka 24 ur po začetku eksperimenta smo vzorec fotografirali, temeljito očistili korozijskih produktov s suho krpo in gumijasto radirko. Nato smo ga sprali z destilirano vodo, posušili in stehtali na analitski tehtnici na 0,001 g natančno.
aktivnost tal pri impulznem temperaturnem vplivu Nujen pogoj za korozijsko testiranje je pospešitev kontrolne stopnje procesa. V nevtralnih elektrolitih je korozijski proces omejen s hitrostjo depolarizacije kisika, zato je za pospešitev korozijskega procesa potrebno povečati hitrost katodnega procesa.
Preizkušanje vzorcev je treba izvesti tako, da je ob občasnih spremembah vlažnosti kovina izpostavljena najdaljši možni izpostavljenosti tankim slojem elektrolita.
Pomembno je izbrati načine, ko tla niso popolnoma dehidrirana zaradi sušenja tal in vlaga ostane v filmskem stanju.
Pri temperaturi okolja tgr = 20 °C in temperaturi stene cevi ttr = 30...40 °C se na nivoju instalacije ustvari temperaturna višina 18 °C.
Pozimi se temperaturna razlika t poveča na 30 °C. Vendar zimski režim v objektu ni modeliran, saj so pogoji prenosa toplote in korozije tal v zimskem obdobju kvalitativno drugačni: "potoki"
zmrzne, nad cevovodom pa se snežna odeja delno odmrzne, navlaži tla, pojavi se učinek "termosa". Kljub temu, zaradi zadostne vlažnosti tal, obstajajo vsi razlogi za domnevo, da so v zimskih obdobjih aktivni tudi korozijski procesi, vključno s SCC.
Temperature reda 30 °C so mejne temperaturne vrednosti za poletno obdobje, pod katerim se vlaga ne oddaljuje od cevi in se, kot so pokazale študije na merilnih mestih št. 1 in št. 2 plinovoda na odseku CS Polyana - CS Moskovo, kopiči na majhni oddaljenosti od cevi. , ki je v neravnovesnem stanju (majhna je razdalja približno 0,2 ..0,3 m od stene cevovoda s premerom 1,42 m). Zato vsako rahlo znižanje temperature povzroči vrnitev vlage.
Ko je zemlja v stiku s cevjo dehidrirana v zelo tankih plasteh, se lahko skupaj s spodbujanjem katodne reakcije zavre anodna reakcija, kar bo posledično upočasnilo proces korozije.
Podobni procesi se pojavljajo na zgornji generatriki plinovoda, na kateri korozijsko razpokanje praktično ni opaziti.
V tabeli 2.2 so prikazani rezultati študij korozije na jeklenih ceveh - vzorci št. 1-4. Poskusi so bili izvedeni zaporedno, v vrstnem redu, navedenem v tej tabeli.
Vzorci tal niso bili ponovno uporabljeni. Temperatura okolja ni presegla 18…20 °C. Registracija temperaturnih režimov je bila izvedena v dnevniku opazovanj. Ti podatki so predstavljeni v Dodatku 1.
Vzorec št. 1, izpostavljen pulzni temperaturi.
Dejanski način je bil določen s temperaturo vzorca jekla, ki je nihala v okviru: tнi…toi, (Priloga 1). Temperatura segrevanja tn je temperatura, na katero se je temperatura stene vzorca povečala v času segrevanja n. Temperatura hlajenja tо je temperatura, na katero se je temperatura vzorca znižala v času o. Čas i -tega cikla i = нi +оi ; število ciklov med poskusom n = 66.
Tabela 2.2 Pogoji in rezultati poskusov št. 1-4 za določitev korozivne aktivnosti tal. Povprečne temperature so bile določene po formulah:
Med poskusom, ki traja 24 ur. 30 min so bile ohranjene povprečne vrednosti parametrov:
Med testom, 24 ur in 30 minut, je bil simuliran proces, ki poteka v naravnih pogojih 24,5/1,7 14 let. Med letom se je v povprečju 1,760/22,3 = 4-krat temperaturni režim spremenil od 30 do 40 °C.
Narava korozijskih poškodb je prikazana na fotografijah (slika 2.2).
Obstaja manifestacija splošne korozije po celotni površini vzorca, vendar ni pomembna. Prevladujejo precej obsežna, koncentrirana in globoka središča. Največja globina ulcerativne lezije je zabeležena pri neprekinjenem dovajanju kapljajoče vode skozi lijak, glejte diagram namestitve na sliki 2.1. Voda je bila dovedena v osrednji del vzorca v višini osi cevi. Ko teče po tleh, je »potok« odstopil v levo. Pretok vode je potekal predvsem skozi 2. luknjo na levi (ob prisotnosti enakomerno perforiranih 5 lukenj). Ta del vzorca je bil najbolj izpostavljen koroziji.
Zaradi baražnega učinka in visoke vlažnosti je erozija na vstopni strani globlja in obsežnejša. Na vzorcu je vidna tudi »stagnirna« cona, kjer erozije praktično ni. To je mogoče razložiti na naslednji način.
Ker je bil v eksperimentalnih pogojih modeliran potok, ki teče po grapi, voda pa je bila dovedena brez tlaka, nato stran od kanala, s tesnim prileganjem tal na površino vzorca, je zaradi velikega hidravličnega upora voda naredila ni oprala površine cevi v območju tesnega stika in intenzivnost korozijskih procesov je bila bistveno manjša. Podobne pojave opažamo tudi v industrijskih razmerah ob trasi plinovoda.
Zaradi izhlapevanja in tokov vlage navzgor iz "toka"
korozijski procesi so se okrepili tudi v zgornjem levem delu vzorca.
Ta pojav je mogoče razložiti s faktorjem obsega, ki je posledica majhnosti cevi, kapilarnega dviga vlage in baražnega učinka.
Pri pulzni temperaturni izpostavljenosti in neenakomerni temperaturi, vlažnosti, ohmski upornosti in drugih parametrih vzdolž oboda cevi ustvarjeni pogoji povzročajo nastanek mikro- in makrokorozivnih elementov.
Opozoriti je treba, da se je med celotnim poskusom sprostila velika količina vodika. Ustrezne meritve niso bile opravljene, vendar je bil zaznan stalen zvočni učinek, ki se je dobro slišal.
Vzorec št. 2 Material drugega vzorca je enak. Tla so enaka
vzorec je bil vzet iz položaja 3 ure. Vlažnost tal W = 22%. Pogoji poskusa so se razlikovali v temperaturnem režimu in odsotnosti "toka". V celotnem poskusu, katerega trajanje je bilo 24 ur. 30 min., temperatura je bila konstantna:
Poškodbe zaradi korozije so tukaj veliko manjše (slika 2.3).
Izguba teže vzorca je 7-krat manjša (v relativnih enotah). Prevladuje splošna korozija. Površina vzorca je enakomerno prizadeta. V spodnjem delu vzorca je opažena ena majhna žariščna lezija.
Opažamo temeljno razliko v naravi korozijske poškodbe vzorcev št. 1 in št. 2.
Slika 2.3 - Korozijske poškodbe vzorca št. 2 pri konstantni temperaturi ttr = 33 °C Z impulznim temperaturnim vplivom na proces in prisotnostjo tekoče vode se razvije obsežna izrazita luknjičasta korozija jeklene površine z največjo škodo vzdolž toka ".
Pri stabilni temperaturi in odsotnosti drenaže, vendar pri enaki začetni vlažnosti opazimo sušenje tal in razvoj splošne korozije z minimalnimi razjedami. Hitrost korozijskih procesov in izgube kovine je 7-krat manjša.
Vzorec št. 3 Material vzorcev št. 3 in št. 4 je enak: Art. 3, vendar so vzorci narejeni iz drugega kosa cevi. Vlažnost tal je bila v naravnih mejah W = 20…25 %. Trajanje poskusa je bilo 24 ur.
Temperatura med poskusom je bila enaka ttr = 33,12 ± 33 °C.
Vzorec tal je bil odvzet s položaja 6. ure. Tla so imela pomembno razliko, ki jo je sestavljalo oglejenje, ki je značilno za cevi, ki so predmet SCC. (Glejenje je proces kemijske obnove z vodo prenasičenega mineralnega dela prsti ali kamnin globljih horizontov, ko se oksidne spojine železa spremenijo v oksidne spojine in jih voda iznese, z železom osiromašeni horizonti pa postanejo zelenkasti, črni in sivkasti toni.).
Voda z majhnim kapljanjem (6 kapljic na minuto) praktično ni pronicala pod vzorčno cev, kar je povzročilo zamašitev v območju stika med tlemi in kovino, včasih se je dvignila v lijaku in ustvarila statično višino. Voda je bila dobavljena asimetrično, z odmikom do desna stran vzorec.
Za vzorec št. 3 (slika 2.4), izpostavljen koroziji, pri stabilnih pogojih prenosa toplote, ko se temperatura vzorca vzdržuje konstantno pri ttr = 33 °C, opazimo naslednje znake:
1) Značilna je splošna korozija, praktično po celotni površini;
2) med splošnim pregledom niso bili odkriti značilni znaki luknjičaste korozije;
3) Na področju prask:
2 praski 30 mm 2 praski 30 mm 2 praski 30 mm znakov ulcerativnih lezij ni bilo.
4) največjo korozijsko poškodbo, določeno z debelino korozijske skorje, opazimo s strani vzmeti, to je z desne strani vzorca, in vzdolž spodnje generatrike cevi, kjer je bila vlažnost največja;
5) jasno je razvidno, da je barva korozijske skorje na položaju 6 ur vzdolž celotne spodnje generatrike cevi in v območju vzmeti temnejša, najverjetneje temno rjava;
6) prisotnost 3 prask v prepojeni coni (na desni) in 3 enakih prask v manj vlažni zemlji (levo) ni vplivalo na naravo razvoja korozijskega procesa;
7) opozoriti je treba, da so bili po obdelavi vzorčne cevi na stružnici na desni strani vidni sledovi plastične deformacije od mesta vpenjanja (v obliki rahlega delovnega utrjevanja), kar ni vplivalo na naravo poškodbe zaradi korozije.
Vzorec št. 4 Vzorec je strojno obdelan iz istega kosa cevi kot vzorec št. 3, art. 3. Tla, pogoji za izvedbo poskusa so enaki kot pri poskusu št. 3. Edina razlika: temperaturni režim je impulzen, po scenariju: 30/40 °С. Med poskusom, ki je trajal 24 ur, so bile ohranjene povprečne vrednosti parametrov, določene s formulami (2.14 - 2.16):
Tok »potoka v grapi« smo modelirali s kapljanjem vode skozi lijak, asimetrično, na desno stran vzorca. Število ciklov n = 63.
Vzorec ima praske, enake kot na vzorcu št. 3:
2 praski po 30 mm 2 praski po 30 mm 2 praski po 30 mm Narava poškodb zaradi korozije je prikazana na sliki 2.5.
Če primerjamo rezultate poskusov št. 3 in št. 4, ki sta bila prav tako izvedena v enakih pogojih, vendar z razliko v temperaturnih razmerah, ugotavljamo, da v tleh z znaki oglejenja pulzni temperaturni učinek tudi intenzivira proces. Glede na relativno izgubo teže je razlika 11-krat! (tabela 2.2).
Slika 2.4 - Narava korozijske poškodbe vzorca št. 3 pri konstantni temperaturi ttr = 33 OS Slika 2.5 - Narava uničenja vzorca št. 4 z impulzno spremembo temperature v načinu 31/42 OS Kot je razvidno, v tem primeru učinek kovinskih izgub zaradi korozije bistveno presega tistega, ki je bil dosežen v poskusih št. 1 in št. 2.
V poskusu št. 4 je opažen poseben pojav, ki omogoča razlago fizikalnih procesov, ki se pojavljajo v tleh pri izpostavljenosti impulzni temperaturi.
Dejstvo aktivacije korozijskega procesa kaže, da "nihanje" vlage, ki se pojavi v impulznem načinu, pod delovanjem termomotornih sil, sčasoma povzroči spremembo strukture tal, glajenje izboklin in gibanje delcev meljaste frakcije v kapilarah, tj.
pravzaprav nastanejo izboljšani kanali, po katerih se zmleti elektrolit prosto giblje. Med poskusom, v trenutku, ko je voda začela teči skozi perforirane luknje, so opazili tudi gibanje mehurčkov H2 vzdolž kapilar in njihovo odstranitev skupaj z vodo (vizualno).
V eksperimentu št. 3 (t = const) voda, dovedena skozi lijak, praktično ni pronicala skozi perforirane luknje, kar je včasih povzročilo celo dvig nivoja vode v lijaku z ustvarjanjem statičnega tlaka. Voda ni uhajala skozi perforirane luknje. Talni elektrolit se od tekočega elektrolita razlikuje po večji odpornosti proti gibanju ionov.
V poskusu št. 4 (t = 31/42 ° С) smo uporabili isto zemljo z oglejenjem, po eni uri. Edina razlika: način pulzne temperature. V netlačnem načinu je voda premagala upor tal v približno 8 urah od začetka poskusa. Uro pozneje je bilo vzpostavljeno ravnotežje: dotok vode je postal enak odtoku. Namestitev je bila izklopljena za noč. Zjutraj, po vklopu enote, je voda po 50 minutah kapljala skozi drenažne luknje.
To dejstvo kaže na zmanjšanje hidravličnega upora kapilar zaradi tvorbe izboljšanih kanalov. V takem okolju so ioni elektrolitov bolj mobilni, kar nedvomno prispeva k koroziji kovin, saj zagotavlja obnavljanje zemeljskega elektrolita. tekoča voda.
Hkrati vsak impulz zagotavlja spremembo v 1. in 2. stopnji nastajanja, kot da se intenzivira, prilagaja diskretno rast korozijskih procesov.
Seveda se v tem primeru ne poveča samo razvoj korozijskih procesov, temveč se okrepi žariščna korozija, luknjičasta in površinska korozija, saj so zanje značilni skupni elektrokemijski procesi.
Tako eksperimenti kažejo, da ob drugih enakih pogojih pulzni temperaturni učinek in spremenljiva vlažnost povečata korozivno aktivnost tal za 6,9-krat (poskus št. 1 in št. 2), s poslabšanjem fizikalnih lastnosti pa tla za 11,2-krat (poskus št. 3 in št. 4).
2.4. Raziskava vpliva frekvence temperaturnih nihanj in toplotnih parametrov na korozivnost zemljin (druga serija poskusov) Za režime obratovanja magistralnih plinovodov so značilna pogosta temperaturna nihanja. Med mesecem samo število vklopov AVO ventilatorjev na hladilnih blazinah zemeljski plin doseže 30 ... 40.
Med letom ob upoštevanju tehnoloških operacij (zaustavitev kompresorske delavnice, GPU itd.) in podnebni dejavniki(dež, poplave, spremembe temperature zraka itd.), To je na stotine nihanj, v celotnem obdobju delovanja pa na tisoče in desettisoče.
Za proučevanje vpliva frekvence temperaturnih impulzov in povišanja povprečne temperature na korozivnost tal smo izvedli drugo serijo poskusov (št. 5 - št. 8) na vzorcih jekla, v zmletem elektrolitu. . Registracija temperaturnih režimov je bila izvedena v dnevniku opazovanj. Ti podatki so predstavljeni v Dodatku 2.
Poskusi so bili izvedeni na enaki eksperimentalni postavitvi.
Modelirani so bili dolgotrajni termodinamični procesi, ki se pojavljajo na odseku magistralnega plinovoda s poškodovano izolacijo in občasnim vlaženjem (slika 2.1).
izpostavljen pulznim temperaturnim (vlažnim) učinkom, je pokazalo, da se pri obtoku vzorca s tekočo vodo razvije obsežna, izrazita luknjičasta korozija jeklene površine z največjo škodo ob prehodu vlage.
To dejstvo kaže na učinek seštevanja ali superpozicije učinkov temperature in vlage na korozijske procese z močnim povečanjem korozivne aktivnosti medija.
Pri stabilni temperaturi in odsotnosti drenaže, z enako začetno vlažnostjo tal, so ulcerativne poškodbe površine minimalne ali odsotne, izgube kovin zaradi korozije pa so za red velikosti manjše.
Rezultati prve serije poskusov so tudi dali razloge za domnevo, da povečanje števila temperaturnih impulzov povzroči povečanje izgube teže preskusnih vzorcev. Osnova za to trditev je bilo tudi dejstvo, da se zmleti elektroliti v korozivno aktivni plasti zemljine okoli plinovoda velikega premera obnašajo na zelo poseben način, in sicer:
1. Delujejo v poroznem talnem okolju, ki preprečuje gibanje ionov v skeletnih oblikah tal.
2. So v oscilacijskem gibanju pod delovanjem termomotornih sil, saj se temperaturni gradienti nenehno spreminjajo. Hkrati vlaga "prebije" optimalno pot zase v poroznem mediju, zgladi nepravilnosti in tuberkle v kapilarnem kanalu, kar sčasoma bistveno zmanjša hidravlični upor kapilar.
3. Povečana gibljivost talne vlage in njeno nihajno gibanje aktivirata korozijske procese. V prisotnosti odtokov (grape, tramovi itd.) Se produkti korozije aktivno evakuirajo iz aktivne plasti tal na obrobje in elektrolit se obnavlja.
V tem načinu se korozijske napake hitro razvijejo, združijo in tvorijo veliko prizadeto območje, kar vodi do oslabitve nosilnosti stene plinovoda, iz česar se lahko domneva, da k temu prispeva povečanje števila temperaturnih ciklov. postopek.
Poskusi št. 5-št. 8 so bili izvedeni na mešanici glinenih in ilovnatih tal na vzorcih, enakih vzorcem iz prve serije poskusov (tabela 2.3).
Tabela 2.3 - Parametri vzorcev druge serije poskusov s cikličnim načinom ogrevanja Tla za poskuse so bila vzeta iz jam pri ugotavljanju napak SCC na plinovodu Urengoy - Petrovsk Du 1400 PK 3402 + 80. Vzorci tal, odvzeti s položaja 6:00, imajo sledi oglejenja. Odsek plinovoda v jami PK 3402+80 je bil podvržen koroziji in stresno-korozijskim vplivom in je bil med sanacijskimi deli zamenjan.
Temperaturni režim je bil nastavljen na impulz, v skladu z dokazano shemo 45/35OS. Voda je bila dobavljena vsem vzorcem na enak način. Povprečna temperatura na površini vzorca in specifični toplotni tok sta podana v tabeli 2.4.
Vzorci druge serije poskusov so bili testirani na enaki eksperimentalni postavitvi, vendar za razliko od prve pod enakimi pogoji. Tisti. Tla so bila vzeta enaka, zagotovljen je bil enak dovod vode skozi lijak in enake temperature vode in zraka.
V teh poskusih se vzdržuje temperaturno območje izpostavljenosti na višji ravni: 35..40 °C (v prvi seriji poskusov je temperatura nihala v območju 30...35 °C).
Tabela 2.4 – Načini segrevanja vzorcev št.
je bila shranjena v 24±0,5 ure, kar je ustrezalo približno 14-letnemu obratovanju plinovoda v naravnih razmerah (glej točko 2.1).
Spreminjanje ciklov v tej seriji eksperimentov je bilo doseženo s spreminjanjem napetosti na grelnem elementu in posledično s spreminjanjem specifičnega toplotnega toka, ki se dovaja vzorcem. Vzorčni parametri ogrevanja so podani v tabeli 2.7.
Pri enakem trajanju primerjanih poskusov je število ciklov segrevanja vzorca različno: n=14 (poskus št. 6) in n=76 (poskus št. 8). Zato je hitrost segrevanja vzorca v poskusu št. 8 zelo visoka, ohlajanje pa počasno. V poskusu št. 6, nasprotno, ohlajanje poteka hitro, toplota pa se kopiči v tleh postopoma. Zaradi kvalitativno različnega prenosa toplote so povprečne temperature tav v teh poskusih različne.
Tabela 2.5 - Parametri segrevanja vzorca v cikličnem načinu 35/45°С Št. vzorca Iz tabele 2.5 je razvidno, da se razmerje med časom segrevanja n in časom ohlajanja o spreminja s številom ciklov. In to se odraža v naravi spremembe temperature ttr, določa razliko v povprečnih temperaturah tav, elektrolitov in na koncu na hitrosti korozije vzorcev.
Narava spremembe temperature ttr je prikazana na sliki 2.6. Analiza grafov pokaže, da se s povečevanjem števila ciklov spreminja razmerje med trajanjem ogrevanja in hlajenja. Slika 2.7 prikazuje fragment poskusa št. z majhno močjo vira ogrevanja, na sliki 2.8 pa fragment poskusa št. 8 z visoko močjo vira ogrevanja. Pri poskusu št. 5 (82 ciklov) in št. 8 (76 ciklov) je čas segrevanja krajši od časa ohlajanja, pri poskusih št. 6 in št. 7 pa obratno.
Rezultati poskusov št. 5-8 kažejo, da se korozijska izguba teže vzorcev razlikuje, glej tabelo 2. Tabela 2.6 - Izguba teže vzorcev št. 5-št. 8 s cikličnim načinom ogrevanja po 45/ 35 ° C shema kemičnih procesov. Biokemična narava pospeševanja ali aktivacije korozijskih procesov je pri takšni postavitvi eksperimenta praktično izključena.
Slika 2.6 - Narava impulznih temperaturnih režimov za segrevanje vzorcev v poskusih št. 5 - Slika 2.7 - Fragment izkušnje št. 6, ki prikazuje hitrosti ogrevanja in hlajenja pri nizki moči vira (q = 46,96 W / m) Slika 2.8 - Fragment izkušnje št. 8, ki ponazarja stopnje ogrevanja in hlajenja pri visoki moči vira (q = 239,29 W/m).
Izguba mase vzorcev, g/cm2 0, Slika 2.9 – Odvisnost izgube mase vzorcev od števila toplotnih impulzov Izguba mase vzorcev, g/cm Slika 2.10 – Odvisnost izgube mase vzorcev od toplotne moči Izguba mase vzorcev, g/cm Iz slike 2.9 je razvidno, da se s povečevanjem števila ciklov za isto časovno obdobje povečuje aktivnost korozijskih procesov, kar dokazuje povečanje relativne izgube teže vzorcev. Ta odvisnost je nelinearna in ima progresiven značaj.
Opozoriti je treba, da kljub temu, da je bil v poskusu št. 8 uporabljen vzorec z manjšo maso in manjšo površino v primerjavi z drugimi vzorci, je bila njegova specifična izguba mase velika. To je mogoče pojasniti z dejstvom, da je bil vzorec št. 8 izpostavljen večjemu specifičnemu toplotnemu toku, glej sliko 2.10. V primerjavi z vzorcem št.6, ki je bil izpostavljen najmanjšemu specifičnemu toplotnemu toku, ima vzorec št.8 za 6 % večjo specifično izgubo mase.
Hitrost korozije, izražena v izgubi kovinske mase, je odvisna od povprečne temperature tav zunanje površine vzorcev (slika 2.11, slika 2.12). Ko se temperatura dvigne na vrednosti 43..44 °C, se stopnja korozije zmanjša. To je mogoče razložiti z zmanjšanjem vlažnosti tal okoli cevi in njenim "sušenjem" na več visoke temperature. Z zmanjšanjem vlažnosti se zmanjša aktivnost korozivnih elektrokemičnih procesov.
impulzni temperaturni učinek (n), ampak tudi na toplotno moč vira (q) in njegovo povprečno temperaturo tav.
2.5 Odvisnost hitrosti korozije od povprečne temperature z nestabilnim prenosom toplote.
Opravljena analiza rezultatov eksperimentov, vključno z upoštevanjem kvalitativnih značilnosti in kvantitativnih razmerij, je omogočila izvedbo izbora faktorskih lastnosti, ki vplivajo na učinkovito lastnost modela.
izkazalo za nezadostno za izvedbo multiple korelacijsko-regresijske analize rezultatov. Kljub temu je analiza matrike parnih korelacijskih koeficientov, pridobljenih na prvi stopnji izbire, razkrila dejavnike, ki so med seboj tesno povezani, tabela 2.7.
Tabela 2.7 – Razmerje parametrov x1 (n) in x2 (tav), glede na y (G/s) Najtesnejše razmerje je bilo ugotovljeno med povprečna temperatura vzorec tav in izguba njegove mase G/s. Parni korelacijski koeficient ruх2=-0,96431.
Obstajali so med seboj tesno povezani dejavniki, ki so bili zavrženi.
Posledično je bilo odločeno, da se upošteva odvisnost oblike:
razvrščanje parametra x1(n) kot izražanje nestabilnosti procesa prenosa toplote in mase.
To je omogočilo obravnavo obeh serij poskusov skupaj. Štirim poskusom druge serije št. 5..8 sta bila dodana še dva poskusa št. 1 in št. 4 prve serije.
Nastala grafična odvisnost je prikazana na sliki 2.13.
Grafi na sliki 2.13 jasno prikazujejo proces izgub kovin zaradi korozije.
nestabilen prenos toplote in mase cevi s tlemi (in v naravnih razmerah plinovoda s tlemi) poveča korozijsko izgubo mase kovine cevi za red velikosti v primerjavi s stabilnimi načini, ko temperatura cevi se vzdržuje konstantno.
Drugič, s povišanjem temperature v območju, ki presega temperaturo 33 °C, se hitrost korozije upočasni. To je razloženo z dejstvom, da pri visokih temperaturah, ki dosežejo 40 ° C in več, pride do odtoka vlage, njene migracije na obrobje, kar povzroči sušenje tal. Z dehidracijo tal ob cevovodu se aktivnost korozijskih procesov zmanjša.
Tretjič, domnevamo lahko, da največja korozivna aktivnost pade na temperaturno območje v območju 30 ... 33 ° C. Znano je namreč, da se z znižanjem temperature s 30°C na 10°C hitrost korozije upočasni, pri 0°C pa se praktično ustavi.
Ko temperatura pade iz +20 °C na -10 °C, se korozivnost zmanjša za približno 10-krat.
to. Najbolj nevarne, z vidika korozije, se lahko štejejo za delovne temperature reda +30 ... +33 ° C. V tem območju delujejo glavni plinovodi velikih premerov.
Fedotov S.D., Ulybin A.V., Shabrov N.N.
inženir S. D. Fedotov;
Kandidat za tehnične vede, izredni profesor A. V. Ulybin *;
Doktor fizike in matematike, profesor N. N. Shabrov,
FGBOU VPO Državna politehnična univerza v Sankt Peterburgu
Ključne besede: korozivna obraba; jeklene konstrukcije; ultrazvočno merjenje debeline; pregled gradbenih konstrukcij
Znano je, da korozijske izgube v kovinskih konstrukcijah povzročajo veliko gospodarsko škodo. Korozijsko uničenje elementov jeklenih konstrukcij in armature v armiranem betonu je eden glavnih dejavnikov, ki vodijo v nesprejemljivo in izredno stanje konstrukcij. Stopnja korozije se giblje v širokem razponu od 0,05 do 1,6 mm na leto in je odvisna od korozijske odpornosti kovine, parametrov agresivnega okolja, prisotnosti in stanja protikorozijske obdelave, konstrukcijskih rešitev in drugih dejavnikov.
Opredelitev dejanskega korozivna obraba delujočih jeklenih konstrukcij je potrebno tako zaradi nadzora njihovega tehničnega stanja in pravočasne obnove kot tudi zaradi preprečevanja nesreč (okvare in zrušitve).
V sodobnih inšpekcijskih standardih, tehnični literaturi in znanstvenih člankih vprašanje pravilnega določanja korozivne obrabe ni v celoti razkrito. Iz razpoložljivih navodil ni vedno jasno, kaj in kako meriti izgube, katere odseke izbrati in kako jih pripraviti. O tem, kako prikazati rezultat meritve, ni nedvoumnega mnenja. Zato je treba posplošiti podatke, ki so na voljo v literaturi, in razviti tehniko krmiljenja ob upoštevanju sodobne instrumentacije.
Nadzor izgub zaradi korozije se v praksi zmanjša na dve glavni nalogi:
1) določitev dejanskega preostalega preseka kovinskega elementa;
2) primerjava dejanske debeline z izvirno (ali izmerjeno na prejšnji stopnji raziskave).
Zdi se, da sta obe nalogi precej enostavno rešiti. Vendar se v praksi pojavljajo težave tako pri merjenju debeline poškodovane konstrukcije kot pri primerjavi z originalno. Prav tako ni vedno jasno, kako prikazati rezultat študije na najbolj priročen in informativen način. Ta članek je posvečen rešitvi teh problemov, ki so shematično predstavljeni na sliki 1.
Slika 1. Metode za določanje izgub zaradi korozije
Članek obravnava glavne metode nadzora, ki se izvajajo v prisotnosti stalne korozije kovin. Vprašanja merjenja lokalne korozije (jamičasta, luknjičasta, interkristalna itd.) v ta material se ne upoštevajo.
Merjenje preostale debeline z mehansko metodo
Preden se lotimo vprašanja merjenja debeline, je treba opozoriti, da meritve kovinskih konstrukcij zahtevajo največjo merilno natančnost v primerjavi s konstrukcijami iz drugih materialov. V skladu z regulativnimi in metodološkimi dokumenti ter tehnično literaturo mora biti natančnost merjenja najmanj 0,05-0,1 mm.
Najenostavnejša in najmanj zahtevna metoda je določanje dejanske debeline jeklenih konstrukcij z različnimi mehanskimi merilnimi instrumenti. Za doseganje teh ciljev s potrebno natančnostjo je priporočljiva uporaba kalibrov, mikrometrov in mehanskih merilnikov debeline ter merilnih sponk.
V praksi uporaba najbolj dostopnega od teh orodij, namreč čeljusti, ni vedno priročna in včasih nemogoča. To je razloženo z dejstvom, da je meritev s čeljustjo mogoče izvesti samo na odprtih površin profili (perje vogalov, police I-nosilcev in kanalov itd.) (slika 2). Še posebej pogosto je treba izmeriti preostalo debelino elementa tanjšega profila, ki je stena v kanalih in I-nosilcih. V večini primerov prosti konec profila (v predelih podpore) ni dostopen in zato meritve ni mogoče izvesti. Druga pomembna omejitev je dolžina čeljusti čeljusti. V tem primeru je možno izmeriti debelino kovine le na območjih, ki se nahajajo vzdolž roba preiskovanega profila znotraj traku, ki je enak dolžini čeljusti.
Slika 2. Merjenje preostale debeline s kalibrom
Slika 3. Meritev preostale debeline BHI s spono
Slika 4. Mikrometer - merilnik debeline
Priročnejša sredstva za merjenje so merilniki debeline z nosilcem. Z njihovo pomočjo je mogoče izmeriti debelino na lokalnih območjih, ki se nahajajo na razdalji od robov proučevanega elementa. Pri neenakomernih korozijskih poškodbah bo ta prednost odločilna v primerjavi s čeljustjo. Poleg tega se lahko pri uporabi merilnika debeline z mesuro (slika 3) poveča natančnost merjenja v primerjavi z mehanskim merilnikom do 0,01 mm ali več. Po drugi strani pa uporabo mehanskih debelincev v obliki nosilcev spremljajo enake omejitve kot čeljusti.
Očitno je, da je uporaba zgornjih mehanskih merilnih instrumentov nemogoča na elementih zaprtega profila - ceveh, ki se vsako leto uporabljajo v vse večjih količinah. Edini možni način za mehansko merjenje debeline zaprtega profila je izvrtanje luknje in merjenje s specializiranim mikrometrom (slika 4). Hkrati se natančnost merjenja in učinkovitost krmiljenja močno zmanjšata.
Merjenje fizične preostale debeline
Za določanje debeline, kontinuitete in drugih parametrov izdelkov in prevlek iz različnih materialov se uporablja širok spekter fizikalnih metod neporušitvenega testiranja (NDT). Med njimi je mogoče opozoriti na magnetne, vrtinčne tokove, metode radijskih valov itd.
Ena najbolj uspešno uporabljenih fizikalnih metod za nadzor debeline in drugih parametrov jeklenih konstrukcij je ultrazvočna metoda. To potrjuje razširjena študija in uporaba ultrazvočnih naprav (debelinomeri in detektorji napak) v domači in tuji praksi. Ta metoda temelji na zmožnosti ultrazvočnih valov, da se odbijajo na vmesniku med mediji. Opozoriti je treba, da je za namene, opisane v tem prispevku, metoda ultrazvočnega odmeva edina uporabna med fizikalnimi metodami NDT.
Glavne prednosti uporabe sodobnih naprav, ki izvajajo ultrazvočno metodo merjenja debeline:
Možnost kontrole pri enostranskem dostopu;
Delajte na območjih, ki so oddaljena od roba konstrukcije (brez odprtih robov);
Visokozmogljivo;
Zadostna natančnost merjenja;
Relativno preproste zahteve za predhodno pripravo merilnega mesta.
V Rusiji se široko uporabljajo ultrazvočni merilniki debeline domačih in tujih proizvajalcev (AKS LLC, Tekhnotest LLC, Konstanta CJSC, Olympus itd.). Najbolj priročno za delo razmere na terenu so naprave - monobloki (slika 5).
Slika 5. Merjenje debeline z ultrazvočnim instrumentom
Seveda pa imajo tudi slabosti, med katerimi so omejen obseg izmerjenih debelin, manjša kapaciteta baterije in druge.
Uporaba večine ultrazvočnih merilnikov debeline zahteva pripravo jeklene površine z brušenjem ali (po možnosti) brušenjem merilnega območja. Po eni strani ta okoliščina zmanjša učinkovitost krmiljenja in v odsotnosti vira napajanja - zelo pomembno. Po drugi strani pa je priprava merilnega mesta nujna tudi za zagotovitev normalne točnosti kontrole z mehanskimi debelinami. Poleg tega razpoložljivost prenosnih brezžičnih orodij za obdelavo kovinskih površin v teh dneh praktično odpravlja to težavo.
Glede na navedeno lahko sklepamo, da je prednost ultrazvočnih naprav pred mehanskimi debelinami očitna.
Določitev začetne debeline preseka
Da bi razumeli, kakšna je izguba kovine, je treba poznati njeno začetno debelino. Najenostavnejši in najbolj zanesljiv način je merjenje debeline proučevanega elementa v nepoškodovanem delu. V primeru neomejenega (v prostoru) in dolgotrajnega dostopa agresivnega medija do odprtih elementov je pogosto korozijsko poškodovano celotno območje elementa. V tem primeru je nemogoče določiti začetno debelino elementa z neposredno meritvijo.
V takšni situaciji se parametri odseka elementov določijo bodisi glede na projektno dokumentacijo bodisi glede na sortiment valjane kovine. Ta pristop ima nizko zanesljivost in je v nekaterih primerih nemogoč (pomanjkanje dokumentacije, uporaba nestandardnih varjenih profilov itd.). Če je projektna dokumentacija na voljo za analizo, je verjetnost določitve želenih parametrov večja. Vendar pa ni nobenega zagotovila, da so postavljene konstrukcije v celoti v skladu s projektno rešitvijo in v realnosti domače gradnje - z izvršilno dokumentacijo.
Prav tako ni vedno mogoče določiti debeline elementov po sortimentu z določitvijo celotnih dimenzij preseka (višina in širina). Če so konstrukcije izdelane iz kanalov in I-žarkov, je za rešitev problema potrebno imeti sortimente, ki ustrezajo obdobju izdelave profilov. Vendar pa pri preučevanju struktur ni vedno mogoče določiti ujemanja profilov z določenim asortimanom. Pri pregledu cevi in kotnikov je nemogoče uporabiti sortiment za določitev začetne debeline, saj enake mere preseka ustrezajo velikemu razponu debelin. Na primer, kotiček z enakimi policami št. 50 po GOST 8509-93 ima lahko začetno debelino od 3,0 do 8,0 mm v korakih po 1,0 mm.
Posredna metoda za nadzor izgube zaradi korozije
V standardih in strokovni literaturi o pregledih stavb je mogoče najti priporočila za uporabo posredne metode za približno oceno velikosti korozijskih izgub. Njegovo bistvo je v merjenju debeline plasti korozijskih produktov in v oceni količine poškodb, ki je enaka 1/3 debeline jedkih oksidov.
Zanesljivost takega pristopa je z našega vidika zelo dvomljiva iz naslednjih razlogov. Ideja verjetno temelji na dejstvu, da imajo produkti korozije bistveno nižjo gostoto od uničene kovine. Predpostavimo lahko, da mora biti za zanesljivo izvedbo metode gostota korozivnih oksidov 3-krat manjša od gostote jekla. Vendar pa se glede na rezultate meritev, ki so jih avtorji izvedli na različnih predmetih, razmerje med gostotami korozijskih produktov (brez upoštevanja prostornine odprtih por in zračnih rež) in jekla giblje v območju 2,1...2,6. krat (tabela 1).
Tabela 1. Gostota korozivnih oksidov
|
Izbirni predmet |
Element |
pogoji uporabe |
Gostota oksidov, t / m 3 |
Odnos do gostote jekla |
|
|
Medetažni tramovi stanovanjske stavbe |
Gredna polica |
Vlaženje med puščanjem |
|||
|
Beam web |
|||||
|
Laboratorijska kanalizacijska rešetka |
Rešetkasti kotiček |
Periodično vlaženje |
|||
|
zbiralnik |
Podstavek za pladenj |
Pod nivojem tekočine |
|||
|
naprave za čiščenje kanalizacije |
weir kotiček |
Trajna hidracija |
Te navedbe bi lahko ovrgli z dejstvom, da je ravno zaradi prisotnosti por in zračnih rež debelina produktov korozije le trikrat večja od debeline poškodovane kovinske plasti. Vendar je to drugi razlog za nezmožnost izvajanja posrednega pristopa. Gostota "pakiranja" produktov korozije (razmerje zračnih plasti in por z volumnom oksidov) je odvisna od različnih dejavnikov. Ti vključujejo v različni meri vrsto agresivnega okolja, pogostost dostopa medija do materiala, prisotnost mikroorganizmov, ki so katalizator procesa, in drugi. V večji meri ima konstruktivna rešitev vlogo, in sicer prisotnost drugih struktur v bližini korodirajočega elementa, ki preprečujejo prosto kopičenje produktov korozije.
Avtorji so morali pri preučevanju iste vrste strukturnih elementov več kot enkrat opaziti korozijske produkte, ki se razlikujejo po svoji strukturi. Na primer, v eni od stavb, zgrajenih ob koncu 19. stoletja, se je gostota korozivnih oksidov, pritrjenih na stene talnih tramov, bistveno razlikovala. Vzrok za visoko gostoto oksidov je bila medgredna zapolnitev v obliki opečnih obokov, ki je preprečevala prosto kopičenje korozijskih plasti. V drugem nadstropju iste stavbe so imele korozijske "pite" vzdolž sten I-nosilcev skupno debelino 5,0-7,0 cm z debelino izgube jekla 5,0-7,0 mm (slika 6). V tem primeru je bilo polnilo med tramovi izdelano v obliki lesenega zvitka.
Slika 6. Slojeviti korozijski oksidi, vzeti iz talnih nosilcev
Če povzamemo, je treba opozoriti, da je to posredno metodo mogoče uporabiti le v primeru, ko se produkti korozije kopičijo v celotnem obdobju korozije in se ne odstranijo iz mesta nastanka. V pogojih odprtih elementov (kovinski nosilci, stebri itd.) Ni mogoče nedvoumno določiti skupne debeline korozijskih produktov, ki bi se lahko med delovanjem očistili ali preprosto padli s konstrukcije pod lastno težo.
Predstavitev rezultatov meritev
Drugo vprašanje, ki ga literatura ne obravnava, je vprašanje, kako predstaviti meritve obrabe. Na voljo so naslednje možnosti: v absolutnih enotah (mm, µm); kot odstotek debeline posameznega sekcijskega elementa (police, stene); kot odstotek površine celotnega odseka. Upoštevati je treba, da je nujni kriterij za korozivno obrabo, ki je na voljo v dokumentih, izražen kot odstotek površine prečnega prereza. Praviloma je obraba, normalizirana kot nujna, 25% površine.
Za izvedbo izračunov preverjanja ni dovolj imeti informacij o izgubi površine prečnega prereza (ali o dejanski površini preostalega odseka). Takšni podatki lahko zadostujejo le za izračun napetostnih elementov. Za izračun stisnjenih in upognjenih elementov je potrebno poznati dejanske dimenzije vseh profilnih elementov (polic, sten, kotnih peres itd.). Zato prikaz rezultatov meritev kot odstotek površine prečnega prereza ni dovolj informativen. Z neposredno meritvijo ni mogoče ugotoviti odstotka izgube površine prečnega prereza, saj je ta parameter mogoče določiti le s ponovnim izračunom. Ta trditev je utemeljena na naslednji način: v primeru enake hitrosti korozije vseh elementov preseka bo izguba enaka v absolutni vrednosti (mm), medtem ko bo odstotek obrabe enak samo pri elementih z enako začetno debelino. . Vendar so primeri enakomerne korozije vseh elementov odseka z enako hitrostjo redki.
Pogosto je napaka raziskovalcev posledica dejstva, da so izgube izmerjene le v enem od elementov preseka, iz česar sklepajo o korozivni obrabi celotnega preseka. Ta pristop je napačen, saj bo glede na prostorsko ureditev, vrsto odseka, dostop do agresivnega okolja in druge dejavnike obraba različnih delov odseka različna. Tipičen primer je korozija I-nosilcev na zraku. Z enakomernim dostopom do agresivnega okolja bo večja obraba zgornja površina vodoravno nameščeni deli odseka (na primer police). To se zgodi zaradi kopičenja vlage, prahu, produktov korozije na njih, kar pospešuje proces uničenja.
Pod določenimi pogoji, ki so praviloma povezani z dostopom agresivnega medija, se globina korozijskih izgub močno spreminja tudi v mejah enega presečnega elementa. Kot primer na sl. 7. prikazuje prerez I-nosilca nad kletnimi etažami s korozijskimi izgubami. Kot je razvidno iz slike, se največja poškodba pojavi na robovih spodnje prirobnice in doseže 100% debeline. V tem primeru, ko se približate steni, se odstotek obrabe zmanjša. Priznati z meritvijo na robovih, da je polica, še bolj pa celoten del, popolnoma izgubljen, bi bilo bistveno napačno.
Slika 7. Neenakomerna korozijska poškodba spodnje prirobnice I-nosilca nad tlemi kleti
Na podlagi navedenega je za kakovostno izvedbo raziskave in predstavitev njenih rezultatov potrebno:
Izmeriti preostalo debelino v vseh elementih odseka, ki imajo znake poškodb;
V primeru neenakomerne korozijske poškodbe znotraj dela odseka določite najmanjšo in največjo debelino ter določite območja največjih izgub (zgradite poseben profil preostalega odseka);
Pri določanju izgube površine prečnega prereza jo izračunajte glede na podatke o meritvah debeline vsakega od elementov prereza.
Praktični primer
Za ponazoritev navedenega predstavljamo rezultate raziskave, katere naloga je bila ugotoviti odstotek korozivne obrabe nosilnih prevlek.
Preiskani kovinski nosilci (slika 8) se nahajajo v proizvodnem objektu opekarne in obsegajo razpon 36 m. Zgornji pas v končnih ploščah je izdelan iz varjenega I-žarka z različnimi širinami polic. Povezave elementov so izvedene z varjenjem z vstavki. V skladu s projektno dokumentacijo so nosilni elementi izdelani iz različnih jekel: rešetkasti elementi iz VStZps 6 po GOST 380-71, jermenski elementi iz 14 G 2 po GOST 19281-73, vstavki iz VStZspb po GOST 380-71 .
Slika 8. Splošni pogled na anketirane kmetije
Slika 9. Prečni prerez enega od nosilnih elementov
Čiščenje površine v reži med vogali je zelo težavno, uporaba mehanskih merilnikov debeline brez odstranjevanja korozijskih produktov pa povzroči znatno napako pri merjenju. Za rešitev problema je bil uporabljen ultrazvočni debelinomer A 1207 z delovno frekvenco 2,5 MHz. Razpon nastavljenih hitrosti se giblje od 1000 do 9000 m/s, kar omogoča kalibracijo instrumenta za različna konstrukcijska jekla.
Slika 10. Korozijska poškodba nosilnega elementa
Med raziskavo je bil opravljen vizualni pregled kovinskih elementov nosilcev, zaradi česar je bila ugotovljena razširjena obraba zaščitnih barvnih premazov in kontinuirana korozija kovinskih elementov (slika 10). Meritve preostale debeline so bile izvedene na vidno najbolj poškodovanih delih nosilnih elementov.
Zaradi dolgotrajnega delovanja brez pravočasnih občasnih popravil in obnove zaščitnih premazov so bili nosilni elementi na celotnem območju korozijsko poškodovani.
Tako iz meritve na nepoškodovanem območju ni bilo mogoče določiti začetne debeline reza. S tem v mislih smo dejanske dimenzije profilov poskušali primerjati z najbližjim velikim (glede na debelino profila) profilom glede na sortiment. Tako ugotovljene korozijske izgube so znašale 25-30 %, kar je po zahtevah standarda znak za izredne razmere.
Po prvi analizi (primerjava z asortimanom) je naročnik našel in posredoval projektno dokumentacijo. Kot rezultat analize projekta je bilo ugotovljeno, da so bili nekateri nosilni elementi izdelani iz profilov večjega preseka (glede debeline in dimenzij), kot je navedeno v projektu. Ob upoštevanju začetne uporabe profilov večjega preseka in njihove korozivne obrabe je bilo ugotovljeno, da dejanske debeline teh elementov presegajo projektirane. Tako je zagotovljena nosilnost, ki je predvidena s konstrukcijo za te elemente. Izgube zaradi korozije tistega dela elementov, katerih presek ustreza projektnim podatkom, so se izkazale za manjše (ne več kot 10%).
Torej, pri določanju korozivne obrabe na podlagi primerjave s projektno dokumentacijo je bilo ugotovljeno, da njegova vrednost ne presega 10% površine prečnega prereza nekaterih elementov. V odsotnosti projektne dokumentacije in uporabe kot začetnih odsekov glede na sortiment bi lahko tehnično stanje konstrukcij pomotoma prepoznali kot nujno.
Zaključek
Iz predstavljenega gradiva lahko sklepamo naslednje.
1. Dokazano je, da je najbolj priročna in produktivna ter včasih edina možna metoda za določanje preostale debeline jeklenih konstrukcij ultrazvočna odmevna metoda. Uporaba mehanskih merilnikov debeline se lahko priporoča le v odsotnosti ali nezmožnosti uporabe ultrazvočnih merilnikov debeline (na primer pri nizkih temperaturah zraka).
2. Utemeljeno je, da posredna metoda za določanje korozijskih izgub na podlagi merjenja debeline korozijskih produktov ni uporabna zaradi nezanesljivosti dobljenih rezultatov.
3. Predstavitev kovinskih izgub zaradi korozije v odstotkih daje kvalitativno oceno stanja konstrukcije in vam omogoča tudi oceno stopnje korozije.
4. Stanje konstrukcij je v večini primerov treba določiti z verifikacijskim izračunom. Za to je potrebno imeti podatke o preostalih geometrijskih značilnostih poškodovanega odseka.
5. Razvit je bil algoritem za določanje korozivne obrabe, ki ga je priporočljivo uporabljati v praksi pregledovanja predmetov (slika 11).
6. Treba je posodobiti dele regulativnih dokumentov, ki urejajo instrumentalno oceno korozivne obrabe in razvrstijo tehnično stanje kovinskih konstrukcij ob upoštevanju predlagane metodologije.
Slika 11. Algoritem za ocenjevanje korozivne obrabe (* za neprekinjeno korozijo kovine)
Literatura
1. Puzanov A. V., Ulybin A. V. Metode za preučevanje korozijskega stanja armature armiranobetonskih konstrukcij Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2011. št. 7(25). strani 18-25.
2. Dobromyslov A. N. Diagnostika poškodb zgradb in inženirskih objektov. M.: ASV, 2006. 256 str.
3. Priročnik za pregled gradbenih konstrukcij stavb. M.: JSC "TsNIIPROMZDANIY", 1997. 179 str.
4. Remnev V. V., Morozov A. S., Tonkikh G. P. Pregled tehničnega stanja gradbenih konstrukcij stavb in objektov: Učbenik za univerze železniškega prometa. M.: Pot, 2005. 196 str.
5. Priročnik za spremljanje stanja gradbenih kovinskih konstrukcij stavb in objektov v agresivnih okoljih, izvajanje raziskav in načrtovanje obnove protikorozijske zaščite konstrukcij (do SNiP 2.03.11-85). M.: GOSSTROY ZSSR, 1987. 23 str.
6. Gurevich A. K. [et al.] Tabela: Metode in naloge merjenja debeline // V svetu NDT. 2008. št. 2(40). C. 4.
7. Yunnikova VV Raziskave in razvoj metod in sredstev za povečanje zanesljivosti ultrazvočnega nadzora debeline: disertacija .... cand. tehn. znanosti. Khabarovsk, 1999. 107 str.
8. Yunnikova V. V. O zanesljivosti ultrazvočnega nadzora debeline // Nadzor in diagnostika. 1999. št. 9. S. 31-34.
9. Broberg P., Runnemalm A., Sjodahl M. Izboljšano zaznavanje vogalov z ultrazvočnim testiranjem z uporabo fazne analize // Ultrazvočna tehnika. 2013. št. 53(2). str. 630-634.
10. Xiong R., Lu Z., Ren Z., Xu C. Eksperimentalne raziskave jeklenih cevi z betonom majhnega premera z ultrazvočno detekcijo // Applied Mechanics and Materials. 2012. letnik 226-228. str. 1760-1765.
11. Tang R., Wang S., Zhang Q. Študija ultrazvočnega odkrivanja napak za jeklene cevi majhnega premera z debelo steno // International Journal of Digital Content Technology and its Applications. 2012. št. 6(16). str. 17-27.
12. Samokrutov A. A., Ševaldikin V. T. Ultrazvočna ehotomografija kovinskih konstrukcij. Stanje in trendi // Tovarniški laboratorij. materialna diagnostika. 2007. št. 1. S. 50-59.
13. Danilov V. N., Samokrutov A. A. Simulacija delovanja piezoelektričnih pretvornikov s kontaktom s suho točko v načinu sevanja // Defektoskopija. 2003. št. 8. S. 11-23.
14. Uvod v aplikacije ultrazvočne tehnologije s faznimi nizi: tehnološke smernice za raziskave in razvoj. Quebec: R/D Tech inc., 2004. 368 str.
15. Samokrutov A. A., Kozlov V. N., Shevaldykin V. G. Novi pristopi in strojna sredstva ultrazvočnega merjenja debeline z uporabo enoelementnih enojnih sond // 8. evropska konferenca o neporušnem testiranju, Barcelona, 17-21 junij 2002. str. 134-139.
16. Samokrutov A. A., Shevaldykin V. G., Kozlov V. N., Alekhin S. T., Meleshko I. A., Pastushkov P. S. A 1207 - Ultrazvočni merilnik debeline nove generacije // V svetu NK. 2001. št. 2(12). strani 23-24.
17. Fowler K.A., Elfbaum G.M., Smith K.A., Nelligan T.J. Teorija in uporaba natančnega ultrazvočnega merjenja debeline [Elektronski vir]. URL: http://www.ndt.net/article/w... (datum dostopa: 01.09.2013).
18. Sorokin Yu N. Ultrazvočne metode neporušitvenega testiranja. VINITI. Rezultati znanosti in tehnike: Meroslovje in merilna tehnika. 1979. V.4. str.253-290.
19. Gmyrin S. Ya. Vpliv hrapavosti kontaktne površine na odčitke ultrazvočnih merilnikov debeline // Defektoskopija. 1993. št. 10. S. 29-43.
20. Gmyrin S. Ya. O vprašanju debeline stene izdelka in napake njenega merjenja pri ultrazvočnem merjenju debeline v primeru znatne korozije vhodne površine // Defektoskopija. 1996. št. 11. S. 49-63.
21. Zemlyansky A. A., Vertynsky O. S. Izkušnje pri prepoznavanju napak in razpok v velikih rezervoarjih za shranjevanje ogljikovodikov Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2011. št. 7(25). strani 40-44.
22. GOST R 53778-2010. Zgradbe in konstrukcije. Pravila za pregled in spremljanje tehničnega stanja. Uvod 1. 1. 2011. M., 2010. 60 str.
23. Startsev S. A. Problemi pregleda gradbenih konstrukcij z znaki biološke poškodbe Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2010. št. 7(17). strani 41-46.
24. TSN 50-302-2004. Projektiranje temeljev za zgradbe in objekte v Sankt Peterburgu. Uvod 05.08.04. SPb., 2004. 57 str.
25. Prishchepova N. A. Trajnost jeklenih nosilcev premazov industrijskih zgradb podjetij barvne metalurgije na skrajnem severu: avtor. dis.... kand. tehn. znanosti. Norilsk: industrija Norilsk. inst - t, 1997. 25 str.
Ocena korozijskega stanja cevovoda, ki se nahaja v električnem polju daljnovoda, se izvaja glede na potencialno razliko med cevjo in zemljo ter velikost toka v cevovodu.
Lok-shema kompleksne ocene tehničnega stanja LP MG. V prihodnje naj bi ocena korozijskega stanja LP MG postala sestavni del celovite ocene tehničnega stanja LP MG.
Shema nastanka in distribucije potepuhov. Pri ocenjevanju korozijskega stanja plinovoda je pomembno poznati povprečne in največje vrednosti potencialne razlike.
Instrumenti za ocenjevanje korozije morajo vključevati senzorje, snemalni sistem in ustrezne vire energije. Pri uporabi magnetnih in elektromagnetnih metod je možna uporaba različnih sistemov magnetiziranja. Problem skeniranja je rešen bodisi z majhnim številom senzorjev, ki se gibljejo vzdolž spiralne črte znotraj cevi, bodisi z velikim številom senzorjev, ki se translacijsko premikajo skupaj z magnetnim sistemom in so nameščeni vzdolž oboda naprave. V tem primeru je za odpravo morebitnih napak v cevi najprimerneje uporabiti dvoobročno zamaknjeno razporeditev senzorjev. Instrumenti Linealog, izdelani v ZDA, so sestavljeni iz treh delov, ki so povezani s tečaji. V prvem delu so viri energije in tesnilni obročki, v drugem - elektromagnet s sistemom kaset za senzorje, v tretjem - elektronske komponente in snemalna naprava, Uporabljajo se za preglede cevovodov.
Vrtanje za oceno korozijskega stanja cevovoda je treba izvesti s popolnim odprtjem cevi in možnostjo pregleda njegove spodnje generatrise. Dolžina izpostavljenega dela cevi mora biti vsaj tri njene premere.
Učinkovit način ocenjevanje korozijskega stanja opreme (v fazah njenega načrtovanja, delovanja, obnove) je korozijski monitoring - sistem za opazovanje in napovedovanje korozijskega stanja objekta z namenom pravočasnega pridobivanja informacij o njegovih morebitnih korozijskih okvarah.
V tabeli. 6 podaja oceno dejanskega korozivnega stanja toplovodnih sistemov iz črnih cevi v številnih mestih. Poleg tega so za primerjavo podani izračunani indeksi nasičenosti vode pri 60 C, podatki o vsebnosti raztopljenega kisika v vodi, prostega ogljikovega dioksida ter ocena korozijske aktivnosti.
Porazdelitev območij hitrosti gibanja toka voda-plin-olje za cevovode različnih premerov. Korozijski pregledi nizov ohišja se izvajajo za oceno njihovega korozijskega stanja (tako glede na globino kot območje polja), določitev parametrov elektrokemične zaščite, ugotavljanje vzrokov puščanja nizov ohišja med delovanjem in nadzor varnosti.
Na podlagi analize zgornjih podatkov o oceni korozijskega stanja in zanesljivosti opreme in TP OOGCF, rezultati linijske in zunanje detekcije napak, celovitih in laboratorijskih korozijsko-mehanskih preskusov, metalografskih študij šablon in vzorcev. , rezultati tehnične diagnostike konstrukcij, pa tudi ob upoštevanju veljavnih regulativnih in tehničnih dokumentov (NTD) je bila razvita tehnika za diagnosticiranje opreme in procesne opreme za naftna in plinska polja, ki vsebujejo vodikov sulfid.
Pri nas in v tujini se razvijajo metode in instrumenti za oceno korozijskega stanja cevovoda brez odpiranja. Najbolj obetavne metode temeljijo na prehodu posebej opremljene naprave skozi cevovod, ki fiksira žarišča korozijske poškodbe stene cevi od znotraj in zunaj. V literaturi so podatki o metodah spremljanja stanja cevovodov. Glavna pozornost je namenjena magnetnim in elektromagnetnim metodam, pri čemer je prednost dana slednjim. Tu so na kratko opisane tudi ultrazvočne in radiografske metode.
Modeli, ki niso opisani z nobenimi matematičnimi enačbami in so predstavljeni kot niz tabelaričnih koeficientov ali nomogramov, priporočenih za oceno korozijskega stanja kovin.
Za oceno stanja prevleke na cevovodu med delovanjem je priporočljivo uporabiti prehodni upor izoliranega cevovoda, parametre, ki označujejo prepustnost materiala prevleke, in količino antioksidanta (za stabilizirane sestavke), ki ostane v prevleki. . Za oceno korozijskega stanja stene cevi je treba uporabiti podatke iz meritev korozijskih izgub kovine pod prevleko ali na mestih njene napake, pa tudi velikost in relativni položaj korozijskih lezij na steni cevi. Na drugo - lokalna korozija (votline, jamice, lise), enojna (z razdaljo med najbližjimi robovi sosednjih lezij več kot 15 cm), skupina (z razdaljo med najbližjimi robovi sosednjih lezij od 15 do 0,5 cm). ) in razširjene (z razdaljo med najbližjimi robovi sosednjih lezij manj kot 0,5 cm) lezije. Posamezne korozijske lezije ne povzročajo okvar v cevovodih.
Za oceno stanja izolacijske prevleke na cevovodu med obratovanjem je treba uporabiti vrednosti prehodnega upora cevovoda, parametre, ki označujejo prepustnost materiala prevleke, in količino antioksidanta (za stabilizirane sestavke) ostanejo v izolaciji. Za oceno korozijskega stanja stene cevi je treba uporabiti podatke iz meritev korozijskih izgub kovine pod prevleko ali na mestih njene okvare ter velikost in relativne položaje korozijskih lezij na steni cevi.
Pri ocenjevanju korozijskega stanja cevovoda se določijo vrste korozije, stopnja korozijske poškodbe zunanje stene cevi s splošno značilnostjo odsekov, največja in Povprečna hitrost korozijo, napovedati korozivno stanje mesta za 3-5 let.
V tabeli. 9.12 podaja oceno korozijskega stanja cevovoda s celotnim nizom vplivnih dejavnikov in ustreznimi priporočili.
V praksi lahko za količinsko opredelitev odpornosti kovin proti koroziji uporabite katero koli lastnost ali značilnost kovine, ki se med korozijo znatno in naravno spremeni. Tako lahko v sistemih za oskrbo z vodo oceno korozijskega stanja cevi podamo s časovno spremembo hidravličnega upora sistema ali njegovih odsekov.
Za iskanje možnosti za zmanjšanje izgub kovin zaradi korozije in zmanjšanje znatnih neposrednih in posrednih izgub zaradi korozije je potrebno oceniti korozijsko stanje naprav in komunikacij kemijsko-tehnoloških sistemov. V tem primeru je potrebno izvesti tako oceno korozijskega stanja kemijsko-tehnološkega sistema kot tudi napoved možen razvoj korozija in vpliv tega procesa na delovanje naprav in komunikacij kemijsko-tehnoloških sistemov.
Postopek merjenja je podan v razdelku II. Obseg in obseg meritev, potrebnih za oceno korozijskega stanja konstrukcije, določajo oddelčna navodila, odobrena na predpisan način.
Kompleksnost in izvirnost korozijskega procesa podzemnih kovinskih in armiranobetonskih konstrukcij sta posledica posebnih pogojev podzemnega okolja, kjer medsebojno delujejo atmosfera, biosfera in hidrosfera. Zaradi tega Posebna pozornost se ukvarja z razvojem in ustvarjanjem opreme in sistemov za ocenjevanje korozijskega stanja predmetov, ki se nahajajo pod zemljo. Takšno oceno lahko izvedemo na podlagi merjenja časovno povprečnega potenciala kovinske konstrukcije glede na tla. Za določitev povprečne vrednosti potenciala so bile razvite naprave - integratorji blodečih tokov. So enostavni za izdelavo, ne zahtevajo posebnih napajalnikov in so zanesljivi pri delovanju. Uporaba teh naprav zagotavlja informacije o naravi prostorske porazdelitve anode, katode in izmeničnih območij za izbiro kraja priključitve elektrokemičnih zaščitnih sredstev in celovito upoštevanje učinkovitosti njegovega delovanja. Te informacije se lahko uporabljajo tako v procesu načrtovanja, gradnje in namestitve nove opreme kot med delovanjem. Možno je izvajati načrtovane ukrepe za zagotovitev visoke zanesljivosti kovinskih in armiranobetonskih konstrukcij v dolgoročnem delovanju.
Oceno tveganja korozije jeklenih podzemnih cevovodov zaradi vpliva elektrificiranih vozil na izmenični tok je treba narediti na podlagi rezultatov meritev potencialne razlike med cevovodom in okoljem. Postopek merjenja je podan v razdelku II. Obseg in obseg meritev, potrebnih za oceno korozijskega stanja cevovoda, določajo oddelčna navodila, odobrena na predpisan način.
Nadzor načina se izvaja na podlagi rezultatov analiz vzorcev vode in pare, odčitkov pH napajalne in kotlovske vode, periodičnih določitev kvantitativne in kvalitativne sestave usedlin ter ocene stanja kovine kotla v smislu korozije. Obratovalno osebje posebej nadzoruje dva glavna indikatorja režima: odmerek Compleson (glede na znižanje nivoja v merilnem rezervoarju delovne raztopine 7, preračunano na porabo napajalne vode) in pH kotlovne vode čist predel. Rezanje reprezentativnih vzorcev cevi ogrevalne površine, kvalitativna in kvantitativna analiza usedlin, ocena korozijskega stanja kovine v primerjavi z začetnim stanjem v prvih 1–2 letih izdelave režima se izvaja vsakih 5–7 let. tisoč ur delovanja.
Zato obstajajo primeri, ko je zaradi nenatančne določitve lokacije korozijskih napak na površini in v notranjosti cevovoda zaradi pozavarovanja dovoljena neupravičena zamenjava cevovoda na pomembnih območjih, kar vodi do velike prekoračitve javnih sredstev. Zato je potrebna zanesljiva ocena korozijskega stanja cevovodov ter pravočasna in pravilna sanacija na podlagi pridobljenih podatkov. V ta namen so v naši državi razviti, zasnovani in testirani detektorji napak za oceno korozijskega stanja cevovodov brez odpiranja iz jarka.
Morda bi bilo koristno prebrati:
- Kaj storiti, če je vaš ljubljeni fant odšel, kako pozabiti?;
- Zakaj, ko se je zaljubil, ne zapusti svoje žene;
- Žena je odšla z otrokom: kaj storiti?;
- Kako preživeti izdajo moža - nasvet psihologa;
- Kaj morajo starši vedeti;
- Aleksander Romanov - spomini velikega kneza Aleksandra Mihajloviča Romanova;
- Ofenzivna operacija Vitebsk-Orša Osvoboditev Orše leta 1944;
- Knez Jurij Vsevolodovič in tatarsko-mongolska invazija;