Модернизация защиты трубопроводов от коррозии

1.

ТЕМА РАБОТЫ:
Модернизация защиты трубопроводов от коррозии.
АВТОРЫ:
Студент 3-НТФ-4
Городнов Н.П.
Студент 3-НТФ-3
Хорев Илья Сергеевич
Студент 3-НТФ-3
Нурмухамбетов Сани Эдуардович
Студент 3-НТФ-3
Роман Калиниченко Алексеевич
РУКОВОДИТЕЛЬ:
к.х.н., доцент
Истомова Мария
Александровна
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

2.

Введение
Коррозия – это фундаментальная проблема на протяжении
многих десятилетий: это миллиарды недополученной прибыли,
ежедневные отказы, разливы нефтепродуктов, простои
оборудования и непоправимый ущерб для окружающей среды.
Причин возникновения коррозии довольно много: наличие в
металле механических примесей, наличие участков с
динамической нагрузкой на трубопровод, агрессивная среда: сера,
соль, вода, кислород, безусловно, ускоряют коррозионный процесс
2

3.

Актуальность для России
3

4.

Цель работы:
• Цель работы: модернизация протекторной электрохимической защиты за счет
размещения электрода не в грунте, а непосредственно внутри трубопровода,
используя в качестве электролита транспортируемую жидкость, чтобы в результате
окислительно-восстановительной реакции восстановление металла проходило на
внутренней стенке трубы.
4
учииии

5.

Основные задачи
Исследовать механизм разрушения внутренней поверхности промысловых
трубопроводов, выявить влияние формы и размеров механических
включений на безопасность и несущую способность промысловых
трубопроводов
Разработать метод электрохимического предотвращения коррозионного
износа внутренней поверхности линейной и коммутационной частей
подземных и наземных технологических трубопроводов;
Разработать конструкцию катодной защиты внутренних поверхностей
промысловых трубопроводов от внутренней коррозии и
усовершенствовать конструкцию дренажной защиты от коррозии.
5

6.

Стенд для изучения скорости коррозии участка
трубопровода
Рис. 1
Измерительный стенд. (Для проверки работоспособности
антикоррозионного модуля)
В качестве образца труба диаметром 100 мм, толщиной 3 мм
и длиной 2500 мм, материал трубы – Ст3. В качестве насоса
применялся электроцентробежный насос ЦНС-10, давление
в процессе испытаний составляло 2,5 кг/см2 (0,25 МПа).
Использовалась емкость расширительного бака 1,5 м 3 , в
качестве жидкости – вода
6

7.

Антикоррозионный модуль
На рис. 3 изображён антикоррозионный модуль,
являющийся основным элементом стенда и
предназначенный для предотвращения
нефтепромысловых трубопроводов от
внутренней коррозии.
Он состоит из корпуса с фланцами – 1,
«жертвенного» электрода – 2, выполненного из
магниевого сплава, диэлектрическиго
центратора – 3, шайбы – 4 и стягивающих
элементов болтов – 5 и 6.
7

8.

Принцип работы антикоррозионного
модуля
Под действием сформированного гальванического источника
(железо-магниевый элемент) происходит электролиз воды
эмульгированной в нефти. За счёт электрохимических реакций
(кроме катодной поляризации защищаемого оборудования)
обеспечиваются условия для образования защитной плёнки
магнетита
Вещества, способствующие возникновению на металле
защитной плёнки, носят название пассивирующих
агентов. Для железа хорошим пассивирующим агентом
служат ионы ОН
8

9.

Принцип работы антикоррозионного
модуля
Таким образом, в результате электролиза на
поверхности металла образуется тончайшая плёнка
слоя окиси, препятствующая дальнейшему окислению.
Существование таких «оксидных плёнок» доказано
различными методами: поляризацией отражённого
света, рентгенографическим путём и др. При некоторых
условиях возможно образование плёнок магнетита и
известковых отложений в таком сочетании, что
дефекты трубопровода будут полностью
заблокированы. Блокировка этих дефектов означает,
что нет доступа электролита к защищаемому
сооружению, а следовательно, нет условий для
развития коррозии.
9

10.

В результате испытаний на стенде обнаружено, что на внутренней поверхности защищаемой конструкции
отмечено образование черной плёнки, образовавшейся в результате действия протекторной защиты. При
отсутствии протекторной защиты цвет поверхности НКТ меняется за счет красной ржавчины (гематита),
которая указывает на активный процесс коррозии. Собранные образцы коррозионных отложений на НКТ были
подвергнуты рентгеноскопическому анализу. Как оказалось, основным компонентом пленки, образующейся под
действием катодной защиты, является магнетит (Fe3O4). Формируемая пленка окисла придает пассивность
стали, доступной коррозии или катодным реакциям, обеспечивая иммунитет от коррозии. Образование пленок
магнетита ведёт к блокировке дефектов поверхности и означает, что нет доступа электролита к поверхности, а
следовательно, нет условий для развития коррозии.
10

11.

Изменение скорости
коррозии
1. Начало коррозии контрольного участка трубопровода. Основной
металл открыт, ничем не защищен, происходит активная стадия
коррозии.
2. На этом этапе происходит выравнивание процесса, коррозия
замедляется.
– На первой кривой – замедление связано с образованием
коррозионного слоя.
– На второй кривой отчетливо наблюдается снижение скорости
коррозии. Это связано с восстановлением оксидной пленки на
внутренней стенке трубы. С увеличением времени – происходит
наращивание пленки и закупоривание дефектов, поэтому и разница
увеличивается
3. Происходит стабилизация процесса
11

12.

Вывод
Использование методов электрохимического воздействия для снижения
внутренней коррозии как варианта протекторной защиты с использованием
ионной связи между электродами, позволяет формировать защитную
пассивирующую плёнку, блокирующей доступ электролита к поверхности
трубопровода.
Разработанная конструкция позволят увеличить межремонтный период
промысловых трубопроводов на 30…60%.
Благодаря антикоррозионному модулю коррозия снизилась на 61,5%.
11

13.

Спасибо за внимание!
Эрик ученый жеесть