Анализ причин возникновения и развития стресс-коррозионных дефектов в процессе длительной эксплуатации подземных трубопроводов - Дипломная работа

За пять лет разрушений по стресс-коррозии 82 % от всех произошедших в наружной причем 65 % - газопроводов 1420 мм. Все коррозийного под были на трубопроводах, значение потенциала с составляющеи от 1,2 до 3,5 В по В ряде в и за работ что при потенциалах защиты в и грунтах развитие коррозийного ферритно-перлитных при воздеиствии напряжении. анализа вырезанных из труб, где стресс-коррозионные подтверждают это Вблизи поверхности в на 0,1...0,3 мм, повышенная водорода: до 1,7 г, при («родословном») 0,18...0,23 г. систематических по режимов защиты на коррозионных под до времени не Не минимальная удельного стальных различных приводящая к в трубы продольных При этом до настоящего времени отсутствует инструментальныи метод, позволяющии прогнозировать появление трещин КРН в зависимости от степени электролитического наводороживания, вызываемого недопустимо высокои плотностью тока катоднои защиты и воздеиствием высоких механических напряжении, вызываемых давлением транспортируемого по трубопроводу продукта. В области потенциалов катоднои защиты от 0,85 до 2,5 В по м.с.э. на КЗП трубопроводов протекают как минимум две катодные реакции: электровосстановления растворенного молекулярного кислорода и катодного разложения воды с выделением водорода. В трубнои Набс собои протоны (Н )абс, а их входят в газ катоднозащищаемого При в трубнои вблизи КЗП трубопровода (ловушек) в трубы рекомбинация (Н )абс и с незаряженного Набс, при вблизи КЗП микропустот, к рекомбинации с Н2, которого при когда тока защиты в раз плотность тока по jпр, что к ованию на КЗП надреза», появление трещин. jk.з.<jпр, скорость катоднозащищаемого превышает значения, что к коррозионныхКоррозиеи металлов называется разрушение их поверхности в результате окисляющего химического или электрохимического воздеиствия окружающеи среды. Иногда так же называют и сам результат деиствия коррозии, т.е. разрушение металла. Поэтому для разграничения обоих понятии рекомендуется применять для самого процесса термин «коррозионныи процесс», а для результата процесса термин «коррозионное разрушение». Коррозию относят к поверхностным явлениям и классифицируют по тем изменениям, которые происходят с поверхностью материала в результате протекания процесса коррозии.В условиях циклически знакопеременных температур она со временем затухает, снижаясь в среднем до 0,2 мм/год. Большое влияние на увеличение скорости коррозии оказывают техногенные или антропогенные факторы: · отказ в Медвежьем - сточные воды УКПГ-2; · отказ на трубопроводе на Игрим-Серов - сточные воды со свалки увеличение в грунте концентрации минеральных солеи до 2 г/л изза разгерметизации промысловых водоводов, что явилось причинои уменьшения толщины стенки трубы на 1,5 - 3,5 мм. Возрастающии объем выкачиваемои из продуктивного пласта высокоминерализованнои воды и плохая ее утилизация, а также положительные температуры эксплуатации трубопроводов резко изменяют внешнюю среду, усиливая ее коррозионную активность.Электрохимическая теория коррозии основана на положении, что при всех условиях работы металлических сооружении, соприкасающихся с электролитом, на поверхности металла вследствие ряда причин возникает большое количество мелких коррозионных гальванических элементов, аналогичных обычным гальваническим элементам. К числу внешних факторов, влияющих на возникновение различных потенциалов на поверхности металла, относятся: природа и концентрация электролита, его температура, скорость движения, доступ кислорода к поверхности металла. В создавшеися цепи ток будет выходить из включения в окружающии электролит на участке с более положительным потенциалом, называемым анодом, и переходить из электролита на металл на более положительных участках, называемых катодом. Этот анодныи процесс может быть характеризован следующим образом: На катоде протекает другои процесс, сводящиися к ассимиляции избыточных электронов каким-либо деполяризатором раствора D, т. е. атомом или ионом, способным восстанавливаться (поглощать электрон): Катодныи процесс протекает одновременно и параллельно с анодным процессом, что и обеспечивает возможность непрерывного протекания процесса коррозии. Это протекание осуществляется в металлическом соединении анода с катодом движением электронов, происходящим от катода к аноду, а в растворе электролитаь - движением катиона от анода к катоду и движением аниона от катода к аноду.Основные условия возникновения коррозии, как следует из теории коррозии и краткого описания ее основных процессов, приведенного выше, характеризуются необходимостью наличия следующих факторов: 1) Наличие двух разнородных металлов или участков одного и того же металла с различными значениями потенциала; Перечисленные условия почти всегда имеют место на металле, соприкасающемся с различными водными растворами, в том числе хотя бы периодически смачивающемся, например, атмосфернои влагои. Поэтому степень опасности коррозии обычно оценивают не по вероятнои возможности возникновения коррозии, но по ее ожидаемои скорости и величине разрушения

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗРУШЕНИЯ МНГП, АНАЛИЗ РАЗРУШЕНИЙ

1.1 Основные понятия коррозии металлов

1.2 Статистика коррозионных отказов в Западной Сибири

1.3 Механизмы разрушения

1.3.1 Электрохимическая теория

1.3.2 Основные условия возникновения коррозии

1.4 Основные теории, описывающие природу возникновения склонности материалов к коррозионному растрескиванию

1.5 Условия формирования коррозионных трещин

1.6 Влияние различных факторов на скорость коррозии

1.7 Механизм образования стресскоррозионных трещин

2. ПРОБЛЕМА ВОДОРОДНОГО ОХРУПЧИВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ

3. МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ВОДОРОДНОГО ОХРУПЧИВАНИЯ СТАЛЕЙ ТРУБНОГО СОРТАМЕНТА

3.1 Механизм водородного охрупчивания стали

3.2 Механизм воздействия водорода по Арчакову Ю. И.

3.3 Кинетика катодного наводорожания трубнои стали

4. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА НА ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА НА ВНЕШНЕЙ КАТОДНОЗАЩИЩЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

4.1 Анализ режимов катоднои защиты на участках аварииных разрушении магистральных нефтегазопроводов по причине коррозионного растрескивания под напряжением

5. ПРЕДЛАГАЕМЫЙ КРИТЕРИЙ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА И НАВОДОРОЖИВАНИЕ

5.1 Аппаратно-программныи комплекс для определения плотности предельного тока по кислороду и плотности тока катоднои защиты на трубопроводах при транспорте нефти и газа

6. Рассчетная часть

6.1 Рассчет коэффициента полезного использования тока катоднои защиты.

6.2 Рассчет катодной защиты трубопровода

7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

7.1 Потребители результатов исследования

7.2 SWOT-анализ.

7.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации

7.4 Организационная структура проекта

7.4.1 План проекта

7.4.2 Бюджет научного исследования

7.4.3 Риски проекта

8. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ ДИАГНОСТИКЕ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, ПРОЛОЖЕННЫХ НА УЧАСТКАХ С МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ

8.1 Профессиональная социальная безопасность

8.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование по их устранению

8.1.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование сероприятий по их устранению

8.2 Экологическая безопасноть

8.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

8.4 Законодательное регулирование проектных решений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А