Опірність сірководневій корозії та корозійному розтріскуванню феритно-аустенітних і феритно-перлітних сталей газовидобувного обладнання - Автореферат

Основні конструкційні матеріали обладнання газонафтовидобувної та переробної промисловості - низьколеговані сталі - часто зазнають інтенсивної корозії, корозійного розтріскування (КР) та розтріскування, ініційованого воднем (ВІР). З огляду на це пошук високоефективних, комерційно доступних вітчизняних інгібіторів корозії, сірководневого корозійного розтріскування під напруженням (СКРН) та ВІР є актуальною проблемою. Карпенка, де здобувач був виконавцем у рамках завдань фундаментальних держбюджетних тематичних планів Національної академії наук України: 1) НДР 18/214 “Дослідження закономірностей корозійного та корозійно-механічного руйнування сталей, сплавів та їх зварних зєднань у середовищах H2S - CO2 - Cl-та розробка методів їх протикорозійного захисту” (№ держреєстрації 0100U004866, 1999-2002 рр.); 2) НДР 18/259 “Дослідження закономірностей корозійного та корозійно-механічного руйнування двофазних феритно-аустенітних сталей у хлоридно-сульфідних середовищах” (№ держреєстрації 0103U003351, 2002-2005 рр.); 3) НДР 3.2/286 “Забезпечення надійної експлуатації та збільшення ресурсу газодобувного обладнання, яке працює під дією середовищ з домішками сірководню, шляхом використання інгібіторів” програми “Ресурс” (№ держреєстрації 0104U004525, 2003-2006 рр.) та госпдоговора № 40-06/01/377 - 2006 р. між ФМІ НАНУ та Науково-виробничою компанією "Галичина" (м. Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному: - вперше встановлено механізм КР феритно-аустенітних сталей у сірководневих середовищах: корозійні тріщини зароджуються під напруженням, близькими до границі текучості сталі, від пітінгів в аустенітній фазі, а поширюються внаслідок водневого окрихчення зерен фериту і пластичного розриву аустенітної фази; У публікаціях, підготовлених у співавторстві, здобувачеві належать: експериментальне вивчення електрохімічної поведінки та корозійно-механічної тривкості холоднодеформованих феритно-аустенітних сталей 12Х21Н5Т, 03Х22Н6АМЗ [3, 4, 10]; дослідження КР зварних зєднань феритно-аустенітної сталі 12Х21Н5Т в сірководневих середовищах [8, 9]; модернізація автоклава та розробка методики автоклавних лабораторних досліджень швидкості корозії матеріалів у мінералізованих водних розчинах у рідинній і парогазовій фазах за присутності агресивних газів, зокрема H2S і CO2 [14]; металографічні дослідження корозійних пошкоджень металу насосно-компресорної труби С-95 та промислового трубопроводу зі сталі 20 після довготривалої експлуатації [12]; вивчення впливу температури на швидкість корозії сталей Р-105 та 20 в хлоридних розчинах з домішками сірководню і вуглекислого газу [11]; експериментальне дослідження впливу режимів термічної обробки на опірність СКРН сталей [13]; конструювання обладнання та експериментальне дослідження проникнення водню крізь метали у потоці агресивних середовищ [5]; дослідження схильності сталі ”K” до СКРН та поверхневого пухиріння [2]; експериментальне дослідження впливу вітчизняних (Нафтохім-3, Нафтохім-8) та зарубіжного (Додікор) інгібіторів на гальмування корозії та проникнення водню крізь сталь ”К” [6, 7]; електрохімічне дослідження механізму захисної дії інгібіторів (Нафтохім-8, Додікор) у сірководневих середовищах [1].Висвітлено особливості корозії, ВІР та СКРН феритно-перлітних, феритно-аустенітних сталей та їх ЗЗ та розглянуто особливості гальмування корозії та СКРН трубних сталей у сірководневих середовищах інгібіторами, на підставі чого визначено задачі досліджень та напрямки їх вирішення. Для вивчення корозійної тривкості сталей в умовах, які б максимально відтворювали експлуатаційні, розроблено методику та запатентовано автоклав для лабораторних досліджень швидкості корозії матеріалів у мінералізованих водних розчинах у рідинній і парогазовій фазах за наявності агресивних газів, зокрема H2S і CO2, за температур 18…95°С, тискові до 2 МПА та інтенсивному перемішуванні робочого розчину (до 6 м/с). Критерій опірності сталей СКРН у першому випадку - порогове напруження sssc, у другому - час до руйнування та зміна відносного звуження металу в корозивному середовищі порівняно з цими параметрами в інертному середовищі, а у третьому - час до руйнування або підростання тріщини до певної глибини. Порогове напруження для сталі 12Х21Н5Т, визначене на базі 1440 год, становить 360 МПА (0,9s0,2), ще більш відпірною виявилась сталь з молібденом 03Х22Н6АМЗ, зразки якої не зруйнувалися під напруженням до границі текучості, тобто sssc = 630 МПА (1,0s0,2) (рис. Аналізами залежностей схильності двофазних сталей 12Х21Н5Т, 03Х22Н6АМЗ до СКРН в умовах потенціостатичної поляризації виявлено, що зміщення потенціалу у відємніший бік в межах 100 МВ захищає сталі від руйнування, за більш глибокої катодної поляризації сталі інтенсивно наводнюються, тому час до руйнування (питома робота руйнування) зменшується: для сталі 12Х21Н5Т в області-980…-1080 МВ - у ~1,4 раза, а для сталі 03Х22Н6АМЗ --590…-790 МВ - у ~1,2 раза, відповідно (рис.На основі виконаної дисертаційної роботи вирішено науково-технічне завда

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ