РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ХАРАКТЕРИСТИК АГРЕСИВНОГО СЕРЕДОВИЩА НА
ПРОЦЕС СІРКОВОДНЕВОЇ КОРОЗІЇ ТРУБНИХ СТАЛЕЙ
Фундаментальні багаторічні дослідження процесів корозії допомогли створити
теоретичну базу і сформувати новий науковий напрямок. Проте багатогранність і
багатофакторність корозійних процесів не може бути до кінця описана існуючими
теоретичними положеннями. Особливості кожного технологічного процесу, як при
виготовленні відповідного обладнання, так і під час його експлуатації,
спричиняють відмінності в протіканні процесу корозії.
Особливість термодинамічних умов трубопровідного транспорту газу по
магістральних трубопроводах зумовлює специфічність процесів внутрішньої корозії
трубопроводу. Характер і інтенсивність корозійного процесу залежать від
хіміко-фізичного складу транспортованого газу (зокрема, від наявності в ньому
сірководню, вуглекислого газу та інших агресивних речовин) і умов перекачування
(тиску, температури, вологості, швидкості газового потоку), а також від
геометрії магістралі, яка, в свою чергу, зумовлює кількість і характер
гідравлічних опорів [33].
В зв'язку з цим загальновідома картина сірководневої корозії металів повинна
бути доповнена відомостями, які враховують вплив властивостей металу і
корозійного середовища на швидкість протікання корозійного процесу. З метою
спрощення методики досліджень експерименти бажано проводити на взірцях,
виготовлених зі стандартних труб магістральних трубопроводів.
На характер протікання корозійного процесу має вплив фізико-хімічна
характеристика агресивного середовища. Найбільш детальними дослідженнями
сірководневої корозії в залежності від різних термодинамічних умов середовища є
роботи Гутмана Е.М. [29], Гетьманського М.Д. [12, 16, 29], Клапчука О.В.,
Пикіна В.Г., Марковича Е.Е., та Кушнаренка В.М. [48, 49] в яких розроблено
загальну методику дослідження, теоретично обгрунтовано фізико-хімічні явища
корозійних процесів і отримано результати, що підтверджують основні теоретичні
положення, які характеризують процес корозійного руйнування. Однак, автори
здебільшого основним параметром агресивного середовища вважають температуру, в
той час, як в трубопроводі вирішальну роль відіграє тиск газу, оскільки при
підвищеному тиску агресивного середовища дифузійні процеси (проникнення атомів
корозійно-активних елементів в кристалічну гратку металу) відбуваються
інтенсивніше. Цілком зрозуміло, що найбільш негативний вплив на метал труб
спостерігається при високих тисках і температурах. Деякі автори (проф.Капцов
І.І., проф. Грудз В.Я [26, 27, 101]), досліджуючи фізико-хімічні властивості
транспортованого в магістральних газопроводах газу, відмічають, що наявність в
потоці рідинних сполук призводить до формування середовища з підвищеною
кислотністю. Однак, результати досліджень процесу сірководневої корозії в
залежності від водневого показника агресивного середовища в літературі на даний
час відсутні.
В зв'язку з великою протяжністю газових магістралей по території України,
цінністю транспортованого по них продукту, його вибухонебезпечністю і впливом
на екологію, питання можливості прогнозування інтенсивності сірководневої
корозії в кислому середовищі (одному з найагресивніших корозійних середовищ) є
вельми важливим. Ряд дослідників зміну швидкості корозійного процесу пояснюють,
спираючись на результати тільки лабораторних досліджень без урахування реальних
умов експлуатації. Однак в реальних умовах корозійні пошкодження трубопроводів
зумовлені впливом різноманітних часових факторів, передбачити і врахувати дію
яких на стадії проектування і спорудження трубопроводу дуже важко, а іноді і
неможливо. Тому дуже перспективними і досить вірогідними є статистичні методи
дослідження швидкості процесу корозії, в основі яких лежать закони теорії
ймовірності та математичної статистики.
Емпіричне дослідження процесу корозії
На даний час питання сірководневої корозії сталей глибоко вивчене і освітлене в
ряді літературних джерел [5, 7, 12, 19, 40]. Авторами розроблені оригінальні
методики досліджень і одержано ряд цікавих результатів [16, 22, 42], з
визначення швидкості корозії в різних сірководневих середовищах. Там же
наведені дані про вплив концентрації сірководню на швидкість корозії. В ряді
літературних джерел [19, 20, 21, 29] наведена величина нижнього порогу
концентрації сірководню в природному газі, проте в них відсутня інформація про
першоджерела. Крім того, відсутні відомості про швидкість корозії сталей, які
певний час пропрацювали під тиском в інших корозійних середовищах.
При подачі сірководневого газу в газопровід, що певний час експлуатувався під
тиском, корозійні процеси можуть мати певну специфіку. Тому були проведені
експерименти з метою встановлення характеру протікання корозійного процесу для
трубних сталей, що знаходились в експлуатації. При цьому важливо визначити, чи
справедливим є твердження про те, що при концентрації сірководню в газі до 20
мг/м3 корозійні процеси для таких сталей при робочих тисках в газопроводі не
відбуваються.
Для проведення дослідів використані взірці сталі 17 ГХС, вирізані з труб
газопроводу Івацевичі-Долина (ІІІ нитка), який знаходиться в експлуатації 20
років. Взірці виготовлено з матеріалу котушки, вирізаної з вказаного
газопроводу під час ремонту. Робочий середньостатичний тиск в точці вирізання
котушки складав 5,1 МПа, а температура 300 К. В процесі вирізання котушки було
взято пробу забруднень з порожнини трубопроводу. Її аналіз показав, що
середовище в трубопроводі є кислотним з водневим показником рН=4,5.
Дослідження процесів корозії металів в а
- Київ+380960830922