Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

НИИ, чем в дистиллированной воде. Это, видимо, связано с изменением защитных свойств диффузионной барьерной пленки ржавчины.

Аммонийные соли, например NH4CI, вызывают больп1ие скорости коррозии, что соответствует их значениям рН. Коррозионная активность нитрата аммония при высоких концентрациях Bbinie (в 8 раз), чем хлорида или сульфата, отчасти из-за деполяризующей способности иона NO3. При наличии избытка нитрата аммония, что встречается в растворах некоторых удобрений, скорость коррозии металла может достигать очень высокого значения (5 см/год).

Соли, гидролизующиеся с образованием растворов, имеющих рН > 10, действуют как ингибиторы коррозии. Примером таких солей могут быть тринатрийфосфат (МазР04), силикат натрия (Ма2510з) и карбонат натрия (Na2C02).

Коррозия - это не только ржавление и потускнение. Она может привести к растрескиванию или потере прочности или пластичности стали за счет так называемого "перенапряжения водорода" на катодных участках.

Одним из возможных путей, способствующих проникновению внутрь реп1етки водорода, могут быть пороки стали, обусловленные нарушением технологии еще в процессе выплавки и разливки сталей. При прокатке листов с этими пороками в виде слиточных рванин, плен, наколов и других изъянов (ГОСТ 21014 - 75), превращенных в дальнейшем в трубные стали, в последних возникают скрытые дефекты (рис. 3).

Повышенная концентрация водорода на поверхности, в зоне скрытых дефектов, способстует внедрению атомов водорода в стальную решетку, создает внутренние напряжения, достаточные для появления самопроизвольного растрескивания.

Видимо, по этой причине в некоторых рассолах буровых скважин, содержащих H2S, затруднено применение низколегированных стальных трубопроводов. В результате небольшой общей коррозии трубопровода образуется водород, часть которого входит в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В то же время при проникновении водорода в низкопрочные стали происходит вспучивание, а не растрескивание.

На подводных трубопроводах скорость движения воды влияет на скорость коррозии металла. В пресной воде значение рН настолько велико, что влияние водорода незначитель-

Рис. 3. Примеры дефектов поверхности стальных листов, которые образуются в результате прокатки и инициируют коррозию трубопроводов:

1 - раскатанное загрязнение; 2 - слиточная плена; 3 - раскатанный пригар; 4 - слиточные рванины

НО. Повышение скорости движения воды, благодаря которому осуществляется болыаая подача кислорода к поверхности, вначале увеличивает скорость коррозии, а затем снижает ее. Но за счет шероховатости металла и загрязненности воды происходит истирание пассивирующих пленок на стали, вследствие чего процесс коррозии развивается.

Природные пресные воды содержат растворенные соли кальция и магния различных концентраций, зависящих от происхождения и месторасположения источника. Если концентрация таких солей высока, вода называется жесткой, если низка - мягкой. Коррозионная активность мягкой воды больше, чем жесткой: баки для горячей воды из оцинкованного железа служили 10 - 20 лет в воде, содержащей 34 мг/л Са" и 157 мг/л растворенных веществ, а в воде, содержащей 5 мг/л Са" и 43 мг/л растворенных веществ, служили 1-2 года. Механизм защиты в жесткой воде заключается в образовании естественного осадка в виде диффузионной барьерной пленки, состоящей в основном из карбоната кальция (СаСОз). Эта пленка тормозит диффузию кислорода к поверхности металла. Способность СаСОз осаждаться на металле зависит также от общей кислотности или щелочности, рН и концентрации растворенных веществ в воде.

В водах с большим содержанием растворенных солей, таких как NaCl, на отдельных участках пленки могут терять

свою защитную способность. В результате этого происходит питтинговая коррозия.

Добавки в низколегированных сталях играют незначительную роль в общей скорости коррозии в воде или в грунте, тем не менее состав стали имеет существенное значение при работе теплопар из различных сталей. Например, в природной среде сталь с небольп1им содержанием никеля и хрома является катодной по отноп1ению к малоуглеродистой стали. Отсюда следует, что стальные болты и гайки, применяемые для соединения подземных или подводных труб, бандажей и хомутов, устанавливаемых на этих трубопроводах, всегда должны изготовляться из стали с аналогичным составом, которая должна быть катодом к основной конструкции (малый катод, больпюй анод). Если произойдет перемена полярности (переполюсовка), то может возникнуть серьезное коррозионное разруп1ение болтов и конструкции, например, хомута, прижима и т.п.

Защита подводных нефтепроводов, имеющих противокоррозионное покрытие, достигается при осуществлении активной электрохимической защиты (катодной, дренажной, протекторной). Выбор вида защиты диктуется технико-экономическими соображениями.

Различают электрохимическую коррозию в электролитах, которая происходит в металле под действием водных растворов солей и кислот или природных вод (подводные переходы через реки, озера, болота); почвенную коррозию под действием почвенного электролита вследствие неоднородности металла (примеси, содержащиеся в стали, образуют локальные гальванические элементы, в которых анодом является чистое железо -феррит, поэтому оно и разрушается). В переменном горизонте воды, т.е. на урезах берегов рек и болот, происходит почвенная и атмосферная коррозия.

Электроизмерения на подводных переходах в процессе полевых исследований определяют степень коррозионной активности грунтов по отношению к трубопроводу, которая характеризуется удельным электрическим сопротивлением р - сопротивлением протеканию электрического тока в условном почвенном проводнике площадью поперечного сечения 1 м и длиной 1 м. Отсюда р выражается в Ом-м [5].

Степень коррозионной активности грунтов р, Ом-м

Низкая...................................................................... Свыше 100

Средняя.................................................................... 20-100

Повышенная........................................................... 10 - 20

Высокая.................................................................... 5- 10

Весьма высокая..................................................... 5