авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Повышение эффективности защиты от коррозии газонефтепроводов с отслаиваниями изоляционного покрытия

-- [ Страница 2 ] --

Перед выполнением лабораторного комплекса устанавливалось рациональное время поляризации металла: если время будет мало – это исказит результаты эксперимента; увеличение времени поляризации значительно увеличит их продолжительность.

В работе выполнены измерения через 1, 3, 6, 9, 12 и 24 мин после начала поляризации. Установлено, что участки образца поляризовались, и со временем их потенциал возрастал на величину, численно равную разности между потенциалом, измеряемым в текущий момент времени t и потенциалом, измеренным в момент времени t=0 (Ut – Ut=0). Соответственно, погрешность измерения, вызванная временной составляющей поляризации модели, составит

(t)=

На основании экспериментов построена зависимость относительного увеличения потенциала поляризации (t) от времени, прошедшего с момента начала поляризации (рис. 6).

Установлено, что относительная ошибка показаний потенциала, измеренных через 1 мин. и 24 мин. после начала поляризации не превышает 0,8 %, что сравнимо с точностью выполняемых измерений. Рекомендовано выполнять не ранее чем через 1 мин. после начала поляризации.

Далее образцы выдерживались при поляризации в течение 40 суток, после чего оценивались коррозионные повреждения. Для этого был разработан оригинальный метод, заключающийся в разбивании корродированной поверхности на сегменты с определенным составом продуктов, определении утонения металла в каждой из областей профилометром и расчете суммарных площадей повреждений объекта (рис. 7).

  Пример реализации методика оценки коррозионной поврежденности-6

Рис. 7 Пример реализации методика оценки коррозионной поврежденности
с помощью программ обработки графических изображений

Проанализированы повреждения 36 фрагментов каждого из трех испытанных образцов. Установлено, что скорость коррозии с коэффициентом 0,37 коррелирует с поляризационным потенциалом металла каждого сегмента, зависящим от местоположения сегмента относительно устья (рис. 8).

В работе проверена гипотеза того, что в модели отслаивания решающую роль в образовании повреждений играет не абсолютное значение потенциала, а градиент изменения потенциала по расстоянию.

=

где , - потенциал (по модулю) в точках n и n+1, соответственно, В;

- расстояние между точками n и n+1, м

Предполагалось, что в месте отслаивания градиент потенциала характеризует интенсивность коррозионной гальванопары, при этом на металле под отслоившимся покрытием образуются катодные и анодные зоны.

На рис. 9 показана зависимость градиента потенциала под отслоившимся покрытием от поляризационного потенциала.

 Анализ корреляции данных, представленных на рис. 9 показал, что коэффициент-15

Анализ корреляции данных, представленных на рис. 9 показал, что коэффициент корреляции еще ниже – минус 0,257. Таким образом, установлено, что наиболее достоверным критерием в условиях отслаивания является поляризационный потенциал. Следовательно, методы направленные на снижение коррозионных потерь в отслаивании, должны быть основаны на обеспечении соответствующего значения поляризационного потенциала. Одним из известных методов увеличения поляризации при минимальных энергетических затратах является метод воздействия переменной составляющей электрического тока.

Для повышения эффективности защиты в отслаивании оценивалось воздействие переменного тока на поляризационный потенциал металла образца. Генератор синусоидальных сигналов включался параллельно модели СКЗ. Сила переменного тока поддерживалась на уровне 1,0 мА (плотность тока 10,6 мА/м2). Установлено, что наибольшей эффективностью обладает ток частотой 100-1000 Гц. При его воздействии в каждой точке образца потенциал удовлетворяет критерию минус 0,85 В (рис. 10).

 Зависимость поляризационного потенциала в точках 1-6 (а) и 7-12 (б) от-16

 Зависимость поляризационного потенциала в точках 1-6 (а) и 7-12 (б) от частоты-17

Рис. 10 - Зависимость поляризационного потенциала в точках 1-6 (а) и 7-12 (б) от частоты накладываемого переменного тока

В четвертой главе «Полевые испытания в районе прокладки действующих газопроводов» разработана конструкция зондов, которая включает четыре датчика коррозии и потенциала, расположенные в модели отслаивания. Первый датчик расположен ближе к устью, четвертый наиболее удален от устья. Схема установки и подключения зондов представлена на рис. 11.

Выполнены коррозионные испытания зондов в течении 120 суток с мониторингом скорости коррозии датчиками сопротивления. Определено, что скорость коррозии в течении первых 20 суток увеличивается до 0,5-0,8 мм/год, затем снижается до 0,2 мм/год, что связано с пассивацией поверхности в условиях отсутствия движения коррозионной среды (рис. 12).

1 – газопровод; 2 – контрольно – измерительная колонка; 3 – кабель; 4 – образец; 5 – крышка, 6 – корпус, 7 – ячейка измерительная, 8 – клемма, 9 – контактный провод, 10 – полимерная эластичная трубка, 11 – неметаллическая рамка, 12 – зажимное кольцо, 13 – полимерная трубка

Рис. 11 Схема установки и подключения образцов а)
и эскиз измерительного модуля б)

 1 – датчик №1; 2 – датчик №2; 3 – датчик №3; 4 – датчик №4  Средняя-19

 1 – датчик №1; 2 – датчик №2; 3 – датчик №3; 4 – датчик №4  Средняя-20

1 – датчик №1; 2 – датчик №2; 3 – датчик №3; 4 – датчик №4

Рис. 12 Средняя скорость коррозии материала резистивных датчиков за период
126 сут: 1 - образец №1; 2 - образец №2

На рисунке 13, а представлены зависимости средней скорости коррозии от местоположения датчика коррозии в модели отслаивания. Результаты свидетельствуют, что коррозионная активность среды в месте установки первого образца выше, чем в месте установки второго. Кроме этого скорость коррозии зависит от положения датчика коррозии относительно устья дефекта покрытия и, следовательно, от поляризационного потенциала (рис. 13, б). График на рис. 13, б показывает, что между этими показателями существуют корреляционная связь.

 1 – образец №1; 2 – образец №2  Зависимость средней скорости коррозии от-21

1 – образец №1; 2 – образец №2

Рис. 13 Зависимость средней скорости коррозии от места установки (номера) датчика коррозии а) и среднего значения поляризационного потенциала б)

При регулировании режимов действующей на участке МГ станции катодной защиты установлено, что металл образца №1 поляризуется до достижения критерия ЭХЗ только при потенциале в точке дренажа минус 2,7 В (рис. 14).

 1 – образец №1; 2 – образец №2  Зависимости поляризационного потенциала в-23

 1 – образец №1; 2 – образец №2  Зависимости поляризационного потенциала в-24

1 – образец №1; 2 – образец №2

Рис. 14 Зависимости поляризационного потенциала в точках 3 (а) и 4 (б) от потенциала в точке дренажа

В пятой главе «Разработка устройства для регулирования режимов работы СКЗ» представлна конструкция устройтства, в котором сымитировано экранирующее действие покрытия. Предложенное автором измерительное устройство (рис. 15) изготовлено из оргстекла и представляет собой полую конструкцию, внутри которой располагается стальной образец из стали идентичной стали трубы. На верхней поверхности измерительного устройства выполнено шесть отверстий: первое имитирует сквозной дефект изоляционного покрытия; четыре отверстия предназначены для установки капилляров системы измерения потенциала в полости образца; шестое - для подключения дыхательной трубки.

1 – уплотнение; 2 – капилляр; 3 – крышка; 4 – «дыхательная» трубка;
5 – контактный провод»; 6 – стальной образец; 7 – корпус устройства; 8 – устье дефекта

Рис. 15 Устройство для измерения поляризационного потенциала

Устройство было опробовано в лабораторных условиях (рис. 16). Результаты показали, что характер распределения потенциала по поверхности металла аналогичен полученному на лабораторных образцах (рис. 17).

При измерениях на трассе магистральных трубопроводов, устройство помещается в предварительно подготовленный шпур в грунте. Устройство позволяет определить эффективность системы ЭХЗ в трассовых условиях при наличии отслаиваний покрытия.

заключение

Основные научно-практические результаты и выводы:

  1. Анализ вопроса полноты противокоррозионной защиты в отслаивания покрытия выявил низкую эффективность действующих систем катодной защиты в предупреждении развития коррозионных процессов металла трубопровода. Опыт идентификации дефектов в шурфах показал, что в подавляющем большинстве случаев коррозионные и стресс-коррозионные повреждения располагаются в отслаиваниях покрытия.
  2. Показано, что с учетом средней высоты отслаивания покрытия от металла трубы 5 мм смоделировать отслаивание можно с помощью образца, состоящего из внутреннего стального элемента наружным диаметром 50 мм и внешней полиэтиленовой оболочки внутренним диаметром 60 мм. В этом случае моделируются не только горизонтальные узкие гофры, но и множественные отслаивания, ориентированные под углом с оси трубы.
  3. Разработана система измерительных электродов, позволяющая измерять потенциал металла в отслаивании с минимальной погрешностью, что достигается применением системы капилляров аналогичных методу Габера-Луггина и применением серийно выпускаемых, и поверенных хлорсеребряных неполяризующихся электродов сравнения.
  4. Разработан стенд и методика полевых длительных испытаний, включающих установку образцов, моделирующих металл трубы под отслоившимся покрытием на трассе действующей системы МГ в условиях катодной поляризации работающими СКЗ.
  5. Разработан метод оценки коррозионной поврежденности поверхности испытываемых образцов, заключающийся в анализе фотографического изображения участка металла и расчете удельной площади нескольких характерных типов видоизмененной поверхности после воздействия на него коррозионной среды и электрического тока катодной защиты.
  6. Выполнено сравнение двух значимых критериев ЭХЗ в отслаивании. Корреляционным анализом доказано, что значение поляризационного потенциала является наиболее достоверным критерием по сравнению с градиентом изменения поляризационного потенциала (коэффициент корреляции 0,37). Следовательно, дальнейшие работы по повышению эффективности ЭХЗ в отслаивании необходимо ориентировать на достижение этого критерия.
  7. Анализ коррозионных потерь металла показал, что зона неповрежденной поверхности распределена на стороне образца, ориентированной к сквозному дефекту полимерной оболочки, из чего следует, что в данной зоне происходило наибольшее натекание на стальной образец защитного тока и, соответственно, антикоррозионная защита была наиболее эффективной.
  8. Полевые длительные испытания показали, что скорость коррозии образцов зависит от их местоположения в модели отслаивания. Наименьшая скорость коррозии фиксируется датчиками расположенными вблизи устья отслаивания, наибольшая – на удалении. Регулированием режимов работы действующих СКЗ установлено, что поляризация металла по длине отслаивания соотвествует критерию защиты только при высоких потенциалах в точке дренажа.
  9. Разработано устройство для оценки эффективности системы ЭХЗ в условиях отслаиваний покрытия. Устройство опробовано в лабораторных условиях на модельных растворах, а также с грунтами отобранными с трассы трубопроводов. Устройство может применяться при регулировании режимов работы существующих станций катодной защиты (СКЗ), а также для совершенствования системы ЭХЗ путем установки СКЗ новых типов.
  10. Материалы исследования вошли составной частью в ведомственные нормативные документы ООО «Газпром трансгаз Ухта», направленные на повышение эффективности противокоррозионной защиты МГ.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

  1. Агиней Р.В., Кузьбожев А.С., Фуркин А.В., Бурдинский Э.В. Методика прогнозирования состояния изоляционного покрытия эксплуатируемых газопроводов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2009.- №8. – С. 32-39.
  2. МР 152-01. Методика оценки и прогнозирования коррозионного состояния подземных газопроводов большого диаметра / Илатовкий Ю.В., Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Уварова О.Н., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В. Утв. гл. инженером ООО «Севергазпром» А.Я. Яковлевым 08.04.2001 г.
  3. МР1861-03. Методика полевой экспресс-диагностики коррозионной активности среды околотрубного пространства / Илатовкий Ю.В., Гурленов Е.М., Теплинский Ю.А., Конакова М.А., Шкулов С.А., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В. Утв. гл. инженером ООО «Севергазпром» А.Я. Яковлевым 05.08.2003 г.
  4. Воронин В.Н., Бурдинский Э.В. Опыт повышения надежности длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов ООО «Севергазпром» // Управление качеством в нефтяном и газовом комплексе – 2004 - № 3-4 – С. 31-34.
  5. Кузьбожев А.С., Теплинский Ю.А., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В. Способы оценки состояния полимерного ленточного покрытия трассового нанесения для определения участков газопровода, требующих переизоляции // Обзор. информ. Серия «Транспорт и подземное хранение газа» – 2004. – С. 41.
  6. Патент РФ № 2277669. Способ выявления участков газопровода, предрасположенных к коррозионному растрескиванию под напряжением. Заявл. 29.09.2004. Волков А.А., Теплинский Ю.А., Конакова М.А., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В.
  7. Воронин В.Н., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В. Программа переизоляции магистральных газопроводов ООО «Севергазпром» в действии // Научные проблемы и перспективы нефтегазовой отрасли в Северо-Западном регионе России: Науч.-техн. сб. в 4 ч. Ч.3. Транспорт газа.- 2005. – С. 35-37
  8. Теплинский Ю.А., Кузьбожев А.С., Агиней Р.В., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В. Диагностика гофрообразования пленочных покрытий подземных трубопроводов / Приложение к науч.-техн. журн. Наука и Техника в газовой промышленности. Транспорт и подземное хранение газа – 2006 - № 3 – С. 33 – 38.
  9. Теплинский Ю.А., Бурдинский Э.В. Повреждаемость подземных газопроводов язвенной коррозией // Науч.-техн. журн. Нефтегазопромысловый инжиниринг – 2006 – 4 кв. – C. 3-5.
  10. Бурдинский Э.В., Агиней Р.В. Повышение качества интерпретации данных электрометрических измерений на подземных газопроводах / Целостность и прогноз технического состояния газопроводов. Тезисы Международной научно-технической конференции PITSO-2007 10-11 октября 2007 г., С. 70.
  11. Бурдинский Э.В., Агиней Р.В. Совершенствование средств и методов измерения поляризационного потенциала подземного трубопровода в трассовых условиях / Газотранспортные системы: настоящее и будущее. Тезисы II Международной научно-практической конференции GTS-2007, ООО «ВНИИГАЗ», 6-7 декабря 2007 г., С. 109.
  12. Бурдинский Э.В., Агиней Р.В. Применение интенсивных электроизмерений в коррозионном мониторинге магистральных газопроводов / Севергазпром. Стратегия инноваций и научного поиска: Науч. – техн. сб. В 2ч ч. 2. – Ухта: Филиал ООО «ВНИИГАЗ» - «Севернипигаз», 2007. – С. 89-97.
  13. Теплинский Ю.А., Бурдинский Э.В. Коррозионные исследования на подземных газопроводах компрессорных станций // Науч.-техн. журн. Контроль. Диагностика – 2007 - № 4 – С. 44-47.
  14. Агиней Р.В., Бурдинский Э.В. Исследование эффективности электрохимической защиты газопроводов в отслаиваниях изоляционного покрытия // Естественные и технические науки – 2008 - № 5 – С. 161-165.
  15. Бурдинский Э.В., Агиней Р.В., Шишкин И.В. Исследование эффективности электрохимической защиты газопроводов в отслаиваниях изоляционного покрытия // Материалы научно-технической конференции (15-16 апреля 2008 г.): в 2 ч.; ч. I / под ред. Н.Д. Цхадая. – Ухта: УГТУ, 2008. – С. 235-240
  16. Патент РФ N 2327821. Способ регулирования параметров катодной защиты участков подземных трубопроводов / Волков А.А., Теплинский Ю.А., Латышев А.А., Мамаев Н.И., Бурдинский Э.В. Заявл. 27.07.2006; опубл. 27.06.2008.
  17. Волков А.А., Конакова М.А., Бурдинский Э.В. Технология подготовки и проведения трассовых исследований коррозионной активности грунта на участке подземного трубопровода // Коррозия: материалы, защита. – 2008. - № 3 – С. 58-60.
  18. Бурдинский Э.В., Меркурьева И.А., Глотов И.В., Агиней Р.В. и др. Методы оценки коррозионных повреждений трубопроводов // Науч.-техн. журн. Контроль. Диагностика – 2008 - № 4 – С. 22-26.
  19. Бурдинский Э.В., Меркурьева И.А., Глотов И.В., Агиней Р.В. и др. Развитие средств и методов измерения поляризационного потенциала подземных нефтегазопроводов // Науч.-техн. журн. Контроль. Диагностика – 2008 - № 6 – С. 6-8.
  20. Буpдинский Э.В., Фуpкин А.В., Юшманов В.Н., Пушкаpев А.М. Оценка эффективности катодной защиты подземных магистральных тpубопpоводов в условиях отслаивания покрытия // Безопасность жизнедеятельности. – 2009. - №7. – С. 41-48.

___________________________________________________________________

Подписано в печать __.__.2009 г. Формат А5

Уч. изд. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ №________

Отпечатано в отделе механизации и выпуска НТД Севернипигаза

Лицензия КР №0043 от 9 июня 1998г.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Севастопольская, 1а


1 согласно действующих критериев защиты

2Шесть капилляров (номера 7-12) расположены на одной образующей с устьем, шесть остальных (номера 1-6)- на диаметрально противоположной образующей



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.