Коррозия, ее виды. Защита от коррозий

СОДЕРЖАНИЕ 

    ВВЕДЕНИЕ                                                                                                          2

1 ЗАЩИТА  СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 

ОТ КОРРОЗИИ. ВИДЫ КОРРОЗИИ.                                                                    3

2  ПРИМЕНЕНИЕ  ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ 

ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ АТМОСФЕРНОЙ И ПОЧВЕННОЙ КОРРОЗИИ              8

   2.1 Защита подземных и наземных (в насыпях) трубопроводов от почвенной коррозии                                                                                               8

   2.2 Защита надземных трубопроводов от атмосферной коррозии               11

3 ЗАЩИТА  ТРУБОПРОВОДОВ ОТ БЛУЖДАЮЩИХ  ТОКОВ                    13

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                 16

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                                          17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     Трубопроводы  и оборудование в процессе эксплуатации подвергаются процессу коррозии.

     Коррозия  металлических сооружений наносит  большой материальный и экономический  ущерб. Она приводит к преждевременному износу агрегатов, установок, линейной части трубопроводов, сокращает  межремонтные сроки оборудования, вызывает дополнительные потери транспортируемого  продукта.

     При подземной прокладке стальные трубопроводы подвергаются почвенной коррозии. В  грунтах почти всегда содержатся соли, кислоты, щелочи и органические вещества, которые вредно действуют  на стенки стальных труб. В некоторых  случаях такая коррозия может  вызвать очень быстрое появление  сквозных свищей в металле трубы  и этим вывести трубопровод из строя, такие разрушения происходят особенно часто в трубопроводах, уложенных без достаточной защиты от коррозии.

     Успешная  защита трубопроводных систем от коррозии может быть осуществлена при своевременном  обнаружении коррозионных разрушений, определении их величины и выборе защитных мероприятий. В начальный  период эксплуатации состояние трубопровода определяется качеством проектирования и строительства. Влияние этих факторов уменьшается во времени и доминирующее значение приобретают условия работы трубопровода.  
 
 
 
 
 
 

1. ЗАЩИТА  СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ  ОТ КОРРОЗИИ. ВИДЫ КОРРОЗИИ.

 

     Линейная  часть магистральных нефтепроводов  сооружается в основном в подземном  исполнении.

     Подземные стальные трубопроводы в той или  иной степени подвержены коррозии. Коррозия - это разрушение металлических поверхностей под влиянием химического или электрохимического воздействия окружающей среды.

     Классификация коррозийных процессов приведена  на рис.1

     Рис. 1 – Классификация коррозийных  процессов

       
 

     Подземные нефтепроводы могут подвергаться коррозии под воздействием почвы, блуждающих токов и переменного тока электрифицированного транспорта. Почвенная коррозия подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия   обусловлена  действием  на  металл  различных газов и жидких неэлектролитов. Эти химические соединения, действуя на металл, образуют на его поверхности пленку, состоящую из продуктов коррозии. При химической коррозии толщина стенки нефтепровода уменьшается равномерно, т.е. практически не возникают сквозные повреждения труб. Химической коррозии в большей степени подвергаются внутренние стенки нефтепровода. Это происходит из-за неполного заполнения трубы продуктом, при частичном опорожнении трубопровода или возникновении такого режима работы нефтепровода, при котором даже без остановки перекачки не происходит полного заполнения сечения трубы. В образовавшиеся полости выделяются растворенные в нефти пары воды и сероводорода, которые являются мощными коррозионными агентами. На пониженных участках образуются застойные зоны из осажденной воды, которая вызывает так называемую строчную коррозию нижней части стенки трубы.

     В условиях магистральных трубопроводов  наиболее распространена электрохимическая  коррозия - окисление металлов в  электропроводных средах, сопровождающееся образованием электрического тока.

     Термин  “электрохимическая коррозия” объединяет коррозионные процессы следующих видов:

     коррозия в электролитах - коррозия металлов в жидких средах, проводящих электрический ток (вода, растворы кислот, щелочей, солей);

     почвенная коррозия - коррозия подземных металлических сооружений под воздействием почвенного электролита;

     электокоррозия - коррозия металлических сооружений под воздействием блуждающих токов;

     атмосферная коррозия - коррозия металлов в атмосфере воздуха или другого газа, содержащего пары воды;

     биокоррозия - коррозия, вызванная жизнедеятельностью микроорганизмов, вырабатывающих вещества, ускоряющие коррозионные процессы;

     контактная  коррозия - коррозия металлов в присутствии воды, вызванная непосредственным контактом двух металлов.

     Процесс коррозии начинается с поверхности металлического сооружения и распространяется вглубь его. Под действием электрохимической коррозии в теле трубы образуются местные каверны и сквозные отверстия. Поэтому этот вид коррозии является более опасным, чем химическая коррозия.

     Различают сплошную и местную коррозию. В  первом случае продуктами коррозии покрыта вся поверхность, находящаяся в контакте с коррозионной средой. Сплошная коррозия может быть равномерной, протекающей с одинаковой скоростью по всей поверхности, и неравномерной, протекающей с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла (например, коррозия углеродистой стали в морской воде).

     Местная коррозия - это окисление металла на отдельных участках металлической поверхности. Она может быть следующих видов (рис.2 ):

• пятнами с глубиной повреждения много меньшей его диаметра;
• язвенная с глубиной повреждения примерно равной его диаметру;
• точечная с глубиной повреждения много большей его диаметра;
• подповерхностная, при которой коррозионный процесс идет под слоем неповрежденного металла;
• структурно-избирательная, при которой разрушается какой-то один компонент сплава;
• межкристаллитная, при которой коррозионное разрушение имеет место на границе между кристаллами;
• коррозионное  растрескивание,  при  котором   коррозионно-механическое воздействие приводит к образованию трещин в металле.

     Очевидно, что местная коррозия более опасна, чем сплошная.

     Рис. 2 – Виды местной коррозии

     

 

     а – пятнами, б – язвенная, в – точечная, г – подповерхностная, д – структурно-избирательная, е – межкристаллитная, ж – коррозийное растрескивание 

     Коррозионный  процесс разрушения металла под изоляционным покрытием протекает очень медленно и для подземных трубопроводов не представляет практической опасности. В зоне отслаивания изоляционного покрытия коррозирование металла протекает также слабо; наиболее сильно коррозия развивается в дефекте покрытия.

     Коррозию  наружной стенки трубы в зоне дефекта  изоляционного покрытия можно разделить на три области: максимальной коррозии, резкого уменьшения коррозии и постепенного снижения эффективности коррозионного процесса. Первый участок имеет площадь, определяемую 1-2 диаметрами дефекта изоляционного покрытия; второй распространяется не более чем на 2-3 диаметра дефекта; третий занимает всю зону отслаивания изоляционного покрытия. Интенсивность коррозии металла в зоне дефекта зависит от размера дефекта, вида покрытия и коррозионной среды.

     Анализ  отказов отечественных МН показывает, что отказы нефтепроводов из-за наружной коррозии составляют 30-35 % от общего их числа.

     Подземная коррозия магистральных нефтепроводов наносит большой ущерб, приводя к их преждевременному износу, сокращению межремонтных периодов, авариям и потерям нефти. Поэтому защита нефтепроводов от подземной коррозии является важной народнохозяйственной задачей.

     Магистральные нефтепроводы защищают от коррозии двумя  способами:

     а) наложением на поверхность нефтепровода изолирую- 
щих покрытий;

     б) электрическими методами.

     Для выбора способа защиты подземных  нефтепроводов от коррозии необходимо определить коррозионную активность грунта и характер распространения блуждающих токов вдоль трассы нефтепровода.

     Основной  способ защиты нефтепроводов от коррозии - качественная, надежная наружная изоляция. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 ПРИМЕНЕНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ АТМОСФЕРНОЙ И ПОЧВЕННОЙ КОРРОЗИИ 

     Изоляционные  покрытия, применяемые на трубопроводах, должны удовлетворять следующим  основным требованиям:

     • обладать высокими диэлектрическими свойствами;

     • быть сплошными;

     • обладать хорошей адгезией (прилипаемостью) к металлу трубопровода;

     • быть водонепроницаемыми;

     • обладать высокой механической прочностью и эластичностью; высокой биостойкостью;

     • быть термостойкими (не размягчаться под  воздействием высоких температур и  не становиться хрупкими при низких);

     • конструкция покрытий должна быть сравнительно простой, а технология их нанесения  — допускать возможность механизации.

     Материалы, входящие в состав покрытия, должны быть недефицитными, а само покрытие — недорогим, долговечным. 

      2.1 Защита подземных и наземных (в насыпях) трубопроводов от почвенной коррозии 

     Почвенная коррозия вызывает самые большие  разрушения трубопроводов, до сквозных разъединений стен.

     Защита  от почвенной коррозии делится на пассивную и активную.

     Под пассивной защитой понимается изоляция поверхности трубопровода от земли  разными материалами. Активная защита имеет целью устранение обстоятельств, вызывающих коррозию трубопроводов. Для этого стараются перенести процесс коррозии с трубопровода на заземляющие устройства.

     Изоляционные  покрытия из полимерных липких лент или  битумных мастик следует наносить на трубопровод в трассовых условиях, как правило, при совмещенном методе изоляционно-укладочных работ.

     Нанесение изоляционных покрытий на влажную или  запыленную поверхность огрунтованного трубопровода, а также производство очистных работ во время снегопада, дождя, тумана, сильного ветра, пылевой бури не допускаются.

     Температурные пределы нанесения грунтовок  и покрытий из полимерных лент, а  также требования к нагреву изолируемого трубопровода и ленты при нанесении должны соответствовать требованиям технических условий на данный вид ленты.

     Битумные  мастики следует наносить на трубопровод с учетом температуры воздуха в соответствии с табл. 1.