Формула расчета скорости коррозии трубопроводов

V = , (3.6)

τ – срок эксплуатации трубопровода.

τ = , (3.7)

3.4 Пример расчет остаточного ресурса трубопровода по минимальной вероятной толщине стенки трубы по результатам диагностики.

Исходные данные.

Проведено техническое диагностическое обследование нефтегазопромыслового трубопровода, транспортируещего продукты, не содержащие сероводорода, с наружным диаметром 273 мм, номинальной толщиной стенки 10 мм и рабочим давлением 10 МПа. Магистральная часть трубопровода смонтирована из труб по ГОСТ 8731, из стали 20, по ГОСТ 1050. Трубопровод находится в эксплуатации с 1990 г.

  • Эксплуатационные характеристики трубопровода приняты согласно СП 34-116-97:
  • – коэффициент несущей способности труб k = 1;
  • – для стали 20 R =420 МПа, R = 250 МПа;
  • – коэффициент надежности по назначению трубопроводов γn=1;
  • – коэффициент условий работы трубопровода, величина которого принимается в зависимости от транспортируемой среды, m2 = 0,75;
  • – коэффициент надежности по материалу gm = 1,55;
  • – коэффициент надежности по нагрузке gf =1,15;
  • – коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе n=1,2;
  • коэффициент несущей способности трубы =1;

Замеры толщин стенок труб по результатам диагностики представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Фактическая толщина стенки (tk) в точках замера по сечению трубы

Номер замеряемого места по схеме Толщина стенки, мм
Фактическая (tk) в точках замера по сечению трубы Номинальная tnk
8,5 8,5 8,6 8,7
8,7 7,8 8,6
7,8 8,6 7,9 8,9
7,7 8,4 8,5 8,9
9,3 9,3 9,4 9,4
9,1
7,8 7,7 8,3 8,7
8,8 8,7 8,7 8,8
8,5 7,9
9,3 7,9 8,4 7,9

Последовательность расчета

Проверочный расчет толщины стенки трубы по формуле (2.1)

Формула расчета скорости коррозии трубопроводов

  1. где значение R определяется по формуле:
  2. R=min Формула расчета скорости коррозии трубопроводов .
  3. Расчет отбраковочной толщины стенки трубы

Формула расчета скорости коррозии трубопроводов

Определяем t отб по формуле (2.4)

Формула расчета скорости коррозии трубопроводов

  • где R1 – расчетное сопротивление материала труб и деталей трубопровода, равное
  • R = R ´ m ´ m ´ k = 420´0,8´0,75´0,85=214,2 МПа.
  • Для данных таблицы 1 среднее значение измеренной толщины стенки трубы (t ):
  • t = Формула расчета скорости коррозии трубопроводов мм.
  1. = Формула расчета скорости коррозии трубопроводов мм .
  2. Минимальная возможная толщина стенки tmin с учетом неконтролиро­ванных участков поверхности для доверительной вероятности 95% применительно ко всем промысловым трубопроводам определяется по формуле:
  3. t = t — 2 = 8,55 — 2·0,513 = 7,52 мм .
  • V = Формула расчета скорости коррозии трубопроводов мм/год.
  • Остаточный ресурс трубопровода составляет:
  • τ = Формула расчета скорости коррозии трубопроводов (года).
  • ВЕРОЯТНОСТНЫЙ РАСЧЕТ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА С УЧЕТОМ ОБЩЕГО КОРРОЗИОННО-ЭРОЗИОННОГО
  • ИЗНОСА СТЕНКИ ТРУБЫ

В процессе эксплуатации трубопроводов в них происходит постепенное накопление различного рода повреждений. Одним из наиболее распространенных типов повреждений является коррозионно-эрозионный износ, воздействие которого учитывается при выборе номинальной толщины стенки.

В процессе эксплуатации номинальная толщина стенки уменьшается, приближаясь к минимально-допустимой. Другой тип повреждений связан с ухудшением механических характеристик металла и, как следствие, снижением допускаемого напряжения. Оба типа повреждения приводят к постепенному уменьшению допустимого внутреннего давления в трубопроводе.

Зависимость изменения допустимого давления от толщины стенки приведена в разделе 3.2. Таким образом, при прогнозировании остаточного ресурса трубопровода по изменению текущей толщины стенки и при постоянном значении допускаемого напряжения единственной характеристикой технического состояния является износ стенки.

Для расчета остаточного ресурса данным способом, наряду с замерами фактических толщин стенки по документации определяют соответствующие им номинальные толщины.

Рассматривается линейная модель износа стенки трубы, т.е. принимается, что износ осуществляется с постоянной скоростью.

Ультразвуковой контроль скорости внутренней коррозии стальных ёмкостей и трубопроводов

Актуальность

Для определения скорости коррозии трубопроводов в настоящее время используют два метода: интрузивные системы мониторинга коррозии и метод ультразвуковой толщинометрии.

Интрузивный метод является небезопасным и неточным, так как требует проникновения внутрь ёмкости или трубопровода, находящихся под большим давлением, причём коррозия замеряется лишь на самом датчике.

Метод ультразвуковой толщинометрии является наиболее точным и безопасным методом измерения скорости коррозии трубопроводов или стальных ёмкостей.

  • Однако точного метода анализа данных не существует, а все нынешние ультразвуковые толщиномеры определяют толщину со слишком большой погрешностью, которая не позволяет точно определить опасные скорости коррозии (более 0,1 мм/год).
  • Проект направлен на создание отечественного метода ультразвукового измерения скорости коррозии, основанного на обработке эхо-сигналов от ультразвуковых датчиков, с последующим внедрением этого метода в промышленность.
  • Цель
  • Разработать методику обработки эхо-сигналов ультразвуковых датчиков, применяемых в ультразвуковой дефектоскопии для измерения внутренней коррозии стальных ёмкостей и трубопроводов.
  • Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
  • Цифровой штангенциркуль
  • Одноэлементный ультразвуковой датчик с частотой 10 МГц
  • Лабораторный осциллограф
  • Генератор импульсов
  • Персональный компьютер
  • Программа Microsoft Excel
  • Язык программирования С#
  • Толщиномер OLYMPUS-38DL PLUS

Описание

Авторы провели оценку применимости используемых в настоящее время УЗ приборов и систем для контроля внутренней коррозии и установили, что за исключением системы компании Cosasco они не позволяют надёжно выявлять опасную скорость коррозии 0,1 мм/год.

Формула расчета скорости коррозии трубопроводов

В методике будет использован одноэлементный УЗ датчик, который будет измерять время прохождения импульса между первым и вторым донными сигналами.

Для определения частоты УЗ датчика авторы рассчитали длину УЗ волны и приняли его частоту 10 МГц (системы-аналоги применяют УЗ датчики 5 МГц).

Чтобы надежно «увидеть» на А-Скане изменение времени 0,33 наносекунды, необходимого для прохождения звуком 0,0025 мм, необходима оцифровка 0,5 – 1 ГГц. Таким образом, для методики принята частота оцифровки А-Скана в 4-5 раз чаще, чем минимальная – 2 ГГц.

Следующим шагом в разработке методики стал учёт влияния температуры на результат измерений, так как изменение температуры контролируемого объекта даже всего на 3 градуса для стали 20 приводит для 10 мм корпуса к изменению толщины на 0,0003 мм, а изменение на 16 градусов дает изменение 0,0019 мм. Для учёта влияния температуры необходимы: формула для расчета коэффициента линейного расширения, формула линейной зависимости, полученная на основе данных о коэффициенте линейного расширения, а также формула изменения толщины стандартного образца.

Для проверки работоспособности разрабатываемой методики специально для проекта в лаборатории Компании «Интротест» были записаны и оцифрованы А — Сканы на тестовом образце при разных температурах с частотой 2 ГГц. Так как промышленность не выпускает толщиномеры, способные оцифровывать

А — Скан с такой высокой частотой, для опытов был использован прецизионный лабораторный осциллограф и генератор импульсов. Была проведена запись первого и второго донных сигналов по 5 серий опытов на тестовом образце при температурах –8, – 5, +24 и +40 градусов Цельсия. Эталонное измерение толщины тестового образца произвели при температуре +24 (комнатная).

Для определения времени прохождения эхо-сигнала были выбраны характерные точки на А — Скане, причем определение времени производилось не по максимальным пикам, а по точкам пересечения с осью симметрии. На основании полученных данных подтвердилась возможность получения высокого разрешения при обработке А-Сканов и достижения требуемой чувствительности метода в 0,0025 мм.

Для проведения расчётов была разработана специализированная программа, обрабатывающая записанный сигнал от УЗ датчика в виде двух массивов – время в наносекундах и амплитуда, измеряемая в вольтах.

Читайте также:  Для чего предназначен фитинг бочонок ниппель

Функции программы:

  • удаление шумов, определение участка донного сигнала;
  • выявление первого и второго пиков по максимуму и минимуму;
  • для расчёта оси симметрии сигнала и аппроксимации данных по параболе был использован метод наименьших квадратов;
  • определение времени пика и пересечения подошвы пика с осью с разрешением до 0,4 наносекунды;
  • возможность внесения корректировок в результаты определения характерных пиков вручную;
  • вывод полученных данных в консоль программы;
  • визуализация работы с входными данными.

Из двух списков точек (по оси X – время, по оси Y – напряжение) программа строит график зависимости. В результате получается график зависимости напряжения от времени с возможностью масштабирования для дальнейшей обработки.

Для выполнения поставленных задач (определить пик сигнала, рассчитать ось симметрии, определить точку пересечения с осью симметрии) необходимо строить аппроксимирующие полиномы. Для поставленных задач достаточно применить линейную аппроксимацию, чтобы построить ось и найти точки пересечения с осью и квадратичную – найти пик сигнала.

Для линейной и квадратичной аппроксимации имеются стандартные формулы, которые были найдены в интернет-справочниках. В результате программа выводит в консольное окно две точки: MAX и MIN, со значениями их времени. После чего эти значения переносятся в финальную таблицу для проведения дальнейших расчётов толщины стенки с учетом влияния температуры.

В программе была также реализована функция удаления шума.

Таким образом, в рамках настоящего проекта было создано работающее приложение, позволяющее строить и обрабатывать сигнал, полученный от ультразвукового датчика с дальнейшим выводом полученных результатов в консоль и переноса их в итоговую таблицу. В финальном приложении есть весь необходимый функционал с возможностью внесения корректировок в результаты определения характерных пиков вручную.

При помощи стандартного толщиномера OLYMPUS были проведены успешные стендовые испытания с применением разработанной в Проекте методики. На нескольких экспериментальных точках измеренные значения толщины стенки практически не отклоняются от расчётных данных.

Также на образце имитировали коррозию – интенсивно потерли наждачной бумагой — и зафиксировали снижение толщины стенки 0,231 мм.

Результаты работы / выводы

Разработанная методика достигает заданных целевых показателей чувствительности.

Потенциальная научная новизна методики может состоять в новом сочетании ранее известных параметров УЗ контроля, за счет чего достигается новое качество – возможность в короткие сроки 15 – 30 суток выявлять опасные скорости коррозии от 0,1 мм/год.

Другим элементом новизны может быть применение алгоритма обработки А — Скана эхо-сигнала с использованием оси симметрии эхо-сигнала и переход на частоту оцифровки более 2 ГГц.

  1. Перспективы использования результатов работы
  2. Были проведены опытно-промышленные испытания на действующих трубопроводах в Западной Сибири, проект получит дальнейшее развитие.
  3. Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

1. АО «НПО «Интротест».

2. РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.

  • Награды / достижения
  • XVII городская научно-практическая техническая конференция школьников
  • «Исследуем и проектируем» – победитель.

Как рассчитать скорость коррозии металлов 2021

Когда большинство металлов контактирует с определенными веществами в воздухе или воде, они подвергаются химическому изменению, которое снижает целостность металла. Этот процесс называется коррозией. Кислород, сера, соль и другие материалы могут привести к коррозии.

Когда металл корродирует или ухудшается, он не может выдерживать те же нагрузки, что и до начала коррозии. В определенный момент коррозия может привести к опасным условиям.

Металл, используемый в мостах, железнодорожных путях и зданиях, подвержен коррозии. Из-за этого важно следить и управлять коррозией во избежание структурного коллапса.

Какова скорость коррозии?

Скорость коррозии — это скорость, с которой любой данный металл ухудшается в определенной среде. Скорость или скорость зависят от условий окружающей среды, а также от типа и состояния металла.

Нормы коррозии в США обычно рассчитываются с использованием mpy (Mils в год). Другими словами, скорость коррозии основана на количестве миллиметров (тысячных долей дюйма), которое оно проникает каждый год.

Чтобы рассчитать скорость коррозии, необходимо собрать следующую информацию:

  • Потеря веса (уменьшение массы металла за отчетный период времени)
  • Плотность (плотность металла)
  • Площадь (общая площадь исходной поверхности металлической детали)
  • Время (длина периода отсчета времени)

Ресурсы для расчета тарифов на коррозию:

Corrosionsource. com обеспечивает онлайн-калькулятор скорости коррозии металлов для расчета скорости коррозии.

Чтобы использовать калькулятор, перейдите по ссылке здесь: Калькулятор скорости коррозии

Просто введите данные выше и нажмите «Рассчитать», чтобы рассчитать скорость коррозии в миллиметрах, дюймах, микрон или миллиметрах в год или в дюймах в минуту.

Преобразование скоростей коррозии:

Чтобы преобразовать скорость коррозии между милями в год и метрическим эквивалентным миллиметром в год (мм / год), вы можете использовать следующее уравнение:

1 мПи = 0. 0254 мм / y = 25. 4 мкм / у

  • Для расчета скорости коррозии от потери металла:
  • мм / у = 87. 6 x (Вт / ДАТ)
  • где:
  • W = потеря массы в миллиграммах D = плотность металла в г / см3 A = площадь образца в см2
  • T = время экспонирования образца металла в часах

Почему цены на коррозию имеют значение

Коэффициенты коррозии определяют продолжительность жизни металлоконструкций. Эта реальность диктует выбор металлов, используемых для разных целей и в разных средах.

Он также определяет требования к техобслуживанию для конструкций: металлическая конструкция во влажной среде может потребовать более частого обслуживания, чем аналогичная конструкция в сухом месте.

Графики технического обслуживания разрабатываются на основе описанных выше типов расчетов.

Что такое технология коррозии?

Коррозионная инженерия — относительно новая профессия, предназначенная для замедления, реверсирования и предотвращения воздействия коррозии на материалы и структуру. Они отвечают за разработку покрытий и обработок, которые могут быть использованы на металлах для улучшения устойчивости металлов к коррозии. Они также участвуют в разработке материалов, которые менее подвержены коррозии.

Например, новые металлы, не подверженные коррозии, могут быть заменены металлом. В ситуациях, когда коррозия может вызвать опасные или дорогие ситуации, инженеры по коррозии могут рекомендовать и внедрить решения.

Скорость коррозии и классификация агрессивных сред

Почвенная коррозия – разрушение металла в почве. Ежегодные потери металла вследствии протекания почвенной коррозии достигают 4%.

Читайте также:  Обзор видов насосов для песка или ила

Почвенной коррозии подвергаются различного назначения трубопроводы, резервуары, сваи, опоры, кабеля, обсадные трубы скважин, всякого рода металлоконструкции, эксплуатируемые в почве.

Почва – очень агрессивная среда. Она состоит из множества химических соединений и элементов, многие из них только ускоряют коррозионный процесс. Агрессивность почвы (грунта) зависит от некоторых факторов: влажность, аэрация, пористость, рН, наличие растворенных солей, электропроводность.

Классификация грунтов по коррозионной активности:

— высококоррозионные грунты (тяжелые глинистые, которые длительное время удерживают влагу);

  Как самостоятельно очистить серебро от примесей?

— среднекоррозионные грунты;

— практически инертные грунты в коррозионном отношении (песчаные почвы).

Влияние различных факторов на почвенную коррозию

Влияние влажности грунта на почвенную коррозию металла

Влага в почве присутствует почти везде. Где-то ее больше, а где-то меньше. Именно влажность грунта очень сильно влияет на скорость почвенной коррозии, превращая почву в электролит. Она же вызывает электрохимическую коррозию находящихся в грунте металлоконструкций. Вода в грунте может быть: капиллярной, гравитационной, связанной. Капиллярная влага собирается в порах грунта.

Высота подъема ее по капилляру зависит от диаметра пор. Капиллярная влага сильно влияет на скорость почвенной коррозии. Связанная влага на скорость почвенной коррозии не влияет, т.к. находится в виде гидратированных химических соединений.

Под действием силы тяжести в грунтах и почвах постоянно перемещается вода, которая оказывает, как и капиллярная, значительное влияние на скорость почвенной коррозии.

Максимальная скорость почвенной коррозии наблюдается при влажности грунта 15 – 25%. Это объясняется уменьшением омического сопротивления коррозионных элементов.

С повышением влажности почвы анодный процесс проходит легче (за счет затруднения пассивации поверхности металла), а катодный – труднее (грунт насыщается влагой, затрудняется его аэрация).

Влажность, при которой наблюдается наибольшая скорость коррозии, называют критическим показателем влаги для грунта. Для глинистых грунтов он составляет около 12 – 25%, для песчаных 10 – 20%.

Пористость (воздухопроницаемость) грунта

Пористость (воздухопроницаемость) грунта влияет на способность длительное время сохранять влагу и аэрацию. Воздухопроницаемость зависит от состава грунта, его плотности, влажности.

Грунты, хорошо пропускающие воздух (песчаные), более агрессивны. В песчаных грунтах катодный процесс протекает с облегчением.

На практике бывают случаи, когда подземный трубопровод большой протяженности проходит через разного вида грунты.

Если он проходит последовательно в песчаной, а потом глинистой почве, где условия аэрации металлической поверхности очень различаются, то возникают аэрационные микрогальванические коррозионные зоны.

Поверхность трубопровода в песчаной зоне будет играть роль катода, а глинистой – анода. Разрушение металла будет происходить на анодных участках, где затруднен доступ кислорода к поверхности.

Интересно, что катодная и анодная зоны могут находится на расстоянии больше сотни метров. При этом коррозионный процесс будет отличаться омическим торможением.

Кислотность грунта

Для большинства грунтов значение рН составляет 6,0 – 7,5. Высококоррозионными являются почвы, рН которых сильно отличается от данного значения.

К ним относятся торфяные, болотистые грунты, значение рН которых составляет 3 – 6. А также щелочные солончаки и суглинки, с рН почвы 7,5 – 9,5.

Очень агрессивной средой по отношению к сталям, свинцу, меди, цинку является чернозем, содержащий органические кислоты.

Одна из самых агрессивных почв – подзол. Сталь в подзоле корродирует в 5 раз быстрее, чем в других грунтах.

Кислотность грунтов ускоряет почвенную коррозию, т.к. вторичные продукты коррозии становятся более растворимы, существует возможность дополнительной катодной деполяризации ионами водорода.

Электропроводность грунта

Электропроводность грунта зависит от его минералогического состава, количества влаги и солей в почве. Каждый вид грунта имеет свое определенное значение электропроводности, оно может колебаться от нескольких единиц до нескольких сотен Ом на метр.

Соленость грунта оказывает огромное влияние на его электропроводность. С увеличением содержания солей легче протекают анодный и катодный электродные процессы, что снижает электросопротивление.

Почти всегда определив электропроводность грунта можно судить о его степени коррозионной агрессивности (для стали, чугуна). Исключение составляют водонасыщенные почвы.

Минералогический состав и неоднородность грунта

Минералогический состав и неоднородность грунта оказывают большое влияние (как и влажность) на омическое сопротивление. В глинисто-песчаном влажном грунте удельное сопротивление почвы составляет около 900 Ом•см, а в таком же грунте, только сухом – 240000 Ом•см. С уменьшением удельного сопротивления грунта его агрессивность увеличивается.

Минерализация почвы может колебаться в пределах 10 – 300 мг/л.

Неоднородность грунта приводит к возникновению гальванопар, которые только усиливают почвенную коррозию, делают разрушение неравномерным.

Влияние температуры грунта на почвенную коррозию металлов. Температура может колебаться в очень больших пределах. Зимой, когда свободная вода, заполняющая капилляры в почве замерзает — скорость почвенной коррозии немного уменьшается. Это также связано с плохой аэрацией поверхности металла.

В летнее время, когда на улице стоит жара, скорость почвенной коррозии может замедлятся также, что объясняется высыханием почвы. Самый большой ущерб почвенная коррозия наносит в межсезонье, когда грунт достаточно влажный, созданы оптимальные условия для протекания коррозионного процесса.

Температура грунта зависит от времени года, географической широты, времени суток, погоды.

Значительное различие температур на конструкции, имеющей большую протяженность (подземный трубопровод) может быть причиной образования термогальванических коррозионных пар, которые обеспечивают усиление местной почвенной коррозии.

  Алюминиевые профили: предельные размеры

Влияние микроорганизмов на почвенную коррозию металлов

В почве живут и развиваются два вида микроорганизмов: аэробные (могут существовать только при наличии кислорода), анаэробные (для обеспечения их жизнедеятельности кислород не требуется).

Они оказывают огромное влияние на почвенную коррозию металлов.

Почвенная коррозия металлических сооружений, вызванная жизнедеятельностью живых микроорганизмов носит название биологическая (биокоррозия) либо биохимическая.

Аэробные микроорганизмы (почвенные) существуют двух видов: одни принимают непосредственное участие в осаждении железа, другие – окисляют серу. Оптимальными условиями для существования анаэробных серобактерий является кислая среда (3 – 6 рН). Серобактерии окисляют сероводород в серу, а потом — серную кислоту по следующим уравнениям:

2H2S + O2 = 2H2O + S2;

S2 + 2H2O + 3O2 = 2H2SO4.

В местах наибольшего количества серобактерий концентрация серной кислоты может достигать 10%. Это очень сильно ускоряет почвенную коррозию, особенно стали.

При рН грунта около 4 – 10 развиваются бактерии, перерабатывающие железо. Эти бактерии в процессе своей жизнедеятельности поглощают ионы железа, а выделяют нерастворимые соединения, содержащие Fe.

В местах скопления железобактерий наблюдается большое количество нерастворимых железистых соединений, которые увеличивают гетерогенность поверхности.

Читайте также:  Полка для обуви в прихожую своими руками из труб пвх

Это явление также оказывает большое влияние на скорость почвенной коррозии.

Анаэробные микроорганизмы могут вырабатывать углеводороды, сероводород, угольную кислоту и множество других химических соединений. Они могут разрушать защитные покрытия, воздействовать на ход анодной и катодной реакции, менять характеристики почвы.

Среди анаэробных микроорганизмов самыми опасными можно считать сульфатредуцирующие бактерии. Оптимальные условия для их существования, почва со значением рН 5,5 – 8 (болотные, глинистые, илистые грунты). Бактерии восстанавливают сульфаты, содержащиеся в почве. Этот процесс можно описать следующим уравнением:

MgSO4 + 4H = Mg(OH)2 + H2S + O2.

Выделившийся кислород обеспечивает протекание реакции на катоде. Сероводород и сульфиды в почве являются причиной появления на поверхности эксплуатируемой конструкции рыхлого слоя сульфида железа.

Коррозия носит питтинговый характер.

Основные типы коррозии

Говоря о механизме коррозийного процесса можно заметить 2 главных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая — это явственный итог прохождения реакций, во время которых, после уничтожения металлической связи, части металла и все атомы, которые входят в окислители, создают собой крепкую связь.

Электроток между различными частями поверхности металл не может возникнуть. Данная разновидность коррозии может быть присуща химическим средам, которые не в состоянии передавать электроток.

Сюда относятся газы и неэлектролиты.

Важно помнить, что на скорость коррозии влияют также причины коррозии. Электрохимическая коррозия представляет процесс деградации металлов. Этот процесс идет вместе с возникновением в системе электричества.

Классификация коррозии по значению протекания самого процесса

  Жидкая штамповка алюминия

Арка моста, с более сильной ржавчиной с местах где разрушен лакокрасочный слой

Коррозионные процессы могут быть разделены:

  • по типу взаимного влияния металлов с окружающей атмосферой;
  • по типу коррозионной атмосферы и условиям самого процесса;
  • по характеристике дегенерационного воздействия;
  • на «скорость коррозии» очень сильно влияет тип окружающей атмосферы.

Механизм и особенности почвенной коррозии металлов

Почвенная коррозия почти всегда протекает по электрохимическому механизму (исключения составляют лишь очень сухие грунты).

Анодный процесс при почвенной коррозии – разрушение металла. На катоде же проходит кислородная деполяризация.

Чаще всего кислородная деполяризация проходит с затрудненным доступом кислорода к поверхности корродирующего изделия.

Подвод кислорода может осуществятся несколькими способами: диффузией в жидкой или газообразной среде или направленным течением этих фаз, перемешиванием фаз при помощи конвекции.

Во влажном грунте процесс проходит с преимущественно катодным контролем, а сухих рыхлых почвах — анодным. Иногда, при работе протяженных микропар может наблюдаться катодно-омический контроль.

На катоде также может проходить и водородная деполяризация (только в условиях кислых грунтов). Существенно изменить ход коррозионного процесса могут и микроорганизмы.

Подземную коррозию делят на грунтовую коррозию и электрокоррозию (коррозию блуждающими токами). Подземная коррозия менее опасна, чем разрушение под воздействием блуждающих токов.

Методы оценки

Существует несколько способов оценки скорости разрушения металлов в агрессивных средах:

  • Лабораторные – испытания образцов в искусственно смоделированных условиях, близких к реальным. Их преимуществом является то, что они позволяют сократить сроки исследования.
  • Полевые – проводятся в естественных условиях. Занимают длительное время. Преимуществом такого метода является получение информации о свойствах металла в условиях дальнейшей эксплуатации.
  • Натурные – испытания готовых металлических объектов в естественной среде.

Методы защиты от почвенной коррозии

Защиту от почвенной коррозии можно разделить на активную (электрохимическую) и пассивную (изоляция изделия от воздействия окружающей среды, специальные способы укладки и т.д.).

Для защиты металлоизделий от почвенной коррозии применяются самые разнообразные методы. Очень часто, особенно в высококоррозионых грунтах, применяют комплексную защиту от подземной коррозии.

Основные методы защиты металлоконструкций от почвенной коррозии: нанесение защитных покрытий и изоляция изделий, создание искусственной среды, электрохимическая защита, применение специальных методов укладки.

Нанесение защитных покрытий. Изоляция

Для защиты от почвенной (грунтовой) коррозии наиболее эффективным и широко используемым является нанесение защитных изоляционных покрытий.

К таким покрытиям предъявляются следующие требования: оно должно быть сплошным, без трещин, царапин; иметь хорошую адгезию с металлоподложкой; быть химически стойким; отличаться высокими диэлектрическими свойствами; сохранять свои защитные свойства при воздействии положительных и отрицательных температур (от -50 до +50 °С); не содержать коррозионно-активных по отношению к основному металлу агентов; обладать высокой биостойкостью, механической прочностью.

Защитные покрытия могут быть полимерными и мастичные. К мастичным относятся каменноугольное, битумное. К полимерным – покрытия из липких изоляционных лент, расплавы, накатываемые эмали и т.д.

Покрытие, применяемое для защиты от почвенной коррозии, должно полностью изолировать готовую конструкцию от воздействия окружающей среды. Для изоляции подземных трубопроводов очень часто используют битумные покрытия различной толщины (6 мм – усиленное, 3 мм – обычное, 9 мм – очень усиленное).

Широкое распространение получили петролатумные, цементные, каменноугольно-пековые, полиэтиленовые, поливинилхлоридные защитные покрытия. Последние отличаются отличными защитными и изолирующими способностями, долгим сроком службы, но не из самых дешевых.

Самыми слабыми защитными свойствами обладает цементное покрытие.

Создание искусственной атмосферы

Этот метод применяют достаточно редко, в основном для трубопроводов большой протяженности. Это связано с большими транспортными затратами, трудностью его реализации (необходимо большое количество работников, техники, достаточно много времени).

Протяженные подземные сооружения могут проходит через разные виды почв, что интенсифицирует коррозионный процесс. Суть метода заключается в том, чтоб создать однородный грунт по всей протяженности конструкции (засыпая, например, весь трубопровод песчаным грунтом) либо уменьшить агрессивность почвы на определенных участках. Для этого кислые грунты могут известковать.

Электрохимическая защита металла от почвенной коррозии

Электрохимическая защита заключается в принудительном создании катодной либо анодной поляризации. При совместном применении электрохимический защиты и защитных покрытий, затраты на первую весьма невелики.

В практике защиты металлов от почвенной коррозии очень часто применяется катодная защита. Металлоконструкции сообщают определенный отрицательный электрический потенциал, который затрудняет термодинамику окисления металла. Это существенно снижает (сводит к минимуму) скорость почвенной коррозии. Осуществить катодную поляризацию можно используя специальные установки: протекторные, катодные.

Протекторная защита заключается в подсоединении к изделию электродов из металла, который в данной среде более электроотрицателен. Для защиты стали от подземной коррозии протекторами могут служить алюминий, его сплавы, цинк, магний.

Катодная защита – создание катодной поляризации при помощи внешнего источника тока (генераторы постоянного тока, батареи, выпрямители). По всей протяженности трубопровода ставят специальные станции катодной защиты.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector