Заказать курсовые, контрольные, рефераты...
Образовательные работы на заказ. Недорого!

Влияние катодной защиты магистральных газопроводов на процесс развития коррозионных трещин под напряжением

Диссертация: Влияние катодной защиты магистральных газопроводов на процесс развития коррозионных трещин под напряжением
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Анализ причин аварийности магистральных газопроводов, показывает, что основной причиной отказов магистральных газопроводов являются коррозионные повреждения (до 40%). При этом, общая и язвенная коррозии наблюдаются практически на всех трубопроводах, имеющих дефекты изоляции. Для борьбы с этими видами коррозии в газопроводном транспорте используется дополнительная защита — электрохимическая… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Состояние проблемы коррозионных повреждений магистральных газопроводов
  • Цель и задачи исследования
    • 1. 1. Анализ состояния и причин отказов линейной части магистральных газопроводов Западной Сибири
    • 1. 2. Виды коррозионных повреждений магистральных газопроводов
    • 1. 3. Стресс-коррозия, как наиболее опасный вид коррозионных повреждений
    • 1. 4. Методы обнаружения стресс-коррозионных повреждений
  • Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования
  • Глава 2. Кинетика коррозионного процесса в узкой трещине с природным электролитом при наличии механических напряжений
    • 2. 1. Определение и виды коррозионных процессов
    • 2. 2. Химические реакции на аноде и катоде при коррозионном процессе
    • 2. 3. Определение анодного и катодного токов при диффузионном и электрохимическом перенапряжениях
    • 2. 4. Распределение потенциала электролита и катодного тока в тонкой трещине прямоугольного сечения
    • 2. 5. Динамика развития трещины по ее глубине
    • 2. 6. Влияние механических напряжений на скорость коррозионного процесса в трещине
  • Выводы по главе 2
  • Глава 3. Кинетика коррозионного процесса в узкой трещине и динамика ее глубинного роста при наложенной катодной защите
    • 3. 1. Способы защиты от коррозии
    • 3. 2. Принципиальная схема катодной защиты и определение ее эффективности
    • 3. 3. Кинетика коррозионного процесса в трещине при постоянном потенциале электролита на устье трещины
    • 3. 4. Динамика развития стресс-коррозионной трещины во времени
  • Выводы по главе 3
  • Глава 4. Особенности влияния катодной защиты на развитие коррозионных трещин
    • 4. 1. Расчет основных зависимостей катодной защиты
    • 4. 2. Определение электрофизических характеристик при катодной защите
    • 4. 3. Влияние потенциала наложенной катодной защиты на предельную глубину трещины по длине газопровода
    • 4. 4. Динамика глубинного развития трещины при постоянной щ плотности тока в устье трещины
  • Выводы по главе 4

Влияние катодной защиты магистральных газопроводов на процесс развития коррозионных трещин под напряжением (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В экономике России важное место занимает система магистральных газопроводов, которая, как и все сложные технические системы имеет свои особенности и проблемы.

Для магистральных газопроводов характерны большая протяженность и разнообразие условий эксплуатации, обусловленные географическими и климатическими факторами. Это требует использование соответствующих материалов, в том числе изоляционных, способных обеспечить защиту стальных трубопроводов от почвенной коррозии в течение всего срока эксплуатации.

Несмотря на значительные усилия ученых всего мира в борьбе с коррозией, разработка эффективных способов защиты действующих магистральных газопроводов от коррозионного разрушения до сих пор остается одной из главных проблем трубопроводного транспорта. Так, только в системе Газпрома количество аварий и отказов в 2003 году исчислялось десятками тысяч. При этом факторы, определяющие безопасность газопроводов, известны и достаточно хорошо изучены.

Анализ причин аварийности магистральных газопроводов, показывает, что основной причиной отказов магистральных газопроводов являются коррозионные повреждения (до 40%). При этом, общая и язвенная коррозии наблюдаются практически на всех трубопроводах, имеющих дефекты изоляции. Для борьбы с этими видами коррозии в газопроводном транспорте используется дополнительная защита — электрохимическая. Подключение катодной защиты позволяет если не остановить, то значительно замедлить общую и язвенную коррозии металла труб в местах с дефектами изоляции. Поэтому все магистральные газопроводы имеют катодную (электрохимическую защиту).

При обслуживании трубопроводов в первую очередь уделено внимание наличию катодного потенциала по всей длине трассы. Разработаны эффективные методы и достаточно совершенные приборы, позволяющие по утечке защитного тока обнаруживать повреждения изоляции.

Однако в последние десятилетия (в бывшем СССР коррозионное растрескивание под напряжением было обнаружено в 80-х годах) — появился новый вид коррозионного повреждения магистральных газопроводов — коррозионное растрескивание под напряжением. Стресс-коррозия на протяжении уже 30 лет представляет собой одну из наиболее актуальных проблем при транспортировке газа, как в Росси, так и за рубежом.

Так в ООО «Севергазпром» аварии по причине коррозионного растрескивания под напряжением составляют почти 70%, а в системе магистральных газопроводов ООО «Сургутгазпром» до 40% от общего числа аварий.

Причиной такого положения являются недостаточная изученность исключительно сложного самого процесса образования коррозионных трещин под напряжением на различных стадиях их развития и факторов, определяющих эти процессы.

Таким образом, коррозионное растрескивание под напряжением является основной причиной отказов и аварий на магистральных газопроводах и, как правило, развивается на внешней катоднозащищенной поверхности, а их катодная защита — одним из наиболее существенных факторов, определяющих образование и развитие трещин.

В настоящей работе изложены результаты исследования кинетики коррозионного процесса в трещине с природным электролитом при наличии механических напряжений, включая случаи наложения катодной защиты магистральных газопроводов, и оценено влияние катодной защиты на процесс развития коррозионных трещин.

Основные выводы по работе.

1. На основе кинетики электрохимических процессов получены распределения потенциала и токов электролита в коррозионной трещине стенок магистральных газопроводов.

2. Получено и решено уравнение динамики глубинного роста трещин в стенке газопровода в отсутствии катодной защиты.

3. Выявлено влияние катодной защиты на кинетику электрохимического процесса в природном электролите трещины.

4. Выявлены условия роста коррозионной трещины, получено и решено уравнение динамики глубинного роста коррозионных трещин в стенке газопровода.

5. Получено соотношение между наложенным потенциалом катодной защиты и током в грунте по трассе трубопровода и глубиной защиты трещины.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.Г., Гареев А. Г. Магистральные газопроводы: особенности проявления ККР //Газовая промышленность. 1992. № 10. С. 18−20.
  2. И.Г., Гареев А. Г. Современное состояние проблемы стресс-коррозии и перспективные направления дальнейшего исследования//Экспресс-информация. Транспорт и подземное хранение газа, 1993. -№ 2−4. -С. 10−11.
  3. И.Г., Гареев А. Г., Мостовой A.B. Диагностика коррозионного растрескивания трубопроводов.-Уфа.: Гилем, 2003.-100с.
  4. И.Г., Гареев А. Г., Мостовой A.B. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем: диагностика и прогнозирование долговечности.-Уфа. .Тилем, 1997,-177 с.
  5. И.Г., Гареев А. Г., Мостовой A.B. Изучение механизма карбонатного коррозионного растрескивания // Газовая промышленность, 1993.- № 4.-С. 35−36.
  6. И.Г., Мостовой A.B., Гареев А. Г. Влияние вибрации на развитие коррозионного растрескивания магистральных газопроводов. -Уфа.: Гилем, 1997.- С. 117−118.
  7. М.З., Аскаров P.M., Гареев А. Г. Коррозионное растрескивание труб магистральных газопроводов // Энергетическая безопасность, 2000. -№ 2. -С. 38−39.
  8. B.C. Основы электрохимии.-М.:Химия, 1988.-412 с.
  9. В. Катодная защита. Справочник.-М.:Металлургия, 1992.-176 с.
  10. .И. Исследование процессов трещинообразования в покрытиях на трубах в грунтовой среде. // Физико-химическая механика материалов.-М, 1973.-№ 4.-С.25−27.
  11. И.Н., Глухов H.A., Махнев Е. С., Мостовой A.B. и др. Некоторые материаловедческие аспекты безопасности магистральных газопроводов // Труды Второй международной конференции «Безопасность трубопроводов». -М.: РАО «Газпром», 1997.- С. 22−32.
  12. Ю.И., Иванов И. А., Михаленко С.В, Песин A.C., Руденко A.M. Способы диагностирования запорной арматуры при транспорте газа.-Диагностика-2002Материалы международной деловой встречи.-Москва, 2002 г.-С 51−55.
  13. Н.И., Мелехов Р. К. Коррозионное растрескивание сталей.-Киев.: Наукова думка, 1977.-246 с.
  14. В.Н., Илатовский Ю. В., Колотовский А. Н., Конакова М. А., Теплинский Ю. А., Яковлев, А .Я. Систематизация аварий по причине КРН // Энергетическая безопасность, 2002.- № 8.- С. 34−37.
  15. A.A., Гумеров K.M., Козин И. В. Стресс-коррозия как основной источник опасности на магистральных газопроводах.-проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: Сб.н.тр.-Уфа, 1998 г.
  16. А.Г. Фотоприставка для стереоскопического микроскопа МБС-9 // Заводская лаборатория. 1990.- № 5.- С.93−95.
  17. А.Г., Насырова Г. И. Прогнозирование времени до разрушения магистральных трубопроводов в условиях коррозионного растрескивания // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: Тр. ИПТЭР, 1995.-С.96−99.
  18. Н.П., Пригула В. В. Современное состояние защиты от подземной коррозии.-И.:ВНИИОЭНГ, 1972.-123 с.
  19. ГОСТ 16 149–70. Защита подземных сооружений от коррозии блуждающим током поляризованными протекторами. М.: 1970.
  20. ГОСТ 25 812–83. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. М.: 1983.
  21. ГОСТ 5272–68. Коррозия металлов. Термины. М.: 1968.
  22. ГОСТ 9.015−74. Единая система защиты от коррозии и старения. Подземные сооружения. Общие технические требования. М.: 1974.
  23. ГОСТ 9.602−89. Единая система защиты от коррозии и старения. Подземные сооружения. Общие требования к защите от коррозии. -М.: 1989.
  24. Г’ОСТ Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. М.: 1999.
  25. X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях. Часть 1/Пер. с англ. -М.: Мир, 1990. -349 с.
  26. Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1981.- 270 с.
  27. Е.И., Новоселов В.Ф, Тугунов П. И. и др. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров.-М.:Недра, 1978.-472 с.
  28. JT.A. Методика оценки опасности дефектов для магистральных трубопроводов // Энергетическая безопасность, 2000. -№ 3, — С.32−33.
  29. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия, 1976. — 472с.
  30. P.C. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. Уфа.: НТЦ «Безопасность эксплуатации сложных технических систем», 1997.-426 с.
  31. P.C., Гумеров А. Г. и др. Расчеты ресурса оборудования и трубопроводов с учетом механохимической коррозии и неоднородности.-М.:Недра, 2004.-195 с.
  32. P.C., Гумеров А. Г., Халимов А. Г. и др. Оценка технического состояния и ресурса нефтегазохимического оборудования. М.: Недра, 2004.286 с.
  33. Е.М. Влияние деформации на потенциал материалов // журнал прикладной химии, 1951.-№ 6.-С.614−623.
  34. A.M., Глазков В. И., Котик В. Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. М.: Недра, 1975. — 288с.
  35. С.Г. Общий курс физики. Электричество. М.: Наука, 1977. — 592с.
  36. В.А., Матвиенко А. Ф. Разрушение магистральных газопроводов (Современные представления о коррозионном растрескивании под напряжением). -Екатеринбург, 1997. -102с.
  37. Г. В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов.-Киев: Наукова думка, 1976. -123 с.
  38. Г. В., Василенко И. И. Коррозионное растрескивание сталей.-Киев.: Техника, 1971.-191 с.
  39. Катодная защита от коррозии. /Пер. с нем.- Под ред. В. А. Пригулы. М.: Госэнергоиздат, 1962. — С.11 — 95.
  40. Катодная защита от коррозии. Справ, изд. Бэкман В., Швенк В. Пер. с нем. -М.: Металлургия, 1984.-496 с.
  41. X. Катодная защита подземных сооружений //Сб. «Катодная защита от коррозии» /Пер. с нем.- Под ред. В. А. Притулы. М.: Госэнергоиздат, 1962. — 254с.
  42. JI.A. Аварии на газопроводах: анализ ситуации // Голубая магистраль, 1990.-№ 3. -С.3−4.
  43. М.А., Теплинский Ю. А., Яковлев, А .Я. Анализ причин аварийных разрушений МГ в ООО «Севергазпром» // Энергетическая безопасность, 2003.- № 5.- С. 63−64.
  44. Коррозия (справочник) /Пер. с англ.- Под ред. JI.JI. Шрайера. -М.: Металлургия, 1981, — 632с.
  45. Коррозия металла с ПВХ покрытием под действием биогенного сероводорода. /Могильницкий Г. М., Зиневич A.M., Борисов Б. И. и др. -Защита металлов, 1980. № 2.
  46. В.В., Ларионов А. К. Подземная коррозия металлов и методы борьбы с ней. М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1962.
  47. В.В., Цикерман Л. Я. Коррозия и защита подземных металлических сооружений. -М: Высшая школа, 1968. 296с.
  48. Курс физической химии. Том II / под ред. Герасимова Я.И.-М.:Химия, 1973.-624 с.
  49. X. Теоретические основы и понятия катодной защиты от коррозии наложенным током и гальваническими анодами. //Катодная зашита от коррозии. /Пер. с нем.- Под ред. В. А. Пригулы. М.: Госэнергоиз-дат, 1962.-С.13−39.
  50. Л.Ф. Акустика. -М.: Высшая школа, 1978. -448 с.
  51. A.B. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. -М.: Гостехтеориздат, 1954.
  52. С.И., Подмарков В. Ю. Анализ отказов Единой системы газоснабжения за 1999−2001 гг. // Энергетическая безопасность, 2002.- № 11.-С.38−39.
  53. Материалы НТС ОАО «Газпром» «Проблемы повышения надежности и безопасности газопроводов, подверженных стресс коррозии». Экспресс-информация // Транспорт и подземное хранение газа, 1993.- № 2−4.- 70 с.
  54. H.A. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению.-М. Машиностроение, 1973.-201 с.
  55. В.Н. Анализ уровня эксплуатации и аварийности МГ Северного коридора. // Газовая промышленность, 2003.-№ 5.- С. 13−15.
  56. Э.П. Коррозия подземных промысловых трубопроводов в торфяных грунтах Западной Сибири. М.: ВНИИОЭНГ, 1976. -28с.
  57. Ю.Н., Томашов Н. Д. Метод определения коррозионных свойств грунтов //Теория и практика противокоррозионной защиты подземных сооружений: Сб. тр. М.: Изд-во АН СССР, 1958.
  58. C.B., Чудновский А. Ф. Физика почв.-М.:Наука, 1967.-584 с.
  59. Е.А. Влияние величины водородного показателя грунтов и содержания в них хлоридов и сульфатов на коррозию газопровода. //Сб. Газовое дело. № 9. — М.: Изд. ЦНИИТЭ-Нефтегаз, 1964.
  60. Е.А. Влияние влажности грунтов на коррозию магистральных газопроводов //Экспресс-информация по эксплуатации магистральных газопроводов. № 2. — М.: Изд. ЦНТИ Газпрома СССР, 1964.
  61. Е.А. Зависимость коррозии стального газопровода от изменения фунтовых условий по трассе //Защита металлов. Т. 1. — Ks 1. -M.: Наука, 1955.
  62. Е.А. Электрохимическая коррозия и защита магистральных газопроводов. М.: Недра, 1972.
  63. В.Ф., Дизенко Е. И. Противокоррозионная защита. -Уфа: Изд. Уфимского нефт. ин-та, 1974. 129с.
  64. Новые параметры максимально допустимых защитных потенциалов подземных трубопроводов: Экспресс-информация М.: ВНИИ-Эгазпром, 1969. -5с.68. (Этт К. Ф. Механизм и кинетика стресс-коррозии МГ // Энергетическая безопасность, 1999. 7. -С. 46−49.
  65. Ott К. Ф. Функции неметаллических включений в жизненном цикле сталей газопроводных труб//Газовая промышленность. 1993.-№ 7.- С.32−70.
  66. В.В. Расчет полной катодной защиты. JL: Недра, 1988.-136с.
  67. В.В., Прокофьев Ю. И. Общие вопросы теории полноты катодной защиты //Пром. энергетика. 1986. № 2. — С.32 — 33.
  68. В.В., Юрасов В. Н. и др. Контроль эффективности действия катодной защиты по расчетному потенциалу: Информ. листок. -Горький: ЦНТИ, 1980. № 192−80. — 4с.
  69. П., Эрдоган Ф. Критический анализ законов распространения трещин. // Техническая механика, 1963.-№ 4.-С.60−66.
  70. A.C., Горковенко А. И., Пульников С. А. Кинетика глубинного роста одиночной модельной стресс-коррозионной трещины.-Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири: Сб.науч.тр. Тюмень: ТюмГНГУ, 2005 г.-С.22−27.
  71. A.C., Кушнир С.Я, Горковенко А. И. Влияние электрохимической защиты трубопровода на развитие усталостных трещин.- Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири: Сб.науч.тр. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2002 г.-С.67−69.
  72. JI.H., Коррозия под напряжением. Киев.: Вища школа, 1986.142 с.
  73. Л.Н., Тищенко В. Н., Густов A.C. О коррозионно-электрохимическом факторе при развитии трещин коррозии под напряжением. // Физико-химическая механика материалов, 1979.-№ 4.-С.20−25.
  74. Положение о расследовании отказов газовых объектов Министерства газовой промышленности, подконтрольных органам государственного газового надзора в СССР. М.: Главгосгазнадзор СССР, 1986. -Дополнение № 1. -10 с.
  75. В.А. Зависимость коррозийности почв от их сопротивления //Нефтяное хозяйство, 1946. № 6, 7.
  76. ИЛ. Ингибиторы коррозии. М: Химия, 1977.- 352 с.
  77. О.Н. Новые подходы к оценке усталости металлов. Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии.-М.: ВНИИОЭНГ, 1979. -50 с.
  78. .В., Харионовский В. В., Мартынов С. А. Оценка состояния изоляционных покрытий подземных трубопроводов //Контроль. Диагностика, № 6. 2001. — С.7−15.
  79. В.В. Теоретическая электрохимия.-М.:Чимия, 1970.-608 с.
  80. СНиП 2.05.06−85*. Магистральные трубопроводы / Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. -52с.
  81. СНиП Ш-42−80*. Магистральные трубопроводы.-М.: Миннефтегазстрой, 1997.
  82. И.В. Современные методы определения опасности коррозии и защищенности нефтепромысловых сооружений. М.: ВНИИОЭНГ, 1973.-1 Юс.
  83. И.В., Зиневич А. М., Никольский К. К. и др. Защита металлических сооружений от подземной коррозии. Справочник. М.: Недра, 1981.-293с.
  84. К. Методика измерений при катодной защите от коррозии //Катодная защита от коррозии. /Пер. с нем.- Под ред. В. А. Притулы. М.: Госэнергоиздат, 1962. — С. 132 -151.
  85. JI.M., Худяков JI.A. Коррозионное растрескивание катодно-защищенных трубопроводов в карбонатных средах. Проблемы освоения Западно-Сибирского топливно-энергетического комплекса. Уфа.: 1982.- С. 1011.
  86. Типовой регламент по переиспытанию действующих магистральных газопроводов диаметром 1420 мм, подверженных стресскоррозии. М.: РАО «Газпром», 1998.- 16с.
  87. В.Н. Электрохимическая защита трубопроводных сетей.-Волгоград.:ВолгГАСА, 1997.-312 с.
  88. Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1959.-592с.
  89. Г. Г. Коррозионное растрескивание под напряжением. / Разрушение.-М., 1976.-284 с.
  90. Физическая химия. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ.Кн.2 / под ред. Краснова К.С.-М.:Высшая школа, 2001.-319 с.
  91. А.Н. Распределение катодного процесса в полости полубесконечной трубки.// Журнал физической химии, 1949.-т.23.-Вып.12.-С. 1477−1482.
  92. JI.M. Скорость роста трещины и живучесть металла. М.: Металлургия, 1973. -216 с.
  93. Abdullin I.G., Gareev A.G. Diagnostics of stress-corrosion cracking of pipelines //2nd Int. Conf. Pipeline Inspection. Moscow, 1991. Oct.14−18. Moscow, 1991. R3 38−341.
  94. Baker T.N., Rochfort G.G., Parkins R.N. Pipeline rupture -conclusion. Stress corrosion cracking studies prompt changes in pipeline operating conditions // Oil & Gas Journal. 1987. Feb. 2. P.37−38.
  95. Christman T.K., Beavers J.A. Coarse of stress-corrosion cracking in pipe //Oil & Gas Journal. 1987. Jan. 5. P.40−43.
  96. Delbeck W., Engel A., Muller D., Sporl R. et al. Protection of high-pressure steel pipelines for the transmission of gas against stress corrosion cracking at high temperature /AVerkstoff und Korrosion. 1986. № 37. S. 176−182.
  97. Fessler R.R. Preventive measures for pipeline stress-corrosion cracking described //Oil & Gas Journal. 1980. P.80−90.
  98. Fessler R.R. Status report given on prevention of stress corrosion cracking in buried pipelines //Oil & Gas Journal. 1982. May 17. P.68−70.
  99. Fessler R.R., Barlo T.J. Many causes possible for stress corrosion cracking //Pipeline & Gas Journal. 1979. № 3. P.25−28.
  100. Hussain K., Shaukat A., Hassan F. Corrosion cracking of gas -carrying pipelines. Does cathodic protection contribute// Materials Performance. 1989. № 2. P. 13.
  101. Parkins R.N. Stress corrosion cracking of low strength steels //Proc. 8th Int. Brown Bowery Symp. Baden: New York, London, 1984. P.53−84.
  102. Police A.A. Acoustic emission capabilities and application in monitoring corrosion//ASTMSTP 908. 1996. P.30−42.
Заполнить форму текущей работой

Сдать сессию!