Коррозия представляет собой серьезную проблему, с которой сталкиваются трубопроводные системы по всему миру. Коррозия — это процесс разрушения металла под воздействием окружающей среды в присутствии электролита. Ржавчина способна нанести значительный ущерб, включая протечки, которые могут спровоцировать возгорания и даже взрывы. Существует множество методов, которые помогают предотвратить и контролировать коррозию. Они направлены на то, чтобы уменьшить контакт труб с окружающей средой, что снижает риск возникновения коррозии. В связи с тем, что коррозия может привести к серьёзным последствиям, важно регулярно проверять состояние трубопроводов, чтобы оперативно обнаруживать и устранять любые признаки её проявления. В данной статье рассмотрены причины возникновения коррозии, способы её предотвращения и методы контроля.
Использованиеиважностьнефте - игазопроводов
Нефть и газ — это основные источники энергии на планете. Как и с любыми другими товарами, важно организовать эффективную логистику для перемещения нефти и газа от мест добычи к нефте- и газоперерабатывающим предприятиям, а затем к конечным пользователям. Значение трубопроводов невозможно переоценить, учитывая ключевую роль газа и нефти в функционировании экономики. В первую очередь, необходимо подчеркнуть, что нефте- и газопроводы зарекомендовали себя как эффективные и надёжные методы перемещения нефти и газа. Они пролегают под городскими улицами, строениями и сельхозугодьями, не мешая повседневной жизни горожан. Кроме того, благодаря разветвлённой инфраструктуре, они предоставляют возможность подключения к энергоснабжению для всех населённых пунктов, независимо от их географического положения. Трубопроводные системы стали важным инструментом для обеспечения энергией государств, которые не имеют собственных крупных запасов нефти и газа. По этим трубопроводам можно транспортировать нефть и газ из одной страны в другую. Это позволяет странам, не имеющим собственных месторождений нефти или нефтеперерабатывающих предприятий, использовать нефтепродукты, нефть и газ в качестве основного источника энергии. Значение нефте- и газопроводов становится всё более очевидным на фоне проблем и недостатков других способов транспортировки нефти и природного газа. Например, использование автомобильного и железнодорожного транспорта для перевозки больших объёмов нефти и газа связано с высокими затратами. Также стоит отметить, что трубопроводы не представляют опасности для других важных объектов инфраструктуры, таких как дороги. Это делает их экономически выгодным и независимым видом транспорта [2, 3].
Материалы , используемыевнефте - игазопроводах
Сталь — это ключевой материал, который применяется в создании нефте- и газопроводов. Её применение обусловлено рядом свойств: прочностью, пластичностью и способностью к сварке. Низкоуглеродистая сталь — это экономичный материал, который отличается прочностью и пластичностью, необходимыми для создания надёжных трубопроводов. В отличие от других металлов, таких как железо, низкоуглеродистая сталь не склонна к образованию трещин. Поэтому она является оптимальным выбором для строительства трубопроводов, так как предотвращает возможные утечки нефти и газа. Кроме того, низкоуглеродистая сталь способна выдерживать температурные колебания, что особенно важно для трубопроводов, работающих в различных условиях. Строительство трубопроводов — это долгосрочное вложение средств, поэтому важно выбирать материалы, которые обеспечат надёжность и долговечность конструкции. Низкоуглеродистая сталь отвечает этим требованиям, поскольку она минимизирует необходимость в частом ремонте и обслуживании [6].
Однако низкоуглеродистая сталь склонна к окислению в условиях воздействия электролитов, воды и углекислого газа. Кроме того, контакт с почвой, которая также может способствовать окислению, является одним из факторов внешней коррозии. Для предотвращения коррозии применяются различные методы контроля коррозии [4].
Методы контроля и предотвращения коррозии
На практике невозможно полностью избавиться от коррозии. Однако существуют методы, которые позволяют значительно снизить её негативное воздействие. Основные методы защиты и контроля можно разделить на несколько групп:
— Удаление окислителя
— Предотвращение поверхностных реакций: методы катодной и анодной защиты.
— Подавление поверхностных реакций: использование химических ингибиторов и контроль определённых параметров процесса или системы, таких как контроль pH.
— Защитные покрытия: нанесение покрытий, гальванопокрытие, цинкование, напыление металла, анодирование и конверсия.
— Модификация металла, например, легирование.
— Изменение состояния поверхности: техническое обслуживание для удаления агрессивных веществ, конструкция для предотвращения образования трещин, конструкция для предотвращения взаимодействия или сочетания химически активных металлов [5].
Наиболее эффективным методом борьбы с коррозией является её ингибирование. В области химии поверхности хорошо известно, что наличие или внедрение посторонних молекул оказывает значительное влияние на поверхностные реакции. Поскольку коррозия представляет собой поверхностную реакцию, это означает, что ею можно управлять или контролировать, добавляя посторонние молекулярные ингибиторы. Ингибитор коррозии — это любое химическое вещество, которое может эффективно замедлять процесс коррозии, не нарушая работу системы, при условии его добавления в коррозионную среду в небольших количествах [7].
В общем понимании, ингибиторы коррозии можно классифицировать на органические и неорганические.
Ингибиторы органического происхождения — это вещества, которые содержат гетероатомы, такие как азот, сера, водород и кислород. Они представляют собой плёнкообразующие соединения и не имеют анодированного покрытия. Органические ингибиторы создают на поверхности металла гидрофобную плёнку, которая защищает металл от коррозии. Эффективность этих веществ зависит от их химического состава, молекулярной структуры и способности взаимодействовать с поверхностью металла. Органические ингибиторы обычно воздействуют на всю поверхность металла при достаточной концентрации. Их можно разделить на органические анионные ингибиторы, такие как сульфонаты натрия, фосфонаты или меркаптобензотриазол, и органические катионные ингибиторы. Последние могут быть как жидкими, так и твёрдыми, похожими на воск, и обычно содержат в своей активной части крупные алифатические или ароматические соединения с положительными аминогруппами [1].
К неорганическим ингибиторам относятся соединения, содержащие кристаллические химические соли, такие как нитриты, хроматы, фосфаты, бихроматы, силикаты и другие. Эти вещества наносятся непосредственно на поверхность изделия, которое необходимо защитить от коррозии. Также их можно использовать для обработки пропиточных материалов [7].
Заключение
В заключение стоит отметить, что коррозия — это серьёзная проблема, требующая немедленного решения. Для её устранения необходимо создать новые устройства и механизмы, которые помогут предотвратить и контролировать коррозию. Коррозия приводит к снижению прочности нефте- и газопроводов, что может вызвать утечки и другие проблемы. Утечки опасны, поскольку они могут привести к взрывам, пожарам и нанести ущерб окружающей среде. Важно вкладывать средства в разработку и внедрение методов диагностики и мониторинга коррозии в трубопроводных системах, так как это ключевой аспект в предотвращении и регулировании процесса коррозии.
Литература:
- Аль-Джаруди С. С., Уль-Хамид А. И Аль-Гах Тани М. М. (2011). Повреждение нефтепровода из-за микробиологической коррозии. Коррозионная инженерия, наука и техника, 46 (4), 568–579.
- Гутти Б., Латинво Г., Попула Л., Балогун А., Грема А. (2013). Проблемы коррозии при добыче нефти и газа и их устранение. Международный журнал промышленной химии, 4 (1), 35.
- Кишави Х. А., Габбар Х. А., Обзор практики управления целостностью трубопроводов. Международный журнал по сосудам высокого давления и трубопроводопроводам, 2010. 87(7): с. 373–380.
- Махмудян М., Ли К. К., Оценка отказов и прогнозирование безопасного срока службы подвергшихся коррозии нефте- и газопроводов. Журнал нефтяной науки и техники, 2017. 151: с. 434–438.
- Монтемор М. Ф., Функциональные и интеллектуальные покрытия для защиты от коррозии: обзор последних достижений. Технология обработки поверхностей и покрытий, 2014. 258: с. 17–37.
- Попула Л., Грема А., Латинво Г., Гутти Б., Балогун А. (2013). Проблемы коррозии при добыче нефти и газа и их устранение. Международный журнал промышленной химии, 4 (1), 35.
- Файоми, О. С. И., Олувадаре, Г. А., Факехинде, О. Б., Аканде, И. Г., Нвачия, У., Озигбе, У., и Рассел, А. Дж. (2019). Эволюция физико-механических характеристик нанесенных композиционных покрытий на мягкую сталь марки А356. Международный журнал передовых производственных технологий, 1–5.
