Методы оценки коррозионного состояния магистральных газопроводов в зонах действия постоянных блуждающих токов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат наук Копьев, Игорь Юрьевич

• Копьев, Игорь Юрьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Копьев, Игорь Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА РАЗВИТИЯ КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ГАЗОПРОВОДАХ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ПОСТОЯННЫХ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

1.1 Особенности коррозии газопроводов под действием постоянных

блуждающих токов

1.2 Существующие методы прогноза развития коррозионных дефектов

1.2.1 Прогноз развития коррозионных дефектов по результатам внутритрубной дефектоскопии

1.2.2 Интерпретационные методы прогноза развития коррозионных дефектов

1.2.3 Прогноз развития коррозионных дефектов по результатам электрометрических обследований

1.3 Базовая модель развития коррозионного дефекта под воздействием

анодного тока

1.4 Постановка цели и задач исследований

2 АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ПОСТОЯННЫХ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика проведения полевых исследований параметров постоянных

блуждающих токов

2.2 Порядок обработки результатов полевых исследований параметров постоянных блуждающих токов

2.3 Анализ результатов полевых исследований параметров постоянных блуждающих токов

2.3.1 Результаты полевых исследований на газопроводе-отводе на г. Алапаевск

2.3.2 Результаты полевых исследований на магистральном газопроводе «Комсомольское — Челябинск»

2.3.3 Результаты полевых исследований на магистральном газопроводе «Челябинск -Петровск»

2.3.4 Результаты полевых исследований на газопроводе - отводе к г. Усть-Катав

2.4 Выводы по главе 2

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Постановка задачи для проведения экспериментальных исследований

3.2 Разработка методики экспериментальных исследований

3.3 Результаты экспериментальных исследований

3.4 Выводы по главе 3

4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ

4.1 Преобразование базовой расчетной модели

4.2 Расчет глубины одиночного коррозионного дефекта с использованием результатов экспериментальных исследований

4.3 Использование уточненной модели при прогнозе геометрических размеров одиночного коррозионного дефекта

4.4 Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы оценки коррозионного состояния магистральных газопроводов в зонах действия постоянных блуждающих токов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Протяженность сети магистральных газопроводов и газопроводов-отводов составляет в настоящее время более 168 тыс. км, из них свыше 30 % имеют срок эксплуатации около 30 лет, около 10 % - свыше 35 лет. Более 50 % газопроводов-отводов эксплуатируются свыше 20 лет [111,112]. Эксплуатация магистральных газопроводов в течение такого продолжительного периода времени может приводить к появлению тех или иных отказов, проявляющихся в аварийном разрушении труб.

Основной причиной отказов магистральных газопроводов является наличие дефектов, при этом наиболее распространенный вид дефектности -это коррозионные повреждения стенки трубы, которые составляют около 60 -70 % в общей массе выявляемых дефектов [32, 52, 55, 72].

Старение магистральных газопроводов, высокий уровень их дефектности и аварийности требуют проведения значительных объемов работ по их замене или ремонту. Очевидно, что достоверная оценка развития коррозионных дефектов при эксплуатации магистральных газопроводов, позволяет рационально использовать технические и материальные ресурсы при проведении ремонтных работ.

Оценка сроков безопасной эксплуатации и расчетная оценка скорости развития коррозионных дефектов при различных условиях эксплуатации магистральных газопроводов производится на основе данных,

характеризующих геометрию элемента и всех выявленных дефектов, полученных тем или иным методом технического диагностирования, позволяющим идентифицировать природу дефектов [76].

Расчетная оценка скорости развития коррозионных дефектов (локальных язвенного типа и обширных типа равномерного утонения), как правило, производится с применением интерполяционных методов в отношении дефектов, наблюдаемых и идентифицированных в результате многократных периодических измерений [52].

Существующие методы внутритрубной дефектоскопии при проведении периодических измерений позволяют получить информацию, необходимую для оценки скорости коррозии и уточнения прогнозных размеров коррозионных дефектов. Но применимость этих методов ограничена тем, что для проведения внутритрубной дефектоскопии приспособлено примерно 60% магистральных газопроводов и только на отдельных участках внутритрубная дефектоскопия проводилась несколько раз [2, 112]. При отсутствии необходимых данных для расчета, как правило, принимают условие равномерного характера развития коррозионных процессов во времени, что может существенно снижать точность получаемых результатов.

Перспективным в этом направлении является использование результатов надземных обследований участков магистральных газопроводов на основе обработки экспериментальных данных [76], при этом точность методов оценки скорости коррозии за счет учета внешних коррозионных воздействий может быть существенно повышена.

Поэтому решение задачи повышения точности оценки коррозионного состояния магистральных газопроводов, в частности, в условиях действия постоянных блуждающих токов, является актуальной темой исследования как с научной, так и с практической точки зрения.

Цель работы. Основной целью настоящей работы является разработка методов оценки коррозионного состояния участков магистральных газопроводов в условиях действия постоянных блуждающих токов на основе точного учета процессов коррозионного воздействия, позволяющих увеличить сроки безопасной эксплуатации магистральных газопроводов.

Для достижения этой цели необходимо провести:

■ Анализ параметров постоянных блуждающих токов как факторов коррозионного воздействия на участок газопровода по результатам натурных исследований;

■ Разработку методики и проведение экспериментальных лабораторных исследований развития коррозионных дефектов на трубопроводах под действием постоянных блуждающих токов;

■ Развитие методов оценки коррозионных дефектов на участках магистральных газопроводов в условиях действия постоянных блуждающих токов.

Научная новизна

На основании анализа результатов натурных исследований определены диапазоны параметров блуждающих постоянных токов, воздействующих на

участки магистральных газопроводов и вызывающих язвенную коррозию. Установлено, что средняя плотность анодного тока в местах локального

л

повреждения защитного покрытия может составлять 0,2-0,3 мА/см , в отдельных случаях - 6-8 мА/см .

Разработана методика экспериментальных лабораторных исследований развития коррозионных дефектов на образцах из трубной стали под действием постоянных блуждающих токов.

Получены экспериментальные данные, устанавливающие зависимость параметров коррозионных дефектов от параметров блуждающих постоянных токов, характеристик коррозионной среды и размеров дефектов в защитном покрытии.

Предложен метод оценки параметров коррозионного дефекта, позволяющий прогнозировать геометрические размеры коррозионных дефектов, используя информацию о плотности стекающего (анодного) тока, полученную по результатам электрометрических обследований или данным коррозионного мониторинга.

Практическая значимость

Важность полученных результатов в практике эксплуатации магистральных газопроводов заключается в обосновании,

экспериментальном подтверждении, практической реализации методов расчета скорости коррозии и предельных геометрических размеров коррозионных дефектов при воздействии блуждающих токов с

использованием результатов надземных электрометрических обследований, техническом и методическом обеспечении проведения таких измерений.

Результаты исследований использованы при разработке следующих нормативных документов:

- Р Газпром 9.2-025-2013 Защита от коррозии. Правила эксплуатации средств электрохимической защиты подземных сооружений;

- Р Газпром 9.4-014-2012 Защита от коррозии. Методика оценки эффективности защиты от внешней коррозии обсадных колонн скважин;

- Р Газпром 9.4-013-2011 Защита от коррозии. Контроль состояния и оценка эффективности защитных покрытий подземных газопроводов;

- Р Газпром 9.4-006-2009 Защита от коррозии. Инструкция по электрометрическому обследованию подземных технологических трубопроводов компрессорных станций.

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА РАЗВИТИЯ КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ГАЗОПРОВОДАХ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ПОСТОЯННЫХ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

1.1 Особенности коррозии газопроводов под действием постоянных блуждающих токов

Коррозия магистральных газопроводов под действием блуждающих токов, протекающих в грунте или в воде - широко распространенное явление, при котором возникающие под действием электрических полей токи в грунте оказывают влияние на электрохимический процесс коррозии металла.

Постоянные блуждающие токи в земле возникают от электрических установок постоянного тока, использующих землю в качестве токопровода. Источниками постоянных блуждающих токов в грунте могут являться электрифицированные железные дороги, трамвайные линии, метрополитен, шахтный электротранспорт, линии электропередачи постоянного тока, промышленные установки и т.п. [6, 57, 118].

На электрифицированных железных дорогах, работающих на постоянном токе, применяют напряжение от 3000 до 3400 В, в метрополитене - 800 В, на трамвайных линиях - 600 В [57].

Наиболее мощными и распространенными из источников постоянных блуждающих токов являются линии электрифицированных железных дорог.

Тяговые нагрузки, которые могут меняться в широких пределах по величине и направлению, характеризуются непрерывным изменением точек приложения на участке рельсового пути. Сила тока, потребляемого двигателями подвижного состава, зависит от массы и скорости поезда, состояния рельсов, профиля пути и др. При рекуперативном торможении изменяется и направление тока. Одновременно с непрерывным изменением тяговых нагрузок по величине происходит их непрерывное перемещение вдоль рельсового пути в разных направлениях с изменяющейся скоростью [57].

Параметры поля блуждающих токов являются случайными величинами, колеблющимися вокруг средних значений со своими функциями распределения [25, 35]. Например, проводимость «рельс - земля» близка к нормальному распределению, а интервал времени между поездами, приближенно оценивается экспоненциальным законом распределения.

Общая протяженность участков магистральных газопроводов, расположенных в условиях проявления постоянных блуждающих токов, которую можно приблизительно оценить по общему количеству установок дренажной защиты [52], имеет общую протяженность до 5000 км. Это составляет не более 3 % от общей протяженности магистральных газопроводов, однако все эти участки относятся к зонам повышенной и высокой коррозионной опасности [21,91, 92], и требуют особого внимания.

Влияние блуждающего тока на газопровод выражается в изменении величины и знака потенциала на отдельных его участках. В зависимости от

режима работы источника блуждающего тока, это влияние может быть кратковременным, периодическим или длительным. На рисунке 1.1 представлено взаимодействие системы «электрифицированная железная дорога - газопровод» в общем случае [79].

От положительного полюса тяговой подстанции постоянный ток поступает через контактный провод и токоприемник в электровоз, где с помощью пускорегулирующей аппаратуры подводится к тяговым электродвигателям. Затем ток возвращается через колеса электровоза в рельсовый путь и через отсасывающую линию на минусовую шину тяговой подстанции [58].

Тяговый ток

/• \ V

11+ Анодная зона

Устац.

Знакопеременная зона

V \ X

Катодная зона

и-

Распределение потенциала вдоль газопровода

Рисунок 1.1- Схема образования катодной, анодной и знакопеременной зон на газопроводе при параллельном следовании с электрифицированной

железной дорогой

Практически рельсовый путь не может быть полностью изолирован от грунта, в котором по отношению к сети рельсов создается параллельное

сопротивление (грунт оказывается шунтирующим проводником). Согласно первому закону Кирхгофа, в этом случае некоторая часть рельсового тока будет протекать через грунт и через уложенные в нем газопроводы [4, 74].

При отсутствии стыковых соединителей, загрязненности балласта, прямом заземлении контактных опор на рельсы и в других случаях плохого технического состояния рельсового пути, стекающий с рельс в грунт ток, может достигать 70-80% от общей величины тягового тока, что при нагрузке тяговой подстанции 3000 А составляет от 2100 до 2400 А [46, 58]. Блуждающие токи, возникающие в земле при работе электрифицированных железных дорог, могут распространяться на большие расстояния, иногда до 30 км, что часто обусловливается неоднородностью грунта вдоль линии железной дороги. С удалением от железной дороги плотность и интенсивность влияния блуждающих токов на подземный газопровод, как правило, уменьшается.

Блуждающие токи, растекаясь в грунте и встречая на своем пути металлические газопроводы, удельное сопротивление которых намного меньше удельного сопротивления грунта, натекают на них в местах расположения сквозных дефектов защитного покрытия. Затем в зоне, близкой к отсасывающему пункту, блуждающие токи стекают с газопровода через другие дефекты защитного покрытия в грунт и поступают в рельсы в районе присоединения отсасывающей линии к рельсам и далее - по отсасывающей линии - на тяговую подстанцию [57].

В связи с этим на газопроводе выделяются следующие зоны [57, 79]

Катодная зона - участок постоянного во времени натекания блуждающих токов на газопровод, который характеризуется изменяющимся во времени отрицательным, относительно стационарного значения, потенциалом газопровода.

Анодная зона - участок постоянного во времени стекания блуждающих токов с газопровода, сопровождающегося усиленной коррозией, который характеризуется изменяющимся во времени положительным, относительно стационарного значения, потенциалом газопровода. Анодная зона, как правило, явно выражена при параллельной прокладке газопровода с железной дорогой в районе подключения тяговой подстанции.

Знакопеременная зона - участок, попеременно являющийся катодной и анодной зоной, который характеризуется знакопеременным во времени смещением потенциала газопровода.

Некоторые авторы дополнительно выделяют так называемую нейтральную зону, в которой не наблюдается ни втекания тока в подземное сооружение, ни стекание с него [58]. Нейтральная зона может иметь место на участке между анодной и катодной зонами и может образовываться вместо знакопеременной зоны в зависимости от местных условий и распределения нагрузки.

Отмечено [31], что эффект коррозии в знакопеременной зоне при всех других равных условиях меньше, чем в анодной зоне.

Газопровод по отношению к окружающему его грунту обладает полярностью, противоположной полярности рельса. Для объяснения и

оценки анодных и катодных процессов, происходящих на газопроводе, необходимо принимать во внимание грунт как третий проводник параллельно с рельсами и газопроводом [4].

Особенность коррозии, вызванной блуждающими токами, заключается в том, что ее скорость практически не ограничена скоростью доставки кислорода, как при почвенной коррозии. Сила блуждающего тока определяется не доставкой кислорода к катодной поверхности, а переходными сопротивлениями в системе «рельс - грунт - газопровод» [57].

Решающим для величины коррозии в этом случае является только плотность тока в анодной зоне подземного газопровода. Она обусловлена потенциалом газопровода, площадью поврежденных участков защитного покрытия газопровода и удельным сопротивлением грунта. Для оценки опасности коррозии потенциал газопровода является хорошим критерием. Однако, строго говоря, по его значению сложно судить о величине возможных коррозионных повреждений [4, 5], поскольку величина потенциала характеризует только качественную, а не количественную сторону опасности коррозии.

Ток может стекать как с большой, так и с малой площади поверхности, и при одном и том же материальном эффекте коррозии разрушение металла трубы может произойти в течение различных по длительности промежутков времени. Потенциал газопровода определяется падением напряжения на переходном сопротивлении между металлом трубы и окружающим грунтом. Следовательно, одна и та же величина потенциала может характеризовать

как большую опасность (большой ток и малое переходное сопротивление), так и малую опасность коррозии (малая величина тока и большое переходное сопротивление) [58].

Процесс коррозии металла под действием блуждающих токов является процессом электролитическим. Количество ионов металла, перешедших с анодной зоны на газопроводе в электролит грунта, зависит от количества электричества, прошедшего через электролит, т. е. от величины и времени протекания тока. Известно, что эта зависимость подчиняется закону Фарадея, отражающему общий закон сохранения вещества в условиях протекания электрохимической реакции

М=Э7-*ЛР, (1.1)

где М - масса прокорродировавшего металла, г;

Р - число Фарадея (Б = 96500 (А'с) / (гэквивалент));

Э - химический эквивалент металла, равный отношению веса к валентности;

/ - ток, протекающий через анод, А;

/ - время протекания тока, с.

Согласно закону Фарадея, скорость процесса определяется количеством электричества, протекающего между анодными и катодными зонами подземного газопровода, и зависит от удельного сопротивления грунта и природы процессов, происходящих на анодных и катодных участках газопровода. Таким образом, кроме почвенной коррозии газопровод

подвергается и воздействию постоянных блуждающих токов. В местах, где действие этих факторов суммируется, может происходить резкое ускорение коррозионных процессов. Этим объясняется то, что коррозия под действием постоянных блуждающих токов намного опаснее, чем электрохимическая коррозия [46].

В соответствии с законом Фарадея постоянно стекающий с газопровода ток величиной 1 А приводит к потере около 9,1 кг металла (стали) в год. Закон Фарадея относится к числу строгих законов, но в ряде случаев могут наблюдаться кажущиеся отклонения от него, вызываемые различными причинами [3], например, если часть тока затрачивается на заряжание двойного слоя.

В реальных условиях количество разрушаемого блуждающими токами металла не всегда находится в точном соответствии с законом Фарадея, что объясняется наличием параллельных электрохимических реакций на поверхности анода и в электролите грунта [3, 58]. Например, в грунте с большим содержанием сульфатов количество разрушаемого металла больше, чем это следует по закону Фарадея. При появлении на поверхности металла проводящей пленки [48, 49] потери металла уменьшаются. В ряде случаев процессы коррозии блуждающими токами интенсифицируются процессами почвенной коррозии.

Установлено, что анодное растворение стальных трубопроводов в грунтовых условиях при наложении анодного тока плотностью от 0,01 до

"у

10 мА/см подчиняется закону Фарадея [57].

В [72] приведены обобщенные статистические данные оценки коррозионной ситуации по реальным скоростям коррозии подземных стальных трубопроводов, вызванной действием блуждающих токов (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Зависимость скорости коррозии трубопроводов от плотности блуждающих токов в грунте

№ Плотность блуждающих токов Потенциально возможная

п/п в грунте, А/м скорость коррозии, мм/год

1. более 1,0 1,2

2. от 0,5 до 1,0 0,9

3. от 0,1 до 0,5 0,6

4. менее 0,1 0,3

Для защиты подземных трубопроводов на участках проявления блуждающих токов используются соответствующие средства электрохимической защиты, включающие автоматические установки катодной защиты [42, 120], установки дренажной защиты и электроизолирующие вставки [69].

В условиях влияния блуждающих токов средняя нагрузка одной установки дренажной защиты достигает 60 А. В этих условиях для защиты

л

газопроводов требуется расход защитного тока около 0,5 мА/м , что обеспечивает сдвиг защитного потенциала в среднем примерно на минус 0,5 В на всем протяжении защищаемых объектов [70].

Однако в сложных условиях существующая система электрохимической защиты не может полностью обеспечить защиту подземных трубопроводов от коррозии, вызываемой блуждающими токами [29]. К таким случаям относится прокладка газопроводов в горных условиях (например - в Уральском регионе), когда верхний проводящий слой грунта находится на скальных породах, имеющих высокое удельное сопротивление. При этом влияние электрифицированного железнодорожного транспорта на постоянном токе и вероятность коррозионного разрушения газопровода резко возрастает [1, 20].

Основные методы борьбы с коррозией, вызываемой блуждающими токами представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Основные методы борьбы с коррозией, вызываемой блуждающими токами

№ п/п Метод Технический способ

1. отвод блуждающих токов с газопровода в рельсовую сеть использование установок дренажной защиты

2. компенсация влияния блуждающих токов использование автоматических установок катодных защиты

3. ограничение, минимизация токов утечки из рельсовой сети железной дороги [21 ] замена балласта, установка стыковых соединителей, замена старых шпал и т.п.

4. увеличение переходного сопротивления защитного покрытия ремонт защитного покрытия

5. увеличение продольного сопротивления газопроводов установка электроизолирующих вставок (секционирование газопровода)

В отдельных случаях, например - на участках магистральных газопроводов, разделенных электроизолирующими вставками, плотность

анодного тока в дефектах изоляционного покрытия, расположенных вблизи

2

вставок, может достигать 6-8 мА/см [69].

Как результат интенсивного влияния блуждающих токов в анодных и знакопеременных зонах в местах расположения дефектов защитного покрытия при недостаточности электрохимической защиты происходит возникновение и развитие коррозионных дефектов (преимущественно в виде язвенной коррозии).

Так, например, в 2002 году на 35 км газопровода-отвода к г. Каменск-Уральский произошел аварийный отказ - разрыв трубы по причине электрохимической коррозии. Газопровод (Ду 720 мм) выполнен в однониточном исполнении и проходит по горно-равнинной местности с чередующимися болотами и горными кряжами. На момент разрыва газопровод находился в эксплуатации 37 лет.

В районе газопровода проходит электрифицированная железная дорога на постоянном токе и водовод, в результате чего газопровод подвержен интенсивному влиянию постоянных блуждающих токов. После аварийного отказа было проведено диагностическое обследование на участке протяженностью 51 км, по результатам которого выполнено шурфование и выявлено 13 мест, рекомендованных под вырезку, с коррозионными дефектами глубиной до 3,5-5 мм при толщине стенки трубы 8 мм [7].

1.2 Существующие методы прогноза развития коррозионных дефектов

1.2.1 Прогноз развития коррозионных дефектов по результатам внутритрубной дефектоскопии

Коррозионное состояние металла труб оценивается по результатам внутритрубной дефектоскопии и приборного обследования газопровода в контрольных шурфах, с учетом наличия зон повышенной коррозионной опасности, к которым относятся и зоны проявления блуждающих токов [11, 90].

Установлено [9, 52], что основной причиной возникновения и развития коррозионных дефектов (около 50% всех случаев) может являться неудовлетворительное состояние защитного покрытия, в частности, в виде отдельных дефектов. Вследствие воздействия грунта на трубопровод растут деформации сдвига, при этом масса трубопровода может вызвать продавливание покрытия твердыми частицами грунта. Давление грунта на стенки трубы существенно зависит от поперечных перемещений ее поверхности [67], так на прямолинейных участках трассы оно равно 0,1 - 0,133 МПа. Развитие коррозионных дефектов под действием постоянных блуждающих токов происходит в местах расположения дефектов защитного покрытия, как правило, в виде отдельных коррозионных язв.

Существующие в настоящее время методики оценки работоспособности

и прогноза технического состояния магистральных газопроводов [38, 56, 88, 110] для случая одиночного коррозионного дефекта основаны на следующих исходных данных:

- номинальный внешний диаметр трубы;

- номинальная толщина стенки трубы;

- минимальное значение предела прочности металла трубы авр;

- минимальное значение предела текучести металла трубы сгг;

- рабочее давление в газопроводе;

- длина дефекта в осевом направлении Ь\

- глубина дефекта

Оценку локальных коррозионных дефектов на участках магистральных газопроводов, подверженных действию только внутреннего давления или внутреннего давления в сочетании с осевыми и изгибающими нагрузками проводят в соответствии с [88]. К таким локальным повреждениям относят и внешнюю коррозию в основном металле труб, в частности, коррозионные язвы. Реальный дефект в этой методике заменяют эквивалентным дефектом, который характеризуется следующими геометрическими параметрами: длиной, шириной, глубиной (изменяющейся по длине и ширине дефекта), площадью проекций дефекта на продольную и поперечную плоскость сечения стенки трубы. Критерием работоспособности участка газопровода с коррозионным дефектом считается превышение расчетного допустимого давления над рабочим давлением, при котором эксплуатируется этот участок.

Если профиль дефекта имеет вид гладкой кривой, его представляют либо уже известными функциональными зависимостями, либо интерполяционным полиномом по заданным точкам измерения.

В методике [88] предусмотрен поэтапный порядок расчета разрушающего давления на участке газопровода с коррозионным дефектом. На первом этапе для любых типов дефектов и условий нагружения применяют предварительную оценку, при которой любое коррозионное повреждение рассматривают как одиночный дефект с максимальной по всей длине дефекта глубиной, учитывая напряжения только от внутреннего давления. На этом этапе для случая отсутствия продольных и поперечных напряжений, из всех геометрических параметров дефекта достаточно иметь информацию о его длине, ширине и максимальной глубине. Если результаты расчетов на первом этапе показали, что расчетное допустимое давление не превышает рабочего давления, в этом случае проводят уточненный расчет, рассматривая коррозионные повреждения как дефекты сложной формы с измеренным профилем, к которым, в общем случае, относятся и одиночные дефекты с известным или измеренным профилем.

Следует отметить, что эта методика непосредственно не применяется для оценки скорости роста (изменения размеров) коррозионных дефектов во времени, однако ее описание дает представление о том, какие параметры коррозионных дефектов от блуждающих токов необходимо будет учитывать в разрабатываемой методике оценки коррозионного состояния.

При известных скоростях роста коррозионного дефекта в длину и в

глубину, прогнозируемые значения размеров дефекта рассчитываются исходя из значений его длины L(t) и глубины d(t) в момент его обнаружения, и прогнозируемого срока эксплуатации газопровода [76] по формулам (1.2) и (1.3).

L(t) = L0+Vl (t -10), мм, (1.2)

где L0 - длина коррозионного дефекта в момент его обнаружения t0, мм; VL - скорость роста коррозионного дефекта в длину, мм/год; t - прогнозируемый срок эксплуатации, лет;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Копьев, Игорь Юрьевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Агиней Р.В. Исследование источника блуждающих токов в горной местности Северного Урала / Р.В. Агиней, A.B. Фуркин, С.А. Шкулов // Практика противокоррозионной защиты. - 2010. - № 3 (57). - С. 29-32.

2. Алимов C.B. Система диагностического обслуживания магистральных газопроводов ОАО «Газпром»: состояние и перспективы / C.B. Алимов, М.Ю. Митрохин, В.В. Харионовский // Территория нефтегаз. - 2009. - № 9. - С. 42-49.

3. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. - М.: Высш. школа, 1975. -с. 568.

4. Бекман В. Дренаж как метод катодной защиты трубопровода // Катодная защита от коррозии: Сб. статей. Перев. с нем. под. общ. ред. В.А. Притулы. - М.: Государственное энергетическое издательство, 1962. -С. 96-121.

5. Бекман В. Катодная защита от коррозии / В. Бекман, В. Швенк // - М.: Металлургия, 1984. - 435 с.

6. Беркман М.И. Блуждающие токи на горных предприятиях с высоким удельным сопротивлением пород. Теория и эксперимент / М.И. Беркман, Д.Г. Гарипов // - Кострома: ООО "Авантитул", 2008. - 130 с.

7. Велиюлин И.И. Применение метода бесконтактной магнитометрической диагностики на газопроводах ОАО «Газпром» / И.И. Велиюлин, В.П. Лобанов, А.Н. Касьянов // Надежность и ресурс газопроводных конструкций: Сб. науч. тр. - М.: ВНИИГАЗ, 2003. - С. 321-328.

8. ВРД 39-1.10-026-2001 Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов

9. Волков A.A. О связи дефектов изоляции с коррозионными повреждениями труб магистральных газопроводов / A.A. Волков, М.А. Конакова // Коррозия: материалы, защита. - 2007. - № 9. - С. 45-46.

10. Воронин В.Н. Комплексное освидетельствование МГ по результатам внутритрубной дефектоскопии / В.Н. Воронин, C.B. Романцов, Ю.А. Теплинский, A.C. Кузьбожев, С.А. Шкулов // Материалы двенадцатой международной деловой встречи «Диагностика-2002», Том 3. ч.2. Диагностика линейной части магистральных газопроводов (Турция 2326.04.2002). - М.: ИРЦ Газпром, 2002. - С. 84-89.

11. Вялых И.JI. Повышение эффективности и актуальные направления развития методов и средств технического диагностирования и неразрушающего контроля трубопроводов и оборудования КС и JI4 МГ / И.Л. Вялых, В.Л. Лазарев // Газотранспортные системы: настоящее и будущее: Материалы IV Международной науч-техн. конф. (Москва 2627.10.2011). -М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011.-С. 344-360.

12. Гафаров H.A. О методах оценки работоспособности трубопроводов с локальными поверхностными дефектами / H.A. Гафаров, A.B. Митрофанов, С.Б. Киченко // Материалы двенадцатой международной деловой встречи «Диагностика-2002», Том 3. ч.1. Диагностика линейной части магистральных газопроводов (Турция 23-26.04.2002). - М.: ИРЦ Газпром, 2002. - С. 39-45.

13. Глазков В.И. Развитие коррозионных повреждений на стальных изолированных трубопроводах / В.И. Глазков, В.М. Казаров // Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности: Реф. сб. - М.: ВНИИОЭНГ, 1975. - Вып.2. - С. 18-21.

14. Глазков В.Н. Коррозия и защита подземных трубопроводов / В.Н. Глазков, Н.П. Глазов, H.A. Петров // - М.: ВНИИОЭНГ, 1972. - 101 с.

15. Глазов H.H. Скорость анодного растворения стали в дефектах изоляционного покрытия трубопроводов / H.H. Глазов, Н.П. Глазов, М.А. Башаев // Коррозия: материалы и защита. - 2008. - № 7. - С. 31-35.

16. Глазов Н.П. Влияние состояния изоляции трубопроводов на скорость их коррозионного разрушения / Н.П. Глазов, H.H. Глазов, М.А. Башаев // Трубопроводный транспорт (теория и практика). - 2009. - № 1 (13). _ с. 47-49.

17. Глазов Н.П. Оценка коррозионного состояния и защищенности нефтепроводов средней и поздней стадий эксплуатации / Глазов Н. П., Шамшетдинов К. Л., Насонов О. Н., Радченко В. В. // Трубопроводный транспорт нефти. - 1999. - № 8. - С. 18-20

18. Глазов Н.П. Подземная коррозия трубопроводов, ее прогнозирование и диагностика / Обзорная информ. Сер. Коррозия и защита скважин, газопромыслового и транспортного оборудования. - М.: ИРЦ Газпром, 1994.-91 с.

19. Глазов Н.П. Прогнозирование коррозии подземных магистральных трубопроводов и пути оптимизации электрохимической защиты //

Электрохимическая защита магистральных трубопроводов и промысловых объектов от подземной коррозии: сб. науч. тр. - М.: ВНИИСТ, 1983.-С. 3-16.

20. Глазов Н.П. Электрохимическая защита трубопроводов в гетерогенных условиях / Обзорная информ. Сер. Защита от коррозии оборудования в газовой промышленности. - М.: ИРЦ Газпром, 2001. - 26 с.

21. ГОСТ Р 9.602-2005 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. - М.: Стандартинформ, 2005.

22. ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. - М.: Госстандарт России, 1998.

23. ГОСТ Р 9.907-2007 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний. - М.: Стандартинформ, 2007.

24. Желобецкий В.А. Диагностика коррозионного состояния магистральных газопроводов с применением зонд-модульной технологии / В.А. Желобецкий, C.B. Баусов, В.А. Попов // Дефектоскопия. - 2009. -№ 11.-С. 79-83.

25. Забара В.Ф. Расчет и измерение потенциалов трубопроводов / В.Ф. Забара, A.C. Соколов, A.B. Забара. - Харьков: Харюв, 1992. - 132 с.

26. Запевалов Д.Н. Методы контроля токов катодной защиты подземных трубопроводов / Обзорная информ. Сер. Защита от коррозии

оборудования в газовой промышленности. - М.: ИРЦ Газпром, 2002. -26 с.

27. Запевалов Д.Н. Оценка внешних коррозионных воздействий при прогнозе технического состояния магистральных газопроводов / Д.Н. Запевалов, И.Ю. Копьев // Наука и техника в газовой промышленности. - 2012. - № 4. - С. 91-98.

28. Запевалов Д.Н. Совершенствование системы контроля коррозионного состояния магистральных газопроводов / Д.Н. Запевалов, И.Ю. Копьев, А.Н. Улихин // Проблемы системной надежности и безопасности транспорта газа: сб. науч. тр. - М.: ВНИИГАЗ, 2008. - С. 158-163.

29. Запевалов Д.Н. Технология специальных электрометрических обследований подземных трубопроводов в зонах интенсивного воздействия блуждающих токов / Д.Н. Запевалов, И.Ю. Копьев, A.M. Пушкарев // Целостность и прогноз технического состояния газопроводов: Тезисы докладов международной науч-техн. конф. PITSO-2007. г. Москва 10-11.10.2007. - М.: ВНИИГАЗ, 2007. - С. 69.

30. Захаров A.B. Комплексная оценка технического состояния линейной части газопроводов по результатам диагностирования и предремонтное обследование / A.B. Захаров, И.И. Велиюлин, А.Д. Решетников, А.Н. Попов, А.Н. Горшков, Д.К. Мигунов // Газовая промышленность. - 2012. - Приложение Ремонт объектов газотранспортной системы. - С. 41-43.

31. Зиневич A.M. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии / A.M. Зиневич, В.И. Глазков, В.Г. Котик // - М.: «Недра», 1975. - 288 с.

32. Зорин А.Е. Совершенствование подходов к оценке эксплуатационной надежности трубопроводов по результатам экспериментальных исследований / А.Е. Зорин, И.И. Велиюлин // Газотранспортные системы: настоящее и будущее: Материалы IV Международной науч.-техн. конф. г. Москва 26-27.10.2011. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. -С. 366-373.

33. Кадакин В.П. Контроль коррозионного состояния магистральных нефтепроводов на основе внутритрубной диагностики // Территория нефтегаз. - 2008. - № 10. - С. 32-43.

34. Кантюков P.A. Проблемы безопасности трубопроводов / P.A. Кантюков, Н.М. Якупов, И.М. Тамеев, С.Н. Якупов, P.P. Кантюков // Газовая промышленность. - 2012. - № 9. - С. 14-18.

35. Керимов A.M. Линейные регрессии и структурные соотношения для моделей цепей блуждающих токов / A.M. Керимов, П.А. Спирин, P.A. Керимов // Защита металлов. Т. 42. - 2006. - № 1. - С. 109 - 111.

36. Кеше Г. Коррозия металлов. Перев. с нем. - М.: Металлургия, 1984.

- 400 с.

37. Колотыркин Я.М. Металл и коррозия. - М.: Металлургия, 1985. - 88 с.

38. Кондратьев Д.В. Критерий определения необходимости проведения ремонта коррозионного дефекта // Газовая промышленность. - 2012.