Разработка водородных зондов и оценка защитной эффективности ряда композиционных покрытий в условиях сероводородной коррозии сталей, применяемых для изготовления крепежных изделий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.03, кандидат наук Макаров Александр Прокопьевич

• Макаров Александр Прокопьевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Макаров Александр Прокопьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Общие вопросы коррозии в нефтегазовой отрасли

1.2. Социальные, экологические и экономические проблемы борьбы с разрушением конструкционных материалов и технологического оборудования

1.3. Сероводородная коррозия стали

1.3.1. Влияние сероводорода на стальные изделия

1.3.2. Методы защиты материалов и изделий нефтегазовых объектов от сероводородной коррозии

1.3.2.1. Ингибирование технологических сред

1.3.2.2. Конструкционные материалы и технологические требования к оборудованию в условиях сероводородной коррозии

1.3.2.3. Техническое состояние нефтегазо-химического комплекса, обусловленное влиянием сероводородсодержащих сред на работоспособность технологического оборудования (на примере Оренбургского комплекса)

1.3.2.4. Оценка и выбор способов контроля и защиты от коррозии оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых объектов

1.3.2.5. Применение защитных покрытий

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Объекты исследований

2.2. Приготовление рабочих растворов

2.3. Методы коррозионных испытаний

2.4. Методы контроля с использованием водородных зондов

2.5. Методика планирования эксперимента по определению эффективности защитных покрытий на термоупрочняемых сталях в сероводородсодержащих средах

2.6. Методика нанесения защитных покрытий

2.7. Проведение лабораторных и опытно-промышленных испытаний

2.8. Обработка результатов испытаний

ГЛАВА III. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОДНЫХ ЗОНДОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ИНТЕНСИВНОСТИ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ

3.1. Определение водородопроницаемости сталей, используемых для изготовления датчиков водородного зонда

3.2. Оценка целесообразности использования водородных зондов в качестве средств контроля эффективности ингибиторной защиты в сероводородных средах

ГЛАВА IV. КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ТЕРМОУПРОЧНЯЕМЫХ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ

4.1. Механические характеристики коррозионностойких покрытий

4.2. Коррозионная стойкость стальных образцов с защитными покрытиями против общей коррозии

4.3. Определение стойкости сталей с защитными покрытиями против сероводородного растрескивания

ГЛАВА V. ПОВЫШЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА СТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ЭКСПЛУАТИРУЕМОЕ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ

5.1. Обоснование условий испытания образцов

5.2. Изменение в технологических процессах нанесения защитных покрытий

5.3. Влияние параметров процессов нанесения защитных покрытий для лабораторной оценки механических свойств сталей

5.4. Результаты коррозионных испытаний защитной эффективности покрытий

5.4.1. Данные по скорости общей коррозии

5.4.2. Эффективность покрытий в условиях сероводородного растрескивания сталей

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Посвящаю эту работу светлой памяти Романова Виктора Васильевича, выдающегося специалиста в области защиты от коррозии нефтегазового оборудования, моего учителя, наставника и старшего друга

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка водородных зондов и оценка защитной эффективности ряда композиционных покрытий в условиях сероводородной коррозии сталей, применяемых для изготовления крепежных изделий»

Актуальность работы.

Защита металлов от коррозии была и остается чрезвычайно сложной и важной проблемой. В полной мере это относится и к сероводородной коррозии конструкционных металлических материалов, обусловливающей огромные прямые и косвенные технические и финансовые потери. Подобный вид коррозии широко распространен в процессах реализуемых в топливно-энергетическом комплексе страны. Что касается общих потерь от коррозии, то согласно данным академика Б.Н. Каблова с сотрудниками, общемировые ежегодные потери в настоящее время составляют фантастическую сумму в 1,8 трлн долларов США. В Англии и Германии они достигают 3% от ВВП, составляя в большинстве развитых стран от 2 до 6% национального дохода.

В Российской Федерации, по сообщению О.И. Стеклова, только прямые потери от коррозии достигли 12% национального дохода и до 12% от общей массы металлофонда страны. Причем наибольшие потери, составляющие до 29% их общей величины, несет именно топливно-энергетических комплекс страны, в которые вклад сероводородной коррозии является, если не определяющим, то одним из самых весомых.

Предполагалось, что с переходом к реальной экономике и принципу частной собственности экономические механизмы заменят централизованную противокоррозионную службу и сами по себе приведут к пониманию необходимости сохранения основных фондов. Однако, ничего подобного не произошло, а уровень износа основных фондов продолжает расти, достигая в ряде случае 60-70%.

Разработкой методов защиты от сероводородной коррозии сегодня занимается большое количество исследовательских групп, однако, эта проблема по-прежнему очень остра. В нерешенном состоянии остаются вопросы контроля за наводороживанием металлов в условиях сероводородной коррозии, особенно на промышленных объектах, где реализуются высокие температуры и давления, а содержание сероводорода может достигать концентрации насыщения. В неудовлетворительном состоянии находятся вопросы зондового неразрушающего контроля наводороживания металлов. Практически не решены и не решаются вопросы защиты крепежных изделий. без которых на сегодня не может обходиться практически ни одна промышленная установка.

Достаточно широко изучается ингибирование сероводородной коррозии, но лабораторные эксперименты, как правило, проводятся в условиях далеких от реальных технологических параметров. Слабо изучены вопросы использования различных металлических и композиционных покрытий для защиты от сероводородной коррозии под воздействием используемых в промышленности сред и параметров.

Именно на решение ряда указанных вопросов и направлена настоящая диссертация.

Цель работы.

Усовершенствовать существующие зонды, используемые для контроля интенсивности наводороживания металлов в условиях непрерывной эксплуатации технологических установок под избыточным давлением. Изучить возможность использования композиционных покрытий для защиты от сероводородной коррозии сталей, применяемых для изготовления крепежных деталей.

Задачи работы.

1. Изучить и обобщить имеющиеся литературные данные и провести патентный поиск данных по методам защиты сталей, используемых для изготовления крепежных изделий, от сероводородной коррозии.

2. Усовершенствовать существующие конструкции зондов используемых для контроля наводороживания металлов.

3. Оценить целесообразность применения зондов для контроля наводороживания при одновременном использовании ингибиторной защиты.

4. Изучить влияние условий нанесения композиционных защитных составов на механические свойства сталей, используемых для изготовления крепежных изделий.

5. Изучить эффективность ряда композиционных защитных покрытий -диффузионное карбохромировапние, Ni-P составы, послойное цинкование и хромирование поверхности, химическое цинкование - по отношению к сероводородной коррозии ряда сталей.

6. Изучить эффективность указанных композиционных защитных покрытий материалов по отношению к коррозионному растрескиванию в средах NACE, насыщенных H2S.

Научная новизна.

1. Усовершенствована конструкция водородных зондов, используемых для неразрушающего контроля во времени интенсивности наводороживания стали.

2. Доказана эффективность использования усовершенствованных водородных зондов при использовании ингибиторной защиты сталей от сероводородной коррозии.

3. Изучено влияние условий нанесения композиционных защитных составов на механические свойства сталей, используемых для изготовлении крепежных изделий.

4. Впервые получены данные по эффективности изученных композиционных защитных покрытий для ряда сталей, используемых для изготовления крепежных изделий, по отношению к общей скорости коррозии материалов в средах, насыщенных H2S (диффузионное карбохромировапние, Ni-P составы, послойное цинкование и хромирование поверхности, химическое цинкование)

5. Впервые получены данные, характеризующие эффективность изученных композиционных защитных покрытий для ряда сталей, используемых для изготовления крепежных изделий, по отношению к коррозионному растрескиванию в сероводородных средах.

Практическая значимость.

1. Усовершенствована конструкция водородных зондов, позволяющая с повышенной точностью контролировать процессы наводороживания металлов в широком интервале температур и давлений. Их использование дает возможность оценивать наводороживание сталей методом неразрушающего контроля и предотвращать их коррозионное растрескивание в промышленных условиях

2. Разработаны технологические параметры нанесения композиционных покрытий, позволяющие не только сохранять механические свойства сталей на требуемых ГОСТ-ом уровне, но и заметно их улучшать.

3. Предложены композиционные покрытия и разработаны условиями их нанесения, при использовании которых защитная эффективность в условиях общей коррозии ряда сталей в среде NACE, насыщенной сероводородом, достигает 96 и даже 98%.

4. Предложены композиционные покрытия и разработаны условиями их нанесения, при использовании которых коррозионное растрескивание ряда сталей в среде NACE, насыщенной сероводородом, при наложении растягивающих напряжений величиной до g0,2 (условного предела текучести) практически устраняется за счет того, что потеря пластичности не превышает 2-3%.

Положения, выносимые на защиту:

1. Усовершенствованные водородные зонды для контроля наводороживания сталей.

2. Экспериментальные данные контроля наводороживания металлов с использованием усовершенствованных водородных зондов в условиях сероводородной коррозии, протекающей при повышенных температурах и давлениях в присутствии ингибиторов.

3. Экспериментальные данные, характеризующие механические свойства сталей после нанесения защитных композиционных покрытий и предшествующей и последующей термообработки.

4. Экспериментальные данные, характеризующие скорость общей коррозии сталей, используемых для изготовления крепежных изделий, с нанесенными

композиционными покрытиями в условиях сероводородной коррозии (среда NACE, насыщенная H2S).

5. Экспериментальные данные, по защитной эффективности изученных композиционных покрытий, наносимых на стали, используемых для изготовления крепежных изделий, по отношению к коррозионному растрескиванию в сероводородной среде (среда NACE, насыщенная H2S).

Личный вклад автора.

На всех этапах работы автор принимал непосредственное участие в планировании и выполнении экспериментов, анализе и интерпретации экспериментальных результатов, их обобщении и формулировании выводов.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

Международной конференции памяти Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии» М.:. 2011; V-м Международным топливно-энергетическим форуме «ЭНЕРКОН» "От современных технологий к стабильному отраслевому развитию». М.: 2014; на Международной конференции «Ингибиторы коррозии и накипеобразования. Мемориал И.Л. Розенфельда» М.: 2014; на I-ой Международной конференции с участием DECHEMA (Германия) в качестве одного из организаторов, М.: 2015.

Публикации.

Представленные в работе результаты опубликованы в 9 печатных работах, в том числе в 4-х статьях, опубликованных в журнале, рекомендованном ВАК для публикации результатов диссертаций и индексируемом в зарубежной базе данных, и 5-ти тезисах и матералах докладов на Международных конференциях. Получены 3 авторских свидетельства: А.С. №993104, от 1981 г «Устройство для испытания металлов на коррозию под напряжением»; А.С. №1258090 от 1984 г «Устройство для нанесения покрытий»; А.С. №1392460 от 1986 г «Устройство для нанесения покрытий».

Получены две бронзовые медали ВДНХ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 177 отечественных и зарубежных источников и приложения. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста, включает 59 рисунков и 42 таблицы.

ГЛАВА I.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 1.1. Общие вопросы коррозии в нефтегазовой отрасли

Химическая переработка нефти и газа является отраслью, чрезвычайно затратной в коррозионном отношении. В связи с огромным разнообразием технологических условий эксплуатации в ней реализуются практически все известные виды коррозии, причем, часто такие, которые, как правило, нс встречаются в других отраслях промышленности (высокотемпературная и сероводородная коррозия, коррозия под напряжением, под действием нафтеновых кислот и др.). Каждый второй отказ на нефтеперерабатывающих предприятиях отрасли связан с коррозией оборудования [1].

Металлы, сплавы и неметаллические материалы являются основными современными конструкционными материалами. При эксплуатации, они взаимодействуют с агрессивной окружающей средой, которая достаточно быстро или сравнительно медленно их разрушает. Подобный процесс обычно обозначается словом «коррозия», происходящим от латинского «corrodere», что означает «разъедать», или «corrosion» - «разъедание».

Актуальность проблемы зашиты оборудования нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) и газоперерабатывающих заводов (ГПЗ) от коррозии обусловлена тем, что металлоемкость этих заводов существенно выше металлоемкости оборудования химических предприятий, имеющих сопоставимые по агрессивности среды [1]. И конечно, коррозия металлов наносит большой ущерб экономике развитых стран [2]. Металлы находят универсальное применение в качестве конструкционных материалов во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Однако они же в той или иной степени химически активны и при контакте с атмосферой или с технологическими средами подвергаются разрушению. Коррозионное разрушение

бетона, пластмасс и металлических конструкционных материалов различается по механизмам процесса и поэтому, как правило, эти вопросы рассматриваются раздельно [3].

Металлофонд страны составляет миллиарды тонн и из года в год непрерывно возрастает. Одновременно повышаются и общие потери от коррозии, достигая масштабов, сравнимых с затратами на развитие крупнейших отраслей промышленности. По имеющимся оценкам применительно к США общий ущерб от коррозии оценивается приблизительно в 100 миллиардов долларов в год. Так, в расчете на 1 т перерабатываемой нефти затраты на коррозию достигают 1 доллара. В США, ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют 3,1% от ВВП (~280 млрд. долларов). В Германии эта цифра достигла 2,8%. Миллионы тонн металла «съедает» коррозия и в других странах. Вследствие коррозионных разрушений ежегодно выходят из строя конструкции с объемов металла, равным 1/3 мощностей металлургической промышленности. До 2/3 металла, заключенного в поврежденных коррозией металлоконструкциях, возвращается в металлооборот путем переплавки. Но 1/3, то есть около 10-15% общего объема ежегодно добываемого металла, распыляется, составляя невозвратимые потери. Поэтому считается, что «каждая 6-я домна металлургической промышленности работает на восполнение коррозионных потерь». В силу этого можно считать, что все мероприятия, обеспечивающие снижение потерь металла от коррозии, косвенно способствуют увеличению металлического фонда страны. Именно поэтому, академик Я. М. Колотыркин в свое время называл защиту от коррозии «невидимой металлургией» [3].

Расходы, вызванные коррозией, обычно называют прямыми потерями. Но следствием коррозии являются и косвенные потери, которые превышают прямые в 24 раза [2]. Вместе с этим ежегодно возрастает абсолютное и относительное количество аварий на различных экологически опасных производственных объектах (нефтегазового комплекса, энергетики, мостостроения и др.). Причиной во многих случаях является стресс коррозия (СК) или коррозионное растрескивание под напряжением (КРН), различные виды которых характерны для определенных видов изделий, материалов и условий эксплуатации [3]

В нефтегазовой промышленности значительный объём потерь от коррозии определяется воздействием сероводорода. С учётом косвенных, суммарные потери от сероводородной коррозии, составляют многие десятки миллиардов рублей в год [4].

Коррозионное разрушение трубопроводов и продуктопроводов, транспортирующих газы, нефть, или продукты их химической переработки, является одним из важнейших источников загрязнения окружающей среды. Протяженность таких трубопроводов непрерывно возрастает, что приводит к повышению вероятности их порывов в результате коррозии, возрастанию загрязнения окружающей среды. Это же является причиной крупных катастроф [5-7] и порождает чрезвычайные ситуации.

Согласно расчетам [8 - 9], коррозия обусловливает в промышленно развитых странах мира в среднем около десятой доли их национального дохода. Даже частичная экономия таких крупных сумм представляет большую ценность для экономики развитых стран [10].

В РФ прямые потери от коррозии составляют до 12% общей массы ме-таллофонда, что соответствует утрате до 30% ежегодного производства металла [11]. По данным Ростехнадзора, общая сумма прямых коррозионных потерь по минимальной оценке составляет 4,2% валового национального продукта [12]. В ряде случаев возможны и юридические последствия коррозионных прецедентов [13].

Все это делает необходимым контроль опасных производственных объектов на всех стадиях их жизненного цикла - от строительства до ликвидации [14, 15]. Прогнозирование коррозии металлов [16] особенно важно при оценке остаточного ресурса стареющей аппаратуры химических, нефтехимических и смежных с ними производств [17]. Для удобства управления безопасностью и унификации информации о техническом состоянии металлоконструкций, введено понятие предельных состояний [18], что важно для прогнозирования показателей надежности и безопасности техники [19].

1.2. Социальные, экологические и экономические проблемы борьбы с разрушением конструкционных материалов и технологического оборудования

Важность исследования коррозионного процесса определяется следующими задачами:

Экономическими, имеющими целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии. Это главная движущая сила большинства коррозионных исследований;

Технологическими, связанными с повышением надежности работы оборудования, так как его разрушение может приводить к катастрофическими последствиям;

Сохраняемостью металлического фонда. Мировые ресурсы металла ограничены, кроме того, потери вследствие коррозии приводят к дополнительным затратам энергии и водных ресурсов [17].

Промышленный фонд РФ имеет более 20000 предприятий и технических производств [19]. Их оборудование морально и физически стареет, что приводит к экономическим потерям и создает предпосылки для экологических катастроф [19 -21]. В настоящее время общий металлофонд РФ составляет порядка 1,6 млрд. т. [22 -24], в частности по отраслям: промышленность - 47%; транспорт - 25%; сельское хозяйство - 19 - 25%; металлообработка - 5%

При этом 40 - 50% устройств работают в агрессивных средах, 30% - в слабоагрессивных, и только 10% - не требуют специальной антикоррозионной защиты. Наибольшие потери от коррозии наблюдаются в топливно-энергетическом комплексе - 30%, сельском хозяйстве - 25%, химии и нефтехимии - 15%, металлообработке - 5% [14, 25].

Значительная часть основных фондов исчерпала свой плановый ресурс. Например, резервуарный и газгольдерный парк потенциально опасных химических, нефтехимических, нефтегазоперерабатывающих и производств связанного азота изношен на 60-80% [28, 29]. Анализ причин отказов и аварий нефтегазовых сооружений свидетельствует о превалирующем влиянии коррозионного фактора. Так, в нефтеперерабатывающей промышленности и при транспортировке нефти и газа 70% отказов происходит из-за коррозионных повреждений [30, 31] (таблица 1). Из общего количества отказов промысловых трубопроводов (таблица 1) свыше 70%

аварий приходится на так называемую ручейковую (канавочную) коррозию, а также,

другие виды локального поражения поверхности (язвенное, точечное, питтинг) (рис. 1, 2, 3, 4).

_Таблица 1. Статистика отказов оборудования нефтегазовых систем

Вид отказа

Система Коррозия, Брак строительно- Брак материа- Механические повре- Нарушение режима

% монтажных работ, % лов, % ждения, % эксплуатации, %

Нефтеперерабаты-

вающая промышленность и 70 15 2 10 3

транспорт нефти

Газопроводы 36,7 10 13,3 13,9 26,1

Внутрипромысловые трубопроводы 95 2,8 0,8 0,6 0,8

Рис. 1. Язвенная коррозия трубо Рис. 2. Язвенная коррозия

провода подземной прокладки, под внутренней поверхности трубы с слоем разрушившейся изоляции признаками ручейковой

Рис. 3. Ступенчатое водородное растрескивание стенки трубы, Ч транспортирующей

сероводородсодержащий газ

Рис. 4. Сквозные коррозионные разрушения (перфорация) стенки трубы

По данным Ростехнадзора, протяженность

промысловых трубопроводов в Российской Федерации

превысила 350000 км, а протяженность магистральных систем - свыше 150000 км, из которых: 25% служат более 40 лет; 33% - более 27 лет; 27% выработало нормативный срок.

В результате в РФ ежегодно происходит более 20000 порывов, образование свищей и других аварий при максимальной скорости коррозии до 12-16 мм/год [11].

1.3. Сероводородная коррозия стали

В России более 20% разведанных нефтегазовых месторождений содержат нефть с высоким содержанием сероводорода и углекислого газа. Наличие в нефти и газе сероводорода обусловливает необходимость применения специальных материалов, технологий сварочно-монтажных работ, а при их эксплуатации и необходимый комплекс противокоррозионных и диагностических мероприятий [18].

Специфическое влияние сероводорода на материалы, в частности, на конструкционные стали, вызывает не только локальную коррозию оборудования, но приводит к более опасным последствиям: водородному расслоению материалов и сероводородному растрескиванию.

Коррозионные повреждения оборудования при контакте с сероводородсодержащими средами связаны с большими экономическими потерями и загрязнением окружающей среды. При этом объемы ремонтных работ в общей сумме затрат достигают 90% [18].

1. 3.1. Влияние сероводорода на стальные изделия

Высокую опасность при воздействии сероводородных растворов на стальное оборудование представляют процессы его разрушения вследствие сероводородного растрескивания (СР) и водородного расслоения (ВР).

СР инициируется концентраторами напряжений: дефектами сварных соединений и технологическими дефектами, разрушением резьбы, коррозионными язвами и т.п. В результате лабораторных испытаний сварных образцов из низкоуглеродистых сталей (типа сталь 20) установлено, что при наличии концентраторов напряжений процессы СР более, чем в 10 раз, снижают долговечность сварных соединений [18].

Тем не менее сопротивление CP качественных сварных соединений не ниже, чем основного металла. За многолетний срок эксплуатации сварных конструкций,

первоначально не имеющих дефектов в металле швов в отличие от основного металла, полученного прокаткой, не обнаружено ни одного случая водородного расслоения. Это объясняется применением электродных материалов с низким содержанием серы, отсутствием в шве текстуры, а также тем, что условия плавления и кристаллизации наплавленного металла способствуют образованию мелких сульфидных включений глобулярной формы и их равномерному распределению по объёму наплавленного металла [19].

Установлено, что в стенках сварных сосудов и трубопроводов, входящих в состав оборудования, длительно эксплуатируемого на сероводородсодержащих объектах, особенно в срединной их части, наблюдается, значительное количество сульфидных включений дискообразной формы длиной от долей до десятков миллиметров [20, 21]. На границах раздела сульфид-матрица при охлаждении после завершения кристаллизации возможно образование микрополостей, так как коэффициент термического расширения сульфидов FeS и MnS больше, чем у ферритной матрицы (18х10-6 К-1 против 11,810-6 К-1 соответственно) [22]. Металл матрицы в зоне границы раздела фаз, являясь зоной объемного растяжения кристаллической решетки, может быть коллектором для газообразного водорода [20].

Водород, образующийся в результате контакта стали с сероводородсодержащей средой, попадая в эти несплошности, молизуется, вызывая повышенное давление, высокие внутренние напряжения и водородное растрескивание металла. Трещины водородного расслоения зарождаются внутри металла на границах раздела матрица-включение и распространяются, как правило, межкристаллитно в направлении параллельном его поверхности; при взаимодействии этих трещин-расслоений возникает ступенчатая магистральная трещина, пронизывающая часть или весь металл по сечению [18].

В отличие от ВР при СР трещины зарождаются с поверхности, контактирующей с сероводородсодержащей средой, или в приповерхностных слоях и распространяются преимущественно перпендикулярно этой поверхности, т.е. нормально к действующим напряжениям. Эти трещины, возникшие вследствие рекомбинации водорода в коллекторах, ориентированы вдоль проката параллельно

приложенному напряжению. Магистральная трещина сероводородного растрескивания возникает при развитии отдельных трещин, соединяя их [21].

Металлографическими и фрактографическими исследованиями сероводородного растрескивания изделий и образцов, испытанных при медленном растяжении (3,6х10-6 м/с2) в натурной сероводородсодержащей среде, выявлены следующие характерные особенности СР [18]:

- в отличие от классического коррозионного растрескивания, при СР не наблюдается значительных следов электрохимического растворения, и СР, как правило, зарождается в приповерхностных областях металла [22];

- зона субкритического роста трещин характеризуется межзеренным разрушением [10], наличием вторичных трещин, нормальных к плоскости магистральной трещины, т.е. параллельных растягивающим напряжениям [23].

Макроскопическая трещина образуется путем объединения многих межзеренных микротрещин [24]. Ее поверхность состоит из гладких фасеток, разделенных множеством гребешков или ступенек, отделяющих различные уровни продвижения магистральной трещины. Общее направление гребешков указывает на то, что трещина распространяется от поверхности внутрь, сливаясь с микротрещинами, периодически зарождающимися на границах зерен. Наблюдаются и самостоятельные микротрещины, не объединенные в более крупные образования [23].

Атомарный водород локализуется на границах раздела матрица/включение, а также в межзеренных коллекторах, где происходит его молизации и возникают микрорасслоения - микротрещины. Последние под действием внутреннего давления водорода и внешней нагрузки увеличиваются, а перемычки между ними разрушаются с последующим образованием магистральной трещины [24] .

Таким образом, СР стального сварного оборудования, контактирующего с сероводородсодержащими средами, происходит, как и водородное растрескивание -расслоение, межкристаллитно [19]. В настоящее время преобладает теория "островковой" модели раздела границ, согласно которой граница зерен состоит из чередующихся островков с хорошим и плохим сопряжением кристаллических

решеток смежных кристаллитов (каналы вакансий или микро-несплошностей). Строение и протяженность участков плохого сопряжения зависят от угла разориентировки смежных зерен. Малоугловые границы (угол до 15°) представляют собой ряд отдельных дислокаций и сопряженных узлов решетки между дислокациями, сопровождающих ее деформацию [26].

Большеугловые границы (угол больше 15°) рассматривают как область скопления дислокаций, а сопряжение узлов происходит в результате значительных локальных искажений решетки. При этом область искажений может достигать до 100 параметров решетки [26]. Химический состав приграничных слоев заметно отличается от состава кристаллитов вследствие обогащения границ зерен фосфором и другими примесями. Вероятность адсорбции водорода на границе увеличивается из-за большей энергии связи водорода с атомами примесей (Р, S), чем с железом. Поэтому концентрация водорода на границе зерен выше, чем в кристаллитах.

Растворимость водорода в межзеренном веществе на три порядка больше, чем в 5 -железе. Границы зерен являются также предпочтительными путями диффузии водорода в стали при ее наводороживании [19]. Причем диффундирующий водород неравномерно распределяется по толщине металла. Наибольшее его содержание наблюдается в слое толщиной 0,2-0,3 мм, прилегающем к поверхности контакта с наводороживающей средой, где образуется большое число коллекторов, заполненных молекулярным водородом. При этом абсорбция сталью водорода зависит от ее структурно-физического состояния [18].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Макаров Александр Прокопьевич, 2016 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Медведева М. Л. Коррозия и защита оборудования при переработке нефти и газа. Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2005. С. 13-18.

2. Лисанов М. В., Савина А. В., Дегтярев Д. В., Самусева Е. А. Анализ российских и зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта «Безопасность труда в промышленности». 2010. № 7. С. 34-42.

3. Метельков, В. П., Якубов К. В. Аварии и инциденты трубопроводов: фатальность или случайность? // Безопасность труда в промышленности. 2010.

№ 8. С. 626.

4. Носков С. В. Исследование влияния напряженно-деформированного состояния на стресс-коррозионные процессы в трубопроводах: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень. 2003. 19 с.

5. Бурлов В. В., Алцыбеева А. И., Парун И. В. Защита от коррозии оборудования НПЗ. Санкт-Петербург. Химиздат. 2005. 248 с.

6. Андреев И. Н. Введение в коррозиологию. Казань. Изд-во КГТУ. 2004. 140 с.

7. Руководство по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах». М. Ростехнадзор. 2014. 71 с.

8. Катастрофы, аварии магистральных газопроводов // Газовая промышленность. 2000. № 1. С. 35.

9. Greco E., Wright W. // Corrosion. 1962. V. 18. № 5. p. 93-98.

10. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии: конспект лекций / составители: Н. Г. Кац, В. П. Стариков, С. Н. Парфенова/. Самара. Изд-во СамГТУ. 2004. 84 с.

11. Мальцева Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии. Пенза. Изд-во ПГУ. 2000. 211 с.

12. Арчаков Ю. И., Тесля Б. М., Старостина М. К. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Л.: Химия. 1990. 400 с.

13. Маршал В. Основные опасности химических производств. М.: Мир. 1989. 672 с.

14. Антикайн П. А. Зыков А. К. /Под ред. А. А. Тихомирова/. Эксплуатационная надежность объектов котлонадзора: справочное издание. М.: Металлургия. 1985. 338 с.

15. Дополнительные требования по контролю за состоянием металла технологического оборудования и трубопроводов при эксплуатации предприятий, добывающих, перерабатывающих и транспортирующих природный газ и газовый конденсат, содержащий сероводород. ДТС-1-92. Утверждены концерном «ГАЗПРОМ». 1992. 1992. 46 с.

16. Методика диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов, отслуживших установленные сроки службы на предприятиях Минтопэнерго. М.: ЦЕНТРХИММАШ, 1992. 101 с.

17. Тимонин В. А. Состояние и технико-экономические перспективы противокоррозионной службы // Материалы докладов научно-практической конференции «Современные методы и технологии защиты от коррозии и износа». М.: 2009. С. 1-4.

18. Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. Коррозия и защита от коррозии. М.: Физматлит. 2002. 336 с.

19. Яковлев А. И. Коррозионное воздействие сероводорода на металлы. М.: ВНИИЭгазпром. 1972. C. 81-85.

20. Murray G., Honegger H., Mousel T. Hydrogen Embrittlement of PH 13-8 Mo stainless steel - the effect of surface condition // ^пшюп (USA). - 1984. V. 40. N. 4. p. 146-161.

21. Кузнецов Ю. И., Вагапов Р. К. Современное состояние теории ингибирования коррозии металлов // Защита металлов, 2002. Т. 38. № 3. С. 120-127.

22. Реформатская И. И. Влияние структурообразующих факторов на коррозионно-электрохимическое поведение железа и нержавеющих сталей // Российский химический журнал (ЖРХО им. Д. И. Менделеева), 2008. Т. 52, N. 5. С. 17-19.

23. Павловский Б. Р., Щугорев В. В., Холзаков Н. В. Водородная диагностика: опыт и перспективы применения // Газовая промышленность. 1989. Вып. 3. С. 30-31.

24. Naksugi H., Matsuda H. Development of New Dine-Pipe Steels for Sour Gas Service // Nippon Steel Techn. 1979. N. 14. p. 66-78.

25. Бурлов В. В., Парпуц Т. П. Особенности и виды коррозионных разрушений металла оборудования установок первичной переработки нефти // Защита металлов. 2005. Т. 4. № 1. С. 1-6.

26. Кузнецов Ю. И., Вагапов Р. К. Об ингибировании сероводородной коррозии основаниями Шиффа // Защита металлов. 2001. T. 37. № 3. С. 238.

27. Арчаков Ю. И., Тесля Б. М., Старостина М. К. и др. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Л.: Химия. 1990. 400 с.

28. Арчаков Ю. И. Водородная коррозия стали. М.: Металлургия. 1985. 192 с.

29. Ажогин Ф. Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М.: Металлургия, 1974. С. 81-84.

30. Саакиян Л. С., Ефремов А. П., Соболева И. А. Повышение коррозионной стойкости нефтегазопромыслового оборудования. М.: Недра, 1988. 211 с.

31. Кушнаренко В. М., Масюто О. М. О механизме сероводородного растрескивания сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. № 2. С. 5-8.

32. Киченко С. Б., Киченко А. Б. Об ингибиторах сероводородной коррозии, обладающих и не обладающих защитным действием в парогазовой фазе // Практика противокоррозионной защиты. 2007. № 1 (43). С. 12-17.

33. Иофа З. А. О механизме действия сероводорода и ингибиторов на коррозию железа в кислых растворах // Защита металлов. 1970. Т. 6. № 5. С. 491-495.

34. Abd Elhamid M. H., Ateya B. G., Pickering H. W. Determination of the Rate Constants of Hydrogen Absorption into Metal // J. Electrochem. Soc. 2000.

V. 147. № 8. P. 2959-2963.

35. Ma H., Cheng X., Chen S. // J. Electroanalyt. Chem. 1998. V. 20. N. 5.

36. Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов (локальные коррозионные процессы). М.: Металлургия. 1969. 448 с.

37. Антропов Л. И., Панасенко В. Ф. О механизме ингибирующего действия органических веществ в условиях сероводородной коррозии металлов. // Итого науки и техники. Серия «Коррозия и защита металлов». М.: ВИНИТИ. 1975. Т. 4. С. 46-112.

38. Greco E., Wright W. // Corrosion. 1962. V. 18. N. 5. p. 93-98.

39. Wijord A. G. Rummery. // Corrosion. 1984. T. 4. p. 46-112.

40. Jerkiewicz G., Zalfaghari A., Comparison of Hydrogen Eletctroadsorption from the Electrolyte with Adsorption from Gas Phase. J. Electrochem. Soc. 1996.

V. 143. № 1. p. 1240-1248.

41. Панов М. У. Спектроскопия слоев, формирующихся на стали в сероводородсодержащих ингибиторных средах, и их роль в коррозионном процессе. Дисс. ... канд. хим. наук. М. 1993. 173 с.

42. Иофа З. А., Кузнецов В. А. О механизме действия ингибиторов при растворении железа в кислотах // Журнал физической химии. 1947. Т. 21. № 2.

С. 201-207.

43. Макаров А. П. Почему «трещат» магистральные газопроводы? Кто виноват? Что делать? Пятый Международный топливно-энергетический форум ЭНЕРКОН «От современных технологий к стабильному отраслевому развитию» М.: ЭКСПОЦЕНТР. 2014. С. 20.

44. Юшманов В. Н. Совершенствование методов предотвращения стресс-коррозии металла труб магистральных газопроводов. Автореферат дисс. ... канд. техн. наук. Ухта. 2012. 18 c/

45. Сурганов М. Ф., Климов П. В., Гумеров А. К., Шафиков Р. Р. Стресс-коррозия на магистральных газопроводах и человеческий фактор. Территория Нефтегаз, № 8. 2010 г. С. 17.

46. Климов П. В. Исследование и разработка методов торможения стресс-коррозии на магистральных газопроводах. Автореферат дисс. . доктора технических наук. Уфа. 2012. 39 с.

47. Савеня С. Н. Методы диагностики стресс-коррозионных повреждений трубных сталей. Вестник ВолгГАСУ Серия: Технические науки. Волгоград. 2006. № 6 (20). С. 63-71.

48. Вигдорович В. И., Макаров А. П. Проблемы стресс-коррозии подземных магистральных газопроводов. Международная конференция «Ингибиторы коррозии и накипеобразования». Мемориал И. Л. Розенфельда». М.: ИФХЭ им. Фрумкина. 2014. С. 10.

49. Легезин Н. Е. Достижения в области защиты нефтегазопромыслового оборудования ингибиторами коррозии. В сб.: Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. М.: ВНИИОЭНГ. 1978. С. 38-43.

50. Киченко С. Б., Киченко А. Б. К вопросу об оценке комплексной эффективности ингибиторов коррозии // Практика противокоррозионной защиты. 2005. № 3 (37). С. 24-28.

51. Гафаров Н. А. Кушнаренко В. М., Бугай Д. Е., Гончаров А. А., Чирков Ю. А. Ингибиторы коррозии: Том 2. Диагностика и защита от коррозии под напряжением нефтегазопромыслового оборудования. М.: Химия, 2002. 367 с.

52. Герасименко А. А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: справочник / М.: Машиностроение, 1987. 560 с.

53. Решетников С. М. Ингибиторы коррозии металлов, Санкт-Петербург. Химия. 1986. 144 с.

54. Розенфельд И. Л., Богомолов Д. Б., Городецкий А. Е., Казанский Л. П., Фролова Л. В., Шамова Л. И. Формирование защитных пленок на железе под действием ингибитора ИФХАНГАЗ-1 в водном растворе, насыщенном сероводородом // Защита металлов. 1982. Т. 18. № 2. С. 163-168.

55. Розенфельд И. Л., Фролова Л. В., Миненко Е. М. Проникновение водорода через стальные мембраны в средах, содержащих водород // Зашита металлов. 1982. Т. 18. № 1. С. 169-173.

56. Фролова Л. В., Алиева К. М., Брусникина Т. К. Исследование механизма защитного действия некоторых производных аминов в минерализованных средах, содержащих сероводород // Защита металлов. 1985. Т. 21. № 6. С. 926-930.

57. Кузнецов Ю. И., Фролова Л. В. Ингибиторы сероводородной коррозии и наводороживания сталей // Коррозия: материалы, защита. 2004. № 8. С. 11-16.

58. Маркин А. Н. Выбор реагентов для ингибирования углекислотной коррозии стали // Защита металлов. 1994. Т. 30. № 1. С. 51 -58.

59. Ефремов А. П., Ким С. К. Ингибиторная защита нефтепромыслового оборудования от коррозии в средах, содержащих сероводород и

сульфатвосстанавливающие бактерии // Коррозия: материалы, защита. 2005. № 10. С. 14-18.

60. Цыганкова Л. Е., Ким Я. Р., Кичигин В. И., Вигдорович В. И. Исследование ингибирования коррозии и проникновения водорода в сталь в имитатах пластовых вод // Практика противокоррозионной защиты. 2005. № 4 (38). С. 29-38.

61. Цыганкова Л. Е., Вигдорович В. И., Ким Я. Р., Кичигин В. И., Болдырев А. В. Торможение коррозии и наводороживания углеродистой стали рядом ингибиторов в слабокислых средах, содержащих H2S и CO2 // Журнал прикладной химии. 2005. Т. 78. № 12. С. 1993-2001.

62. Кузнецов Ю. И., Фролова Л. В., Томина Е. В. Об ингибировании сероводородной коррозии стали четвертичными аммонийными солями // Защита металлов. 2006. Т. 42. № 3. С. 233-238.

63. Образцов Е. В. Адсорбирование и ингибируюшие свойства производных имидазолина // Вюник Харювского нащонального ушверситету. Химия. 2005. № 2 (35). С. 372-395.

64. Бондарева С. О., Лисинский В. В., Яковлева Н. И., Муринов Ю. И. Гидролиз 1,2-дизамещенных имидазолинов в водной среде // Изв. АН Серия. «Химия» 2004. № 4. С. 767-771.

65. Кузнецов Ю. И., Фролова Л. В., Томина Е. В. Защита стали от сероводородной коррозии четвертичными аммонийными солями // Коррозия: материалы, защита. 2005. № 6. С. 18-21.

66. Вигдорович В. И., Синютина С. Е., Селянский А. В. Эффективность продуктов типа АМДОР-М против коррозии и наводороживания углеродистой стали // Практика противокоррозионной защиты. 2004. № 3(33). С. 46-52.

67. Ефремов А. П., Ким С. К. Анализ коррозионного разрушения и ингибигорная защита промыслового оборудования нефтяных месторождений ООО «Лукойл-Коми» // Защита металлов. 2006. Т. 42. № 2. С. 210-216.

68. Rauscher A., Hackl L., Horvath J. Fnd all. Ann. Univ. Ferrara. 1974. Ser. 5. Suppl. 5. p. 851.

69. Ледовских B. M. // Защита металлов. 1985. Т. 18. № 5. С. 798-800.

70. Моисеева Л. С. Об оценке эффективности ингибиторной защиты нефтегазопромыслового оборудования // Защита металлов. 1999. Т. 35. № 6.

С. 597-601.

71. Фролова Л. В., Кузнецов Ю. И., Зель О. О. Ингибирование сероводородной коррозии углеродистой стали триазолами // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 11. С. 23-26.

72. Иванов Е. С. Сравнительное исследование имидазолиновых ингибиторов для зашиты от коррозии нефтегазопромыслового оборудования Западной Сибири // Практика противокоррозионной защиты. 2008. № 3 (49).

С. 43-53.

73. Моисеева Л. С., Гуров С. А., Айсин А. Е. Совершенствование технологии ингибиторной защиты от коррозии трубопроводов на месторождениях нефтяной компании «ЮКОС»// Коррозия: материалы, защита. 2005. № 8. С. 18-24.

74. Ваганов Г. К. Сравнительная оценка защитных свойств ингибиторов коррозии в пластовых водах Тимано-Печорских нефтяных месторождений // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 6. С. 29-33.

75. Моисеева Л. С., Айсин А. Е. Сравнительные испытания ингибиторов коррозии применительно к условиям нефтяных месторождений ОАО «Самаранефтегаз» // Защита металлов. 2007. № 1. С. 90-93.

76. Вагапов Р.К. Выбор ингибиторов для антикоррозионной защиты стального оборудования на нефтепромыслах // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 1. С. 9-14.

77. Рекомендации по промышленному применению ингибиторов для борьбы с коррозией газопромышленного оборудования в системах газ-пластовые воды в присутствии сероводорода, углекислого газа и органических кислот. М.: ВНИИГАЗ. 1972. 31 с.

78. Вигдорович В. И., Цыганкова Л. Е., Алехина О. В. Влияние анодной поляризации на диффузию водорода через стальную мембрану // Коррозия: материалы, защита. 2005. № 11. С. 27-32.

79. Легезин Н. E. Обзорная информация ВНИИОЭНГ. Серия «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». 1978. Вып. 6. 61 с.

80. Моисеева Л. С., Кузнецов Ю. И. Влияние ингибиторов на пассивацию анодно-поляризуемой низкоуглеродистой стали в карбонатно-гидрокарбонатных средах // Журн. прикл. химии. 1998. Т. 71. № 6. С. 950-955.

81. Frenier W. W. // Proc. 9th European Symposium on Corrosion Inhibitors. Ferrara. 2000. V. 1. p. l.

82. Kuznetsov Yu. I. // Corrosion-98. San Diego. Houston. NACE. 1998. p. 242.

83. Crolet J. L. // 10th European Corrosion Congresses. Barcelona. Spain. 1993. Paper № 270. p. 32.

84. Робинсон Д. С. Ингибиторы коррозии. М.: Металлургия. 1983. 272 с.

85. Балезин С. А., Словей Р. К. Ингибиторы наводороживания стали. Докл. АН СССР. 1950. Т. 75. № 6. С. 811-814.

86. Шрейдер А. В. Водород в металлах. (Новое в жизни, науке и технике. Серия «Химия»), М.: Знание. 1979. № 9. 64 с.

87. Кардаш Н. В.. Eгоров В. В., Шехгер Ю. Н., Батраков В. В., Фурман А. Я. Влияние присадок к маслам на катодное выделение водорода и поведение стали в сернокислых средах // Защита металлов. 1991. Т. 27. № 3. С. 337-341.

88. Негреев В. Ф. Ингибиторы коррозии в борьбе с наводороживанием стали в системе жидкие углеводороды-водные растворы. Баку. Изд-во АН СССР. 1968. 105 с.

89. Иванищенков С. С. Новые универсальные ингибиторы коррозии и наводороживания углеродистой стали в углекислотно-сероводородных средах // Дисс. ... канд. хим. наук. Тамбов. 2006. 151 с.

90. Таврин А. E., Каюкова Г. П., Хватова Л. К., Варинавская О. А., Орлов М. С. Характеристика старения ингибиторов коррозии на основе имидазолина // Защита металлов. 1989. Т. 25. № 4. С. 688-б92.

91. Вигдорович В. И., Сафронова Н. В., Шель Н. В. Эффективность амидов высших карбоновых кислот в качестве загустителя масел и маслорастворимой антикоррозионной присадки // Защита металлов. 1996. Т. 32. № 1. С. 56-б0.

92. Вигдорович В. И., Таныгина Е. Д., Таныгин А. Ю., Федотова А. И. Структура в водной среде ингибитора ЭМ-12, компоненты которого не образуют с ней истинных растворов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2009. Т. 15. № 2. С. 373-379.

93. Вигдорович В. И., Шубина А. Г. Методы и практика оценки интегральной токсичности ингибиторов для нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности // Практика противокоррозионной зашиты. 2007. № 4 (46). С. 18-24.

94. Синютина С. Е. Ингибирование коррозии и иаводороживания углеродистой стали в сероводородно-углекислотных растворах. // Дисс. ... канд. хим. наук. Тамбов. 1998. 183 с.

95. Решетников С. М. Связь адсорбционных и защитных свойств ингибиторов при кислотной коррозии металлов // Защита металлов. 1978. Т. 14.

№ 5. С. 597-599.

96. Вигдорович В. И., Цыганкова Л. Е., Синютина С. Е., Болдырев А. В. Влияние Н^ и С02 и оксиэтилированных аминов на проницаемость водорода через сталь Ст3, контактирующую с кислыми и нейтральными средами // Журн. прикл. химии. 2000. Т. 73. № 10. С. 1664-1669.

97. Цыганкова Л. Е., Вигдорович В. И., Ким Я. Р., Кичигин В. И. Оценка защитных свойств масляных покрытий с наполнителями рядом коррозионно-электрохимических методов // Коррозия: материалы, зашита. 2008. № 1. С. 37-47.

98. Брегман Дж. Ингибиторы коррозии. М.: - Л.: Химия. 1966. 310 с.

99. Андреев Н. Н. Разработка научных принципов защиты металлов от коррозии органическими летучими ингибиторами // Дисс. ... доктора хим. наук. М. 2004. 316 с.

100. Моисеева Л. С., Кузнецов Ю. И. Ингибирование углекислотной коррозии нефтегазопромыслового оборудования // Защита металлов. 1996. Т. 32. № 6. С. 565577.

101. Моисеева Л. С., Задко И. И., Шаманина А. Н., Каменщиков Ф. А. Разработка и исследование ингибиторов комплексного действия // Коррозия: материалы, зашита. 2004. № 3. С. 38-41.

102. Можаров А. В., Иванишенков С. С., Касьяненко Е. С. Влияние ингибиторов ряда ФОМ на коррозионное поведение стали Ст3 в средах, насыщенных углекислым газом и сероводородом // Вестник Тамбовского государственного университета. Серия: естественные и технические науки. 2003. Т. 8. № 1. С. 110-114.

103. Вигдорович В. И., Федотова А. И., Закурнаев С. А. Проблемы оценки функциональной и экологической эффективности ингибиторов коррозии // Материалы докладов научно-практической конференции «Современные методы и технологии зашиты от коррозии и износа». М. 2009. С. 35-37.

104. Уорф Р. А., Киченко С. Б. Проблема коррозии в трубопроводах системы сбора нефти и пути ее решения // Практика противокоррозионной защиты. 2010. № 4 (58). С. 27-41.

105. Вигдорович В. И., Закурнаев С. А. Оценка вкладов полисульфидной пленки и ингибитора в зашиту стали от сероводородной коррозии // Коррозия: материалы, защита. 2009. № 2. С. 17-22.

106. Вигдорович В. И., Синютина С. Е., Цыганкова Л. Е., Кичигин В. И. Ингибирование коррозии и наводороживания углеродистой стали в сероводородно-углекислотных средах // Журнал прикладной химии. 2006. Т. 79. № 5. С. 770-777.

107. Вигдорович В. И., Зарапина И. В., Лебедева Н. Е. Возможности и ограничения метода оценки констант основности молекулярных и анионных соединений посредством измерения предельных катодных токов // Вестник Тамбовского технического университета. 2007. Т. 13. № 3. С. 761-771.

108. Панов М. К., Гетманский М. Д., Еникеев Э. Х., Фокин М. Н. Исследование слоев, формирующихся на поверхности стали // Защита металлов. 1989. Т. 25. № 5. С. 805-818.

109. Wolf M., Bachofen R. Microbial degradation of bitumen // Experientia. 1991. V. 47. № 6. p. 542-548.

110. Кузнецов Ю. И., Андреев Н. Н., Ибатуллин К. А., Олейник С. В. Защита стали летучими ингибиторами коррозии от углекислотной коррозии. I. Жидкая фаза // Защита металлов. 2002. Т. 38. № 4. С. 368-374.

111. Кузнецов Ю. И., Вагапов Р. К. О защите стали в сероводородосодержащих средах летучими ингибиторами. // Защита металлов. 2000. Т. 36. № 5. С. 520-524.

112. Требования к материалам и оборудованию объектов добычи и подготовки нефти и газа с высоким содержанием сероводорода и наличием углекислоты. М.: Госгортехнадзор РФ, 1994. 22 с.

113. РД 26-02-63-87 Технические требования к конструированию и изготовлению сосудов, аппаратов и технологических блоков установок подготовки нефти и газа, работающих в средах, вызывающих сероводородное коррозионное растрескивание. М: 1986. 284 с.

114. Гафаров Н. А., Гончаров А. А., Кушнаренко В. М. Определение характеристик надежности и технического состояния оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр». 2001. 239 с.

115. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна.

116. ГОСТ 5640-68. Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты.

117. МСКР 01-85. Методика испытаний сталей на стойкость против сероводородного коррозионного растрескивания.

118. NACE Standard TM 0177-2005. Standard Test Method Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking in Hydrogen Sulfide (H2S) Environments. Houston: NACE International, 2005. 54 р.

119. NACE Standard T-1F-20. Test Method for Stepwise Cracking of Pipeline Steels. Houston. Texas. 1981. 18 p.

120. СТО Газпром 2-5.1-148-2007. Методы испытаний сталей и сварных соединений на коррозионное растрескивание под напряжением.

121. Кушнаренко В. М., Фот А. П. Оценка и прогнозирование работоспособности металлов и сплавов оборудования, работающего в условиях воздействия коррозионных сред // Вестник ОГУ. Оренбург. № 1. 2007. С. 134-139.

122. ТУ 26-0303-1532-84. Поковки из стали 20ЮЧ.

123. Митрофанов А. В. Разработка методов предупреждения чрезвычайных ситуаций при эксплуатации технологического оборудования объектов добычи и переработки сероводородсодержащих сред. Автореферат дисс. ... докт. техн. наук. М.: 2006. 41 с.

124. Гафаров Н. А., Митрофанов А. В., Киченко Б. В., Резвых А. К., Полозов В. А. Анализ причин и характера коррозионных повреждений в начальный период эксплуатации магистрального газопровода Оренбург - Заинск. 1996. С. 3-14.

125. NACE MR-01-75 (rev. 1980) Material Requirements. Sulfide Stress Cracking Resistance Metalls Materials for Oil Fields Equipment. 1980. p. 53.

126. Гафаров Н. А., Митрофанов А. В., Гончаров А. А., Третьяк А. Я., Киченко Б. В. Анализ повреждений оборудования и трубопроводов на объектах добычи, переработки и транспорта продукции Оренбургского НГКМ / Серия: Диагностика оборудования и трубопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 2000. 39 с.

127. Гончаров А. А., Митрофанов А. В., Третьяк А. Я., Киченко Б. В. О некоторых повреждениях оборудования и трубопроводов на различных объектах добычи и транспорта Оренбургского ГКМ // НТЖ ВНИИОЭНГ «Защита от коррозии и охрана среды». 1996. № 11. С. 2-11.

128. Кушнаренко В. М., Стеклов О. И., Бочкарев Г. И., Уханов В. С. Обследование коррозионных поражений металлических конструкций Оренбургского газохимического комплекса. Механо-коррозионная прочность сварных соединений и конструкций. Сборник статей / М.: Изд. «Спутник+». 2013. С. 198-201.

129. ГОСТ 5272-68. Коррозия металлов. Термины.

130. Узяков Р. Н., Кушнаренко В. М., Репях В. С., Чирков Ю. А. Влияние твердости на сероводородное растрескивание сталей. Вестник Оренбургского государственного университета. 2014. № 10 (171). С. 194-198.

131. Макаров А. П., Пыльнов С. В. Особенности коррозионно-механических воздействий и пути повышения эксплуатационной надёжности промысловых трубопроводов АОА «НК «Роснефть». Международная научно-практическая

конференция «Современные методы и технологии защиты от коррозии». ООО РВК «ЭКСПОДИЗАЙН». ВВЦ. М. 2008. С. 26-28.

132. Методические указания по использованию ингибиторов коррозии для газовой промышленности. ВНИИГАЗ. М.: 1996. 21 с.

133. ГОСТ 492-73. Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением.

134. ГОСТ 19807-91. Титан и титановые сплавы. Марки.

135. Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

136. Гольдштейн М. И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали. М.: Металлургия. 1985. С. 260-290.

137. Григорян Н. С., Акимова Е. Ф., Ваграмян Т. А. Фосфатирование. М.: Глобус. 2008. 144 с.

138. Электрохимические технологии металлопокрытий (гальванотехника). Методические указания к лабораторным работам / Казан. гос. технол. ун-т: Сост.: И. Н. Андреев, Г. Г. Гильманшин, Ж. В. Межевич. Казань. 2005. 42 с.

139. Сборник практических материалов для работников гальванических цехов. М.: Глобус. 2012. 400 с.

140. Окулов В. В. Цинкование. Техника и технология. М.: Глобус. 2008. 252 с.

141. Солодкова Л. Н., Кудрявцев В. Н. Электролитическое хромирование. М.: Глобус. 2007. 191 с.

142. Ильин В. А., Панарин А. В. Пиролитическое карбидохромовое покрытие (технология, оборудование, свойства). Ульяновский научно-технологический центр Всероссийского института авиационных материалов. Механика и машиностроение. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4 (2). С. 357-360.

143. Репях В. С. Автореферат на дисс. ... канд. техн. наук по теме «Разработка технологии нанесения пиролитических хромовых покрытий при атмосферном давлении». Оренбург. 2005. 19 с.

144. Бойко С. В., Ильичев Л. Л., Кушнаренко В. М., Ставишенко В. Г. Защитные свойства пиролитических хромовых покрытий в сероводород-содержащих средах // Защита металлов. 1995. Т. 31. № 3. С. 276-279.

145. Вансовская К. М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. М.: Машиностроение. 51 с.

146. Соколов В. Г., Бирюкова Н. М., Липай М. С. Исследование сплавов на основе никеля, применяемых в электронном приборостроении // Материалы межд. научн. конф. СПб.: Реноме. 2011. С. 89-92.

147. Мамаев В. И., Кудрявцев В. Н. Никелирование: учебное пособие под редакцией В. Н. Кудрявцева. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. 198 с.

148. Минкевич А. Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Машиностроение. 1965. 492 с.

149. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник. Борисенок Г. В., Васильев Л. А., Ворошнин Л. Г. М.: Металлургия. 1981. 424 с.

150. Дубинин Г. Н. Диффузионное хромирование сплавов. М.: Машиностроение. 1964. 450 с.

151. Проскуркин Е. В., Попович В. А., Мороз А. Т. Цинкование. Справочник. Под ред. Е. В. Проскуркина. М.: Металлургия. 1983. 528 с.

152. Гафаров Н. А., Митрофанов А. В., Киченко А. Б. Контроль коррозии в системах с низкими температурами и высокими давлениями: Обзорн. инф. серия: Защита от коррозии оборудования в газовой промышленности. М.: Газовая промышленность. 2002. 60 с.

153. ГОСТ 380-2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.

154. ГОСТ 5520-79. Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия.

155. ГОСТ 19903-74. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент.

156. ГОСТ 20072-74. Сталь теплоустойчивая. Технические условия.

157. ГОСТ 5949-75. Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая жаростойкая и жаропрочная.

158. ГОСТ 2405-88. Межгосударственный стандарт. Манометры, вакуумметры, мановакууметры, напоромеры и тягонапоромеры. Общие технические условия.

159. ГОСТ 26432-85. Межгосударственный стандарт. Топлива нефтяные жидкие. Ограничительный перечень и порядок назначения.

160. ГОСТ 6709-72. Вода дистиллированная. Технические условия.

161. ГОСТ 9.908-85. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости.

162. ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84, СТ СЭВ 471-88). Металлы. Методы испытаний на растяжение.

163. ТУ 2633-039-44493179-00. Ацетон ОСЧ.

164. ГОСТ Р 53228-2008. Весы неавтоматического действия. Метрологические и технические требования.

165. Макаров А. П. Анализ стресс-коррозионных разрушений стальных изделий и средств защиты // Международная конференция, посвященная 110-летию со дня рождения Г. В. Акимова. Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии. М. 2014. С. 14- 20.

166. Лысенков А. И. Вопросы качества при изготовлении фланцевого крепежа. Журнал-справочник «Крепеж, клеи, инструмент». № 3. 2013. С. 21-26.

167. ГОСТ Р 52643-2006. Болты и гайки высокопрочные и шайбы для металлических конструкций. Общие технические условия.

168. ГОСТ 52630-2012. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия. (EN 13445-2002). Приложение Ж. С. 67-68.

169. ГОСТ 5520-73. Прокат листовой из углеродистой, низколегированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия.

170. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.

171. Сталь низколегированная толстолистовая и широкополосная универсальная. Технические условия.

172. ГОСТ 18188-72. Растворители марок 645, 646, 647, 648 для лакокрасочных материалов. Технические условия.

173. ГОСТ 12601-76. Порошок цинковый. Технические условия.

174. ГОСТ 4757-91. Феррохром. Технические требования и условия поставки.

175. ГОСТ 26-2040-96. Шпильки для фланцевых соединений. Конструкция и размеры.

176. Прудников Н. С. Приготовление металлографических шлифов из черных и цветных металлов и сплавов. Методические указания. Сибирский государственный индустриальный университет. Новокузнецк: 2014. 16 с.

177. ГОСТ 21616-91. Тензорезисторы. Общие технические условия.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ТО - термообработка; З - закалка; О - отпуск;

ТДЦ- термодиффузионное цинкование;

ТДХ - термодиффузионное хромирование;

ДЦХ - диффузионное цинкохромирование;

ДНФ - двухслойное никельфосфатирование;

NACE - международная ассоциация инженеров-коррозионистов;

СР - сероводородное растрескивание;

КРН - коррозионное растрескивание под напряжением;

ВР - водородное расслоение;

НПЗ - нефтеперерабатывающий завод;

ГПЗ - газоперерабатывающий завод;

П- скорость коррозии, мм/год;

л

К - скорость коррозии, г/(м ч);

Z - защитный эффект, %;

Кз - защитный коэффициент, раз;

ав - временное сопротивление растяжению, МПа;

о0,2 - относительное удлинение при растяжении, МПа;

55 - относительное удлинение при разрыве, %;

W - относительное сужение при разрыве, %

р - давление, МПа;

t - температура, оС;

т - время, ч;

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

АКТЫ

об использовании результатов кандидатской диссертационной работы

за® <южно-уральская промышленная компаниям

_оренбургским филиал

PiUTJUM. [Jjpi^nh pi. CI .КЩН-Н» гш +7(.15:И>7Ы ft 3.+-7Í353SJ 7^7í7X+705ai)7í71<7

ЮУПК

Р/сч. 12J4567S901д ОАО wRaiiK Москвы», к/ст. 12 34567 R9! 2345678912; Ы1К 1234567890КПО 12345 67K; ОГР F Г 1234 5 67НЭД123: ИННУКИП 1234 5 67В90Й21654987

УТВЕРЖДАЮ

директора

FJaicy.niH

2016

I5.O«.20>6 №148/1-12 HaJfc

АКТ

об использовании результатов кандидатской диссертационной работы

Комиссия ь составе: председатель Колы лоб И, И. (гласный механик), члены комиссии: Рафиков Г. Ю. (начальник технадзора); Ьурмистров U. (ведущий инженер технадзора) и Макаров AJJ. (ст. преподаватель ИУЦ «Контроль и диагностика») составили настоящий акт о томч что практические результаты дисссртаилонной работы Макарова Александра Мрокопьевича. «Разработка лодородцы* зондов и оценка защитной эффективности ряда композиционных покрытий ь услоннкх серо иодородсо держа щей коррозии сталей, применяемых ял л изготовления крепежных изделий» актиьно используются в деятельности предприятия н следующем виде:

14 мая 2014 года! на установки комплексной подготовки сырье ього газа и газовое конденсат -L0 (УKill"-ID) Оренбургского нефтегазоховденеатяиго сероводородного месторождения были

установлены водородные зонды> коне фуки и и ЦКЫ-L модернизированные dio техническому предложению Микарола А.II. Данные зонды с 14 мах 2014 г по настоящее время использовались w качес тве средств контроля эффективности

ннгибиторвон защиты, на основании «Методически я рекомендации» разработанных Макаровым А.П.

В результате ар актаческого пр1 смснсния данных зондов & течсние указанного периода времени установлена их высокая эффективность и эксплуатационная надежность. Использование данных водородных зондов позволяет точно определять время завершения последействия применяемых ингибиторов коррозии* что приводит к экономии их объема на 25-30% и позволяет определять эффективность новыхч ранее не используемых ингибиторов.

в настоящее время контроль эффективности ингибиторной защиты на всех промысловых о&ъсктах Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения производится с помошыо данных водородных зондов.

[Рафиков Р, ю.] [Бурмистров С.П.] (Макаров А..П.]

зао <южно-урал ьСкая промышленная компания»

ор 1:11оургскнй филиал

Рони,«Нг1<)рав|р, ст.Кпртиа Тги -ИсМИдаОИ+'Л.ЦЩ 7.*7_ТГА+-7М«21Т171*7

ЮУПК

Р,'с-зп 12345678901234567890 5 ОАО «(Банк Москвы», к/сч. 1234567№ 12345678912; БИК 1234567890К110 12345678; ОГРН 1234567390123; ИННЛСПП 1234567890/321654987

13.06,2014 №146/1-12 На А

А

ОН НСПООТ к рвЗуЛЬ 1А'ТОК ЕЙВДНДй I С КОМ /ЩСС^р I Н1НОННОЙ рДЙ01Ы

Комиссия в состаис: председатель Конилоп К. И. (главный механик). члеим комиссии: Рафиков Р. Ю. (начальник технадзора); Бурнлстров С. В. (»едущий инженер тепишюра) и Макаров Д.II. (ст. преподаватель НУЦ «Контроль и диагностика») составили настоящий а]гг о том, что практические результаты днссертяционной ра5оги \1акаропа Александра Прокопьегаича, «Раграйотка подоро |ны V юн дон и оценка шщишон эффект нвз юс гн ряди ком нош 111101 ш их покрытни н у слонин \ ссрнподорпдсмдсршащЕН! кпрронш сталей, применяемых дли щготовлення крепежных н щели и» активно используются п деятельности: предприятия п следующем пиде:

16 мая 2014 тода па фланцы трек технологически* линий установки комплексной подготовки сырьевого гача Р1 гатового конденсата -НАУКИ Г-10 были установлены крепежные детали (шпильки и гайки) с защитным ЦИ] [КПхромоеЫ ЬГ по ГфЫТИСМ.

Данные крепежные дсгг$ли были изготовлены из тсрмоунрочЕзнемых сталей: ][][|и.'1Е:М1 М24х120 мм, e-l:s стаЛН марки 40Х; -гай к El М24, из стали марки 3QXMA.

Указанные изделия пррходнлн предвар[ттельнуЮ термнчсскуЕО обработку для получения механических слоиста, соответствующих требованию ГОСТ 4346-71. Далее ОНИ подвергались комбинированной химикс-термнческой обработке, для образования защитных пи ееко-хромовых гюкрышй^ а затем -EtoeeTaE говите ль] юй термической обработке. Технологический процесс паиссеппн покрытий ie режимы последующей термической обработки выполнялись в соответствии с режимами, разработанными Макаровым А.П,

Установка данных крепежных деталей производилась с целью повышения надежности и осуществления возможности выполнения операций сборки-разборки фланцевых соединении.

За ярсмя эксплуатации 1 п II технологических линии УК ИТ-10 а течение двух лет,, установлено следу еоез (ее:

Определена возможность многократного irpirmeeieiins крепеж!еых деталей (шпилек \124xl2fl мм и гаек М24) с диффузионными пи и ко- хромовыми покрытиями, is отличие от аналогичных крепежных деталей, Eie имеющих защитных покрытии, irpif использовании которых требовалась их замена после каждой разборки фланцевых соединений, контактирующих с влажной атмосферой, содержащей сероводород.

На основании описанного выше» ycrairoiuieiro что разработанные Макарова д.П, диффузионные цннно-хромовые покрытия испытанные па промысловых установках Оренбургского нефтгегаэоконденсатного сероводородного месторождения, способствуют повышению надежности эксплуатируемого оборудования и его экономической эффективности,

В настоящее время крепежные изделия с данным типом покрытии нашли широкое применение на различных производственных объектах Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения

Рекомендуется использование описанных выше способов защиты для повышения надежности оборудования других нефтегазовых добывающих и перерабатывающих производствах, в продукции которых содержится

сероводород.

Председатель комиссии

[Копылов II.И.]

Члены комиссии:

[Рафиков Р.Ю.] [Бурмистров С.В.] [Макаров А Л.]