ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ ГРУНТОМ ВОДОРОДА, ВЫДЕЛЯЮЩЕГОСЯ ПРИ КОРРОЗИИ ГАЗОПРОВОДА ПОД ИЗОЛЯЦИЕЙ

М. В. Чучкалов, О. Р. Латыпов, Д. Е. Бугай, С. Е. Черепашкин, А. Б. Лаптев, Р. В. Закирьянов, Р. А. Зозулько

Аннотация


Введение Известно, что электрохимическая коррозия углеродистых и низколегированных сталей в грунтовых электролитах происходит с водородной деполяризацией. При этом объем выделяющегося вследствие ассимиляции электронов при катодном процессе молекулярного водорода эквивалентен массе растворившегося металла. Если данный процесс происходит под отслаивающейся изоляцией катоднозащищенной поверхности проложенного в почве магистрального газопровода, водород диффундирует в расположенный над трубой грунт и сорбируется им. В дальнейшем, по достижении определенной концентрации водорода в слое грунта, начинается его десорбция в атмосферу над трассой, чем можно воспользоваться для идентификации наличия и интенсивности коррозионного процесса под отслаивающейся изоляцией посредством замеров потока водорода с помощью специального высокочувствительного оборудования. Цели и задачи Целью работы являлась количественная оценка сорбции молекулярного водорода грунтом в зависимости от толщины его слоя. При этом решались следующие задачи: определить зависимость концентрации в грунте выделяющегося при катодной деполяризации водорода от толщины его слоя; установить влияние влажности грунта на сорбционную способность водорода. Методы Применяли оригинальную методику исследования сорбции водорода грунтом на специально разработанном для этого лабораторном стенде. Данная методика позволяет идентифицировать наличие коррозионного процесса на стали посредством регистрации пороговых значений эмиссии водорода в ходе катодной деполяризации на поверхности металла под слоем грунта. Результаты Исследования, проведенные с помощью разработанного лабораторного стенда, показали, что образцы грунта достаточно активно сорбируют водород. Причем по истечении определенного инкубационного периода, продолжительность которого зависит от толщины слоя грунта, наступает состояние его «прозрачности» для водорода: сорбируется грунтом со стороны стенки трубы ровно столько водорода, сколько его десорбируется в атмосферу над выбранным для замеров участком трассы. Влажность грунта оказывает существенное влияние на сорбционную способность водорода: его максимальное количество содержится в грунте с нулевой влажностью. При увлажнении грунта происходит одновременное вытеснение из него как воздуха, так и сорбированного водорода.

Ключевые слова


магистральный газопровод;трасса;грунт;лабораторный стенд;водородная деполяризация;сорбция водорода;продолжительность насыщения;main gas pipeline;pipeline routing;soil;laboratory stand;hydrogen depolarization;hydrogen sorption;duration of saturation;

Полный текст:

PDF

Литература


Усманов Р.Р., Чучкалов М.В., Зозулько Р.А., Латыпов О.Р., Лаптев А.Б., Бугай Д.Е. О возможности выявления очагов подпленочной коррозии газопроводов по эмиссии водорода // Газовая промышленность. 2019. № 1 (779). С. 100-104.

Зозулько Р.А., Чучкалов М.В., Лаптев А.Б., Латыпов О.Р., Бугай Д.Е. Влияние различных факторов на эмиссию водорода под изоляционным покрытием газопровода // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Вып. 1 (117). С. 57-72. DOI: 10.17122/ntj-oil-2019-1-57-72.

Усманов Р.Р., Чучкалов М.В., Аскаров Р.М. Прогноз коррозионного и стресс-коррозионного состояния газопроводов большого диаметра с неглубокими дефектами КРН // Газовая промышленность. 2013. № 11 (698). С. 19-21.

Пашин С.Т., Усманов Р.Р., Чучкалов М.В., Аскаров Р.М., Кадачигов Н.П., Митрохин М.Ю. Диагностика и ремонт магистральных газопроводов без остановки транспорта газа. М.: ООО «Газпром экспо», 2010. 236 с.

Чучкалов М.В., Аскаров Р.М. Особенности проявления поперечного коррозионного растрескивания под напряжением // Газовая промышленность. 2014. № 3 (703). С. 37-39.

Чучкалов М.В. Физико-математическая модель «стресс-теста» трубопровода // Экспозиция Нефть Газ. 2013. № 3 (28). С. 87-89.

Шарипов Ш.Г., Усманов Р.Р., Чучкалов М.В., Аскаров Р.М. Дефекты поперечного КРН на газопроводах большого диаметра // Газовая промышленность. 2013. № 6 (691). С. 63-65.

Чучкалов М.В., Гареев А.Г. Прогнозирование долговечности магистральных газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2014. Вып. 1 (95). С. 76-85.

Шарипов Ш.Г., Чучкалов М.В., Аскаров Р.М., Гумеров К.М. Учет энергетической составляющей в расчетах напряженно-деформированного состояния магистрального газопровода // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2013. № 3 (37). С. 20-23.

Латыпов О.Р., Яценко А.Ю., Латыпова Д.Р., Бугай Д.Е., Рябухина В.Н., Кутуков С.В. Защита от коррозии магистрального трубопровода в области переходов «грунт - воздух» // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14. № 4. С. 151-157.

Cueli-Corugedo A., Latypov O.R., Latypova D.R., Montero Y.A. Protección de la Tubería Principal Contra la Corrosión en Áreas Complejas // Ingeniería Mecánica. 2019. Vol. 22. No. 2. P. 74-78.

Смагин А.В. Фундаментальные модели изотерм сорбции паров воды почвами // Экологический вестник Северного Кавказа. 2010. Т. 6. No. 3. С. 15-27.

Смагин А.В., Садовникова Н.Б., Глаголев М.В., Кириченко А.В. Новые инструментальные методы и портативные электронные средства контроля экологического состояния почв и сопредельных сред // Экологический вестник Северного Кавказа. 2006. Т. 2. № 1. С. 5-16.

Беляев А.Ю., Юшманов И.О. Влияние гистерезиса сорбции на пространственное распределение загрязняющих веществ в грунте // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2008. № 6. С. 61-72.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2019-5-64-74

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) М. В. Чучкалов, О. Р. Латыпов, Д. Е. Бугай, С. Е. Черепашкин, А. Б. Лаптев, Р. В. Закирьянов, Р. А. Зозулько

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.