СРАВНИТЕЛЬНАЯ СТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ ПРОМЫСЛОВЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ К РУЧЕЙКОВОЙ КОРРОЗИИ

В. И. Болобов, Г. Г. Попов, Е. А. Кривокрысенко, В. А. Злотин, И. В. Жуйков, Д. В. Гареев

Аннотация


Введение Основной причиной аварий промысловых нефтепроводов, как показывает опыт их эксплуатации, является разрушение в результате коррозии. Цели и задачи: - рассмотреть основные гипотезы по механизму разрушения труб межпромысловых нефтепроводов при ручейковой коррозии; - выявить на основе литературного анализа и собственных экспериментальных исследований основные факторы, способствующие возникновению и протеканию ручейковой коррозии. - предложить методику испытаний трубопроводных сталей на стойкость к ручейковой коррозии. Результаты Определено, что для протекания ручейковой коррозии требуется одновременное выполнение таких условий, как наличие в водонефтяной эмульсии твердых абразивных частиц, обогащение эмульсии кислородом, в том числе и в ее слоях, находящихся в непосредственном контакте с поверхностью нижней образующей трубы, нахождение металла стенки трубы в напряженном состоянии. Предложена методика испытаний трубопроводных сталей на стойкость к ручейковой коррозии. Испытания предлагается проводить на пластинах 150 х 50 х 3 мм, изготовленных из проката анализируемых сталей, при их выдержке в 3 %-ом водном растворе NaCl с непрерывной аэрацией воздухом. Средняя часть пластин находится под действием остаточных напряжений, близких к уровню максимальных эквивалентных напряжений в стенке трубы нефтепровода, что достигается изгибом пластин в струбцинах до достижения необходимой стрелы прогиба, устанавливаемой из величины остаточных напряжений и вида диаграммы растяжения анализируемой стали. На внутреннюю сторону пластин в средней их части наносится надрез, выполняющий функцию инициатора дополнительных механических напряжений. После выдержки пластин в агрессивной среде для каждой из них анализируется увеличение радиуса надреза в результате разъедания стенок агрессивной средой, из величины которого с учетом продолжительности испытаний рассчитывается скорость разрушения стали по механизму ручейковой коррозии. Приведены значения скоростей коррозии четырех марок трубопроводных сталей (08кп, 17ГС, 10Г2ФБЮ, 10Г2ФБЮ-У), установленных при испытании сталей по предлагаемой методике. Из сравнения полученных данных делается вывод о более высокой стойкости к ручейковой коррозии стали 17ГС, что находится в соответствии с литературными данными о скоростях разрушения промысловых трубопроводов.

Ключевые слова


межпромысловые нефтепроводы;остаточные напряжения;трубопроводные стали;стойкость к ручейковой коррозии;oil interfield pipelines;residual stresses;pipeline steels;resistance to grooving corrosion;

Полный текст:

PDF

Литература


Владимиров В.А. Разливы нефти: причины, масштабы, последствия // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. 2014. Том 4. Вып. 1 (6). С. 217-229.

Медведев А.П. Комплексная система обеспечения безопасности промысловых трубопроводов Западной Сибири: дис. … канд. техн. наук. Уфа, 2004. 291 с.

Смолдырев А.Е. Трубопроводный транспорт. М.: Недра, 1970. 272 с.

Бурков П.В., Бурков В.П., Фатьянов Д.С., Тимофеев В.Ю. Исследование напряженно-деформированного состояния промысловых трубопроводов подвергающихся воздействия ручейковой коррозии // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2018. № 3. С. 5-12. DOI: 10.26730/1999-4125-2018-3-5-12.

Абдуллин И.Г., Давыдов С.Н., Худяков М.А. Механизм канавочного разрушения нижней образующей труб нефтесборных коллекторов // Нефтяное хозяйство. 1984. № 3. С. 51-53.

Маричев Ф.Н. Совершенствование промысловых систем сбора в связи с ростом обводненности продукции скважин (на примере Самотлорского месторождения): дис. … д-ра техн. наук. Тюмень, 1983. 240 с.

Parcins R.N. Factors Influencing Stress Corrosion Crack Growth Kinetics // Corrosion. 1987. Vol. 43. No. 3. P. 106-107.

Попадько Д.В. Оценка безопасной эксплуатации оболочек с «канавочным износом» методом конечных элементов: дис.. канд. техн. наук. Уфа, 2004. 147 с.

Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1974. 232 с.

Duan C.G., Karelin V.Y. Abrasive Erosion and Corrosion of Hydraulic Machinery. London: Imperial College Press, 2003. 424 p. DOI: 10.1142/p272.

Болобов В.И., Попов Г.Г., Кривокрысенко Е.А. Экспериментальный стенд для исследования влияния напряженно-деформированного состояния металла на механизм «ручейковой» коррозии // Современные образовательные технологии в подготовке специалистов для минерально-сырьевого комплекса: сб. науч. тр. II Всеросс. науч. конф. СПб.: СПГУ, 2018. С. 1156-1161.

Харисов Р.А. Оценка скорости локализованной коррозии и охрупчивания металла труб // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2013. № 3. С. 24-27.

Шапошников Н.А. Механические испытания металлов. М.: Машгиз, 1951. 385 с.

Пат. 2079825 РФ, МПК G 01 L 1/12. Устройство для измерения механических напряжений в металлических изделиях / С.В. Жуков, В.С. Жуков. 2005107144/28, Заявлено 14.03.2005; Опубл. 10.08.2006.

Пат. 2195636 РФ, МПК G 01 L 1/12. Способ определения механических напряжений и устройство для его осуществления / С.В. Жуков, В.С. Жуков, Н.Н. Копица. 2001106509/28, Заявлено 05.03.2001; Опуб. 27.12.2002. Бюл. 36.

Elhag H., Nikulin V.E., Einav I., Eldin Y.K. Analysis of Stress Strain State of X-60 Pipe Weld Joints Employing Magnetic-Anisotropy Indicator of Mechanical Stress // Scientific Research Publishing. 2016. Vol. 8. No. 7. P. 499-508. DOI: 10.4236/eng.2016.87046.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2020-1-128-139

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) В. И. Болобов, Г. Г. Попов, Е. А. Кривокрысенко, В. А. Злотин, И. В. Жуйков, Д. В. Гареев

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