Роль водорода в процессах разрушения нефтегазового оборудования и трубопроводов

Рашит Сибагатович Зайнуллин, Лариса Петровна Худякова, Айрат Табрисович Фаритов, Рустам Ахматнурович Харисов

Аннотация


Введение
Острота проблемы обеспечения безопасности трубопроводов и оборудования для добычи и переработки нефти и газа усугубляется присутствием в добываемых средах агрессивных компонентов, в частности сероводорода. Существующие представления о механизме сероводородного растрескивания и методы оценки остаточного ресурса оборудования и трубопроводов не учитывают такие факторы, как жесткость напряженного состояния, механическое охрупчивание и старение и др. Необходим системный подход к решению этой сложной проблемы.
Цели и задачи
Оценка взаимосвязей характеристик сероводородных рабочих сред и процесами разрушения элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов.
Методы
В настоящей работе на основании выполненных собственных экспериментов, анализа исследования известных научных школ и использования закона Аррениуса произведена оценка степеней деформационного охрупчивания и старения в окрестности распространяющейся коррозионно-механической трещины.
Результаты
1. Установлены основные механические факторы, приводящие к охрупчиванию металла.
2. Получены аналитические зависимости для оценки степеней охрупчивания металла в зависимости от коэффициента жесткости напряженного состояния.
3. Произведена оценка степеней деформационного охрупчивания и старения в окрестности распространяющейся коррозионно-механической трещины.
4. Получена формула для определения концентрации атомов азота в зависимости от коэффициента жесткости напряженного состояния.
5. Установлены и описаны основные закономерности развития коррозионно-механических трещин с учетом водородного и механических факторов охрупчивания и локализованной механохимической коррозии.
6. Предложена формула для оценки времени до разрушения элементов нефтегазового оборудования и трубопроводов, работающих в водородных средах.

Ключевые слова


охрупчивание;старение;трещиностойкость;прочность;пластичность;жесткость напряженного состояния;концентрация напряжений;пластическое деформирование;коэффициент жесткости;механохимическая коррозия;

Полный текст:

HTM (English)

Литература


Торможение развития разрушений элементов нефтепроводов испытаниями / P.C. Зайнуллин, А.Г. Пирогов, Л.П. Худякова, У.М. Мустафин. Уфа, 2005. 223 с.

Зайнуллин Р.С., Худякова Л.П., Пирогов А.Г. Оценка скорости сероводородного растрескивания // Прикладная механика механохимического разрушения. Уфа: МНТЦ «БЭСТС», 2004. № 1. С. 23.

Гумеров А.Г., Медведев А.П., Фаритов А.Т., Худякова Л.П. и др. Концепция развития системы технического диагностирования промысловых трубопроводов // Нефтяное хозяйство. 2005. № 1. С. 78-83.

Александров А.А., Мирсаев Р.Н., Воробьев В.А., Худякова Л.П., Исмагилов М.А. Кинетическое уравнение механохимической повреждаемости металла в высокотемпературных коррозионных рабочих средах // Башкирский химический журнал. 2005. Т. 12.

Зайнуллин Р.С. и др. Торможение развития повреждений в трубопроводах накладными элементами / Р.С. Зайнуллин, В.А. Воробьев, Л.П. Худякова. Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2005. 393 с.

Зайнуллин Р.С. и др. Обеспечение надежности промысловых труб регламентацией остаточного ресурса и очисткой труб: научн.-практ. изд. / Р.С. Зайнуллин, P.P. Мухаметшин, Л.П. Худякова; под ред. академика АН РБ А.Г. Гумерова. Уфа, 2005. 97 с.

Зайнуллин Р.С. и др. Оценка безопасного срока эксплуатации конструктивных элементов трубопроводов / Р.С. Зайнуллин, Л.П. Худякова, Р.Н. Мирсаев. Уфа, 2005. 173 с.

Tormozheniye razvitiya razrusheniy elementov nefteprovodov ispytaniyami (Deceleration of the Oil Pipeline Element Destruction by Testing) / R.S. Zaynullin, A.G. Pirogov, L.P. Khudyakova, U.M. Mustafin. Ufa, 2005. 223 p.

Zaynullin R.S., Khudyakova L.P., Pirogov A.G. Otsenka skorosti serovodorodnogo rastreskivaniya // Prikladnaya mekhanika mekhanokhimicheskogo razrusheniya (Evaluation of the Hydrogen Sulfide Cracking Rate // Applied Mechanics of Mechanochemical Destruction). Ufa: MNTTs «BESTS», 2004. No. 1. P. 23.

Gumerov A.G., Medvedev A.P., Faritov A.T., Khudyakova L.P. et all. Kontseptsiya razvitiya sistemy tekhnicheskogo diagnostirovaniya promyslovykh truboprovodov // Neftyanoye khozyaystvo (Concept of Development of the Field Line Diagnostic System // Oil Industry). 2005. No. 1. P. 78-83.

Aleksandrov A.A., Mirsaev R.N., Vorobyyev V.A., Khudyakova L.P., Ismagilov M.A. Kineticheskoye uravneniye mekhanokhimicheskoy povrezhdayemosti metalla v vysokotemperaturnykh korrozionnykh rabochikh sredakh // Bashkirskiy khimicheskiy zhurnal (Kinetic Equation of Mechanochemical Damageability of Metal in High-Temperature Corrosive Working Media // Bashkir Chemical Journal). 2005. T. 12.

Zaynullin R.S. et all. Tormozheniye razvitiya povrezhdeniy v truboprovodakh nakladnymi elementami (Inhibition of Pipeline Damage Development by Means of Laid-on Elements) / R.S. Zaynullin, V.A. Vorobyyev, L.P. Khudyakova. Ufa: GUP «Ufimskiy poligrafkombinat», 2005. 393 p.

Zaynullin R.S. et all. Obespecheniye nadezhnosti promyslovykh trub reglamentatsiey ostatochnogo resursa i ochistkoy trub: nauchn.-prakt. izd. (Provision of the Field Pipeline Reliability by Regulating Remained Safe Life and Cleaning of Pipes: Scient.-Pract. Edit.) / R.S. Zaynullin, R.R. Mukhametshin, L.P. Khudyakova; pod red. akademika AN RB A.G. Gumerova. Ufa, 2005. 97 p.

Zaynullin R.S. et all. Otsenka bezopasnogo sroka ekspluatatsii konstruktivnykh elementov truboprovodov (Assessment of Safe Service Life of the Structural Pipeline Elements) / R.S. Zaynullin, L.P. Khudyakova, R.N. Mirsaev. Ufa, 2005. 173 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2012-4-143-153

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2012 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ «ПРОБЛЕМЫ СБОРА, ПОДГОТОВКИ И ТРАНСПОРТА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ»