Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Тамбова Ольга Викторовна

Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов
<
Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Тамбова Ольга Викторовна. Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.01 / Тамбова Ольга Викторовна; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т].- Уфа, 2007.- 126 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5100

Содержание к диссертации

Введение

1 Аналитический обзор источников 8

1.1 Проблемы коррозии и защита стальных резервуаров 8

1.2 Опыт применения алюминиевых конструкций на предприятиях нефтегазовой отрасли 12

1.3 Характеристика алюминия и его сплавов как конструкционного материала 15

1.4 Стойкость алюминия и его сплавов в естественных водных средах 22

1.4.1 Пресная вода 22

1.4.2 Морская вода 27

1.5 Основные методы защиты от коррозии алюминия и сплавов на его основе 33

1.6 Понтоны из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах 35

2 Анализ обнаруженных отказов алюминиевых конструкций в стальных резервуарах 40

2.1 Коррозионные повреждения алюминиевых поплавков понтонов при проведении гидравлических испытаний 40

2.2 Коррозия настила понтонов 45

3 Характеристика рабочих сред, образцов и методы исследований 49

3.1 Характеристика рабочих сред 49

3.2 Характеристика образцов 50

3.3 Электрохимические исследования коррозионного поведения алюминиево-магниевого сплава АМг-3 51

3.4 Гравиметрические исследования 53

3.5 Рентгеноструктурные исследования 54

3.6 Методика определения коррозии сварных соединений 54

3.7 Микроструктурные исследования 56

4 Лабораторные и производственные испытания образцов из алюминиевых сплавов 57

4.1 Лабораторные испытания образцов из алюминиевых сплавов в волжской и уфимской воде 60

4.2 Лабораторные испытания образцов при воздействии паровоздушной среды и осадков сульфида железа 62

4.3 Производственные испытания образцов в действующих резервуарах ОАО «Татнефть 64

4.4. Распределение стационарных потенциалов по сечению сварного шва образцов из алюминиевых сплавов 70

4.5 Микрострукіурньшаналюсвфньіхобршцо 71

4.6 Установление механизма питтингообразования на поверхности поплавков из алюминиевых сплавов 74

4.7 Анализ поляризационных кривых алюминиево-магниевых сплавов в модельной среде 78

4.8 Определение потенциалов питтингообразования в различных водах 86

5 Разработка рекомендаций по проведению гидравлических испытаний и эксплуатации алюминиевых понтонов в стальных резервуарах 88

5.1 Построение многофакторного регрессионного уравнения 88

5.2 Определение критических концентраций ионов коррозионно-опасных компонентов 89

5.2.1 Определение критической концентрации ионов СГ 89

5.2.2 Определение критической концентрации ионов Fe 92

5.2.3 Определение критических концентраций ионов Си 94

5.2.4 Кинетика питтингообразования на алюминиевых образцах из алюминиево-магниевых сплавов в минерализованной воде 97

5.3 Построение модели и анализ адекватности регрессионного уравнения 99

5.4 Исследование сорбционно-диффузионных свойств лакокрасочных систем и выбор лакокрасочного покрытия 107

Выводы 116

Список использованных источников 117

Введение к работе

Развитие нефтяной и газовой отраслей промышленности, повышение эффективности работы производственных процессов предъявляют все более высокие требования к эксплуатационной надежности и долговечности технологического оборудования. На современных предприятиях нефтегазовой отрасли стальные резервуары различной конструкции, предназначенные для сбора и хранения нефти и нефтепродуктов, являются важным элементом в технологическом процессе добычи и переработки нефти.

Большое количество отказов технологического оборудования резервуар-ных парков на предприятиях нефтегазовой отрасли свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования применяемых методов антикоррозионной защиты, в том числе вертикальных стальных резервуаров с плавающими крышами и понтонами. С целью повышения их ресурса всё большее применение находят понтоны и плавающие крыши из алюминиевых сплавов, так как они обладают высокой коррозионной стойкостью в нефти, нефтепродуктах и паровоздушной среде.

В то же время на практике встречаются отдельные случаи возникновения отказов понтонов и плавающих крыш, выполненных из алюминиевых сплавов. Одной из причин отказов являются коррозионные повреждения, которые не всегда возможно учесть при проектировании, строительстве и эксплуатации ре-зервуарных конструкций из алюминиевых сплавов. В частности, были выявлены очаги язвенной и питтинговой коррозии алюминиевых поплавков понтонов под воздействием речной воды при проведении гидравлических испытаний резервуаров, а также настила понтонов при контакте с водой, загрязненной ржавчиной, попадающей из гидрозатворов дыхательной арматуры.

Применению алюминия и его сплавов в различных средах посвящены работы Н. Д. Томашова, Л. Л. Шрайера, Г. К. Шрейбера, Г. Г. Улига, Б. Ф. Шибряева, С. М. Перлина, А. А. Гоника, М. Г. Каравайченко, Н. М. Фатхиева, А. А. Калимуллина и других ученых.

Несмотря на большое число исследований в области материаловедения, поведение алюминиевых сплавов в условиях проведения гидравлических испытаний резервуаров не изучено. В связи с этим проблема повышения стойкости алюминиевых сплавов и уменьшения отказов алюминиевых конструкций в стальных резервуарах является весьма актуальной.

Цель работы

Предупреждение отказов алюминиевых понтонов в стальных резервуарах при проведении гидравлических испытаний путем ограничения ионного состава воды и применения защитных покрытий.

В диссертации решались следующие задачи:

  1. Экспериментальное исследование причин возникновения питтингов и язв на поверхности образцов из алюминиевых сплавов при воздействии воды различного состава.

  2. Определение скорости коррозии и склонности к питтингообразованию металла конструкций из алюминиевых сплавов в действующих резервуарах, заполненных водой.

  3. Разработка технологических решений по предотвращению возникновения питтингов и язв на поверхности конструкций из алюминиевых сплавов при проведении гидравлических испытаний резервуаров.

  4. Выбор защитного покрытия поверхности поплавков понтонов, предотвращающего питтингообразование при проведении гидравлических испытаний водой и последующей эксплуатации резервуаров, заполненных нефтепродуктами.

Научная новизна

1 Установлено, что образование питтингов и язв на поверхности конструкций из алюминиевых сплавов АМг-2, АМг-3 и АД-31 происходит при чередующемся воздействии минерализованной (речной или промысловой) воды и кислорода воздуха во время проведения гидравлических испытаний резервуаров.

  1. Показано, что воздействие минерализованной воды, содержащей хлориды щелочных металлов, на поверхность конструкций из алюминиевых сплавов провоцирует зарождение питтингов, которые образуются в результате локального растворения образовавшейся соляной кислотой оксидной пленки алюминия, а дальнейшее воздействие кислорода воздуха приводит к интенсивному росту питтингов в глубь металла и перерастанию их в язвы.

  2. Установлено, что содержащиеся в воде ионы хлора, железа и меди вызывают пробой оксидной пленки на поверхности алюминиевого сплава и приводят к образованию питтингов при превышении некоторой критической концентрации, которая составляет, мг/л: для ионов железа — 0,05; для ионов меди — ОД; для ионов хлора — 350.

Практическая ценность

  1. Установлена предельно допустимая концентрация в промысловой и речной воде ионов CI, Fe , Си , применяемой при гидравлических испытаниях стальных резервуаров с понтонами из алюминиевых сплавов АМг-2, АМг-3 иАД-31.

  2. Экспериментально определено условное время непроницаемости лакокрасочных покрытий для конструкций из алюминиевых сплавов АМг-2, АМг-3 и АД-31. Исключено питтингообразование на поверхности поплавков понтонов в течение длительных (до 30 суток) гидравлических испытаний водой и в период дальнейшей эксплуатации резервуара, заполненного нефтепродуктом.

  3. Полученные результаты исследований используются на предприятии ЗАО «Нефтемонтаждиагностика» и в учебном процессе для слушателей Института дополнительного профессионального образования при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по программе «Защита от коррозии резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов».

Апробация работы и публикация результатов

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 56-й, 57-й и 58-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического уни-

7 верситета (Уфа, 2005-2007); Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2005» (Уфа, 2005); Научно-практической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (Уфа, 2005); VII Специализированной выставке-конференции «ПРОМЭКСПО-2006» (Уфа, 2006), Международной научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового дела» (Октябрьский, 2006).

По результатам работы опубликовано 9 научных трудов: 2 статьи, тезисы 7 докладов.

Объем и структура диссертации

Диссертация содержит введение, 5 глав, основные выводы. Объем диссертации 126 с. машинописного текста; приводится 28 таблиц, 32 иллюстрации. Список литературы содержит 131 наименование.

Характеристика алюминия и его сплавов как конструкционного материала

Алюминий является термодинамически неустойчивым металлом вследствие сильно отрицательного значения электродного потенциала (-1,67 В). Однако коррозионная стойкость алюминия и его сплавов очень высока во многих средах, что связано с ярко выраженной способностью алюминия пассивироваться. В связи с этим интерпретация процессов коррозии алюминия в значительной степени базируется на физико-химических свойствах оксидных пленок [45,61,72].

Состояние и свойства пленки зависят от состава и структурного состояния сплава. На однофазных сплавах образуются сплошные пленки, придающие сплаву высокую коррозионную стойкость, в то время как на многофазных сплавах состав пленки может нарушаться. В связи с этим особенно нежелательным является наличие в алюминиевом сплаве интерметаллидов железа, меди, никеля (FeAl3, CuAl2, №А1з), в местах залегания которых на поверхности сплава защитная пленка не образуется [124]. Эти интерметалл иды обладают более положительным, чем у алюминия, стационарным потенциалом (-0,209, -0,37, -0,647 В соответственно), вследствие чего они увеличивают скорость катодного процесса. В довольно широком интервале рН (4,5...8,0) скорость коррозии алюминия незначительна и не зависит от концентрации ионов водорода. Вместе с тем на кинетику формирования оксидных пленок и состав поверхностных соединений существенное влияние оказывает анионный состав электролита [51].

Вредное влияние на защитные свойства оксидной пленки оказывает наличие в водном растворе ионов меди, железа и никеля вследствие их катодного осаждения на алюминии [ПО]. Ионы галогенов, как правило, интенсивно разрушают защитную оксидную пленку. Особенно активное действие на защитную пленку оказывают ионы F" и С Г в меньшей степени действуют ионы Вг и Г. В растворах солей алюминий стоек в том случае, если соли обладают окислительными свойствами и способствуют образованию на его поверхности пассивной пленки. Сухой хлористый водород и газообразный аммиак также не действуют на алюминий. Ртуть и растворы ее солей разрушают алюминий, образуя амальгамы. Сернистые соединения и газовые среды, содержащие сероводород и пары серы, на алюминий не действуют. В растворах сероводорода может происходить заметное смещение потенциалов алюминия и его сплавов в сторону положительных значений (в область пассивности). Кроме того, сероводород, проникая через поры пленки, образует в результате электрохимического взаимодействия с алюминием соединение AL2S3, которое подвергается в порах гидролизу. Продукт этой реакции А1(ОН)3 закупоривает поры, что приводит к уменьшению площади анодных участков [84]. Так, при наличии 2 % сероводорода в 0,5 н. растворе хлористого натрия, насыщенном воздухом, скорость коррозии алюминия и некоторых сплавов уменьшается в 4,0...4,5 раза по сравнению со скоростью коррозии в том же растворе, насыщенном только воздухом. Уменьшение парциального давления сероводорода приводит к увеличению скорости коррозии алюминиевых сплавов. Высокая коррозионная стойкость алюминия и его сплавов в сероводород-содержащих средах, характерных для нефтяной и газовой промышленности, является весьма ценным качеством их как перспективных конструкционных материалов для нефтегазопромыслового и нефтеперерабатывающего оборудования [23, 36, 86]. Для получения более высоких прочностных характеристик алюминий легируют следующими элементами: медью, цинком, кремнием, магнием, марганцем [39]. При этом увеличивается электрохимическая неоднородность, обусловленная образованием интерметаллических соединений, изменяется потенциал твердого раствора, снижается коррозионная стойкость. В таблице 2 приведены составы сплавов общего назначения Al-Mg, наиболее распространенные в конструкциях строительных, морских и нефтегазовых сооружений. Эти сплавы характеризуются хорошей коррозионной стойкостью и наряду с этим высокой прочностью, которая делает их перспективными материалами для изготовления конструкций, работающих в агрессивных средах [36]. Примеси, присутствующие в техническом алюминии, оказывают существенное влияние на его коррозионную стойкость [18, 71, 79, 114]. Наиболее нежелательные примеси в техническом алюминии - железо и медь. Они приводят к ускорению коррозионного разрушения алюминия. Титан также образует катодное соединение А13Ті. В небольших количествах его присутствие не вызывает ухудшения коррозионной стойкости алюминия. Олово, висмут и свинец, не образуя химических соединений, являются катодными фазами в алюминиевых сплавах. Вместе с тем сопротивляемость коррозии алюминиевых сплавов различных марок даже в пределах одной системы легирования неравноценна. Различия между ними могут меняться в зависимости от состава коррозионной среды [49, 102].

Коррозионные повреждения алюминиевых поплавков понтонов при проведении гидравлических испытаний

Несмотря на то, что алюминиевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью во многих средах, встречающихся в нефтяной и газовой промышленности, на практике встречаются отдельные случаи возникновения коррозии, причины которой не всегда учитываются при проектировании, строительстве и эксплуатации резервуарных конструкций из алюминиевых сплавов. В частности, коррозионные разрушения поплавков понтонов из алюминиевого сплава АМг-2, установлены во вновь вводимых стальных резервуарах РВС-20000 Староликеевской нефтеперекачечной станции (НПС) и настиле понтонов в стальных резервуарах нефтеперерабатывающих заводов.

Гидравлические испытания резервуаров, особенно крупногабаритных, в отдельных случаях проводят на предприятиях в течение длительного времени. Несмотря на то, что продолжительность гидравлических испытаний регламентирована нормативными документами, общее время контакта поплавков с водой, учитывая заполнение и опорожнение, часто составляет, особенно в резервуарах большой емкости, больше месяца. Гидравлические испытания резервуаров с понтонами проводят с открытыми световыми люками и без уплотняющих затворов, что исключает образование избыточного давления в газовом пространстве или под затвором резервуаров и предохраняет их от разрушения.

Заполнение резервуаров водой необходимо вести ступенчато, по поясам с интервалами времени, достаточными для визуального наблюдения за состоянием оболочки. При заполнении резервуара с плавающим понтоном следует наблюдать за работой, дренажного устройства, направляющих стоек и замерять зазоры между верхней кромкой стенки коробов понтона и стенкой резервуара.

Таким образом, в течение всего времени проведения гидравлических испытаний поверхность алюминиевых поплавков, контактирует с коррозионно-активной средой - водой (речной, морской и промысловой). На поверхности поплавков понтонов из алюминиевого сплава АМг-2 вновь вводимых стальных резервуаров РВС-20000 нефтеперекачечной станции обнаружено множество питтингов и язв, покрытых хлопьевидными продуктами коррозии ниже ватерлинии (рисунки 2, 3). Выявление питтингов и язв после проведения гидравлических испытаний водой вызвало необходимость специального исследования и установления причин и условий образования коррозионных повреждений алюминиевых сплавов. Обследование состояния и анализ продуктов коррозии поврежденных поверхностей алюминиевых конструкций позволили установить причины возникновения питтингов и язв. Для этого использовался общепринятый метод рентгеноструктурный дифракции, описанный в пункте 3.3. Рентгеновский фазовый анализ позволяет определять состав и кристаллическое строение неизвестных веществ [70]. Исходный материал для исследований представлял собой продукт коррозии, обнаруженный на поверхности поврежденных алюминиевых конструкций во время осмотра одного из поплавков понтона. С помощью дифрактометра ДРОН-0,5 получена дифрактограмма (рисунок 4). Каждая кристаллическая фаза дает индивидуальную дифракционную картину, которая определяется положением линий и их интенсивностью. Фазовым анализом установлено, что образец продукта коррозии рентге-ноаморфный и имеет следующий состав: соединение алюминия с кислородом и водородом. Полученный химический состав вещества позволяет, в состоянии с другими использованными методами, описать химический процесс питтингообра-зования на поверхности изделий из алюминиевого сплава, приведенный в разделе 4.6. При обследовании резервуаров нефтеперерабатывающего предприятия обнаружены питтинги и язвы на поверхностях настила понтонов из алюминиевых сплавов, которые привели к сквозной перфорации металла, потере его прочности и герметичности. Понтоны состоят из каркаса и настила (рисунок 5). Настил собирается из листов алюминия, соединенных с помощью системы балок, которые не только обеспечивает герметичность соединений, но и создает совместно с поплавками необходимую жесткость всей конструкции. В ходе проведенных обследований было установлено, что разрушение поверхности настила понтона происходит вследствие попадания и взаимодействия затворной жидкости, предназначенной для дыхательной арматуры, которая устанавливается на крыше резервуара, с поверхностью алюминиевого сплава. В летнее время, как правило, в качестве затворной жидкости используют обычную воду. В результате коррозии металла в данной воде при больших и малых вдохах может происходить выплескивание затворной жидкости, насыщенной ионами Fe2+, Fe3+ и S2- на поверхность настила понтона. Таким образом, локальное скопление на поверхности металла продуктов коррозии способствует образованию коррозионных повреждений в виде пит-тингов и язв (рисунок 6). Решение комплексной задачи повышения эффективности безаварийной работы технического ресурса алюминиевых понтонов в стальных резервуарах требует применения специальных и разнообразных методологических подходов. Это связано с тем, что они испытывают различные режимы эксплуатации и подвергаются соответственно различным видам коррозионного разрушения.

Лабораторные испытания образцов при воздействии паровоздушной среды и осадков сульфида железа

Лабораторные испытания показали, что контакт образцов из сплава АМг-3 с водой из исследованных источников в течение 1-2 месяцев не вызывает заметной их общей коррозии. В то же время зафиксировано возникновение локальной (питтинговой) коррозии алюминия в условиях электролитического контакта со стальными образцами.

Очаги питтингов на образцах были обнаружены в волжской воде лишь к концу испытаний (по истечении двух месяцев). Зарождение первого питтинга на алюминиевом образце в уфимской воде выявили всего через один месяц испытаний. Это, по всей вероятности, связано с наличием в водном электролите депассиватора и ионов меди. Данное явление наиболее сильно проявляется в застойных зонах, где пассивность нарушается в результате образования элементов дифференциальной аэрации.

По результатам исследований сделан вывод о том, что в отсутствие прямого электрического контакта образцов из стали и алюминиевого сплава возможно возникновение питтингов, перерастающих в язвы, при адсорбции ионов железа поверхностью алюминиевых конструкций и возникновении коррозионных гальванических элементов.

Одной из важных задач лабораторных исследований явилось установление коррозионной стойкости образцов из алюминиевого сплава, в условиях имитирующих коррозионное разрушение настила алюминиевого понтона.

Образцы представляли собой плоские пластины размерами 100x100x100 мм, толщиной 1,5 мм, выполненные из алюминиевого сплава АМг-3.

Для этого на фарфоровую подставку эксикатора, устанавливали образцы и на их поверхность размещали влажный сульфид железа. Для поддержания во время испытаний условий наиболее близких к производственным, дно эксикатора заполнялось уфимской речной водой. Поверхность воды в эксикаторе не превышала 2-2,5 см ниже его фарфоровой вставки. Края эксикаторов и их крышек смазывали вакуумной смазкой для предотвращения попадания наружного воздуха внутрь эксикатора и закрывали. Время экспозиции составило 180 дня.

После окончания экспозиции образцы извлекали и проводили визуальный осмотр поверхности пластин с целью выявления очагов коррозии. В результате проведенных исследований были обнаружены питтинги (рисунок 10) и язвы. Глубину коррозионных повреждений, измеряли иглой, укрепленной на подвижном конце индикатора часового типа, она составила 0,2 - 0,5 мм. Разрушение поверхности алюминиевого сплава в виде язв представлено на рисунке 11.

Как видно из рисунка 11 язвы являются неглубокими, но широкими. После проведения гравиметрических исследований установлено, что язвенное повреждение сопровождалось сравнительно небольшой потерей массы металла. Такой вид разрушения представляется одним из наиболее опасных видов, так как в практике язвенная коррозия обнаруживается только в момент аварии конструкции вследствие образования сквозных отверстий на её поверхности.

Процесс язвенной коррозии связан с образованием и работой на поверхности металла локальных коррозионных элементов. Он состоит из двух стадий: - образования очагов коррозии, которое длится от нескольких минут до десятков месяцев; развитие язвы, которое идет с возрастающей скоростью вплоть до образования сквозного отверстия.

Возникновение и развитие точечных язв на поверхности пассивных металлов и сплавов может произойти только в том случае, если потенциал металла достигнет определенной величины, называемой потенциалом питтин-гообразования Епит.

В условиях нефтедобывающих предприятий гидравлические испытания резервуаров могут проводиться с использованием промысловой воды. Для оценки влияния промысловой воды на коррозионное поведение алюминиевых сплавов проведены испытания цельных и сварных образцов в действующем резервуаре ОАО «Татнефть». Образцы, изготовленные из алюминиевых сплавов АМг-3 и АД-31 (рисунок 12), устанавливали через люки на крышах резервуаров путем подвешивания при помощи капронового шнура из расчета, чтобы образцы находились в подтоварной воде.

Использованы образцы из алюминиевых сплавов АМг-3 и АД-31 с крепежными элементами (болты, шайбы, гайки) выполненными из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и оцинкованной стали с цинковым покрытием Ц6ХР (болты, гайки и шайбы) (таблица 13).

Кинетика питтингообразования на алюминиевых образцах из алюминиево-магниевых сплавов в минерализованной воде

Согласно данным, приведенным в таблице 27, повышение условного времени непроницаемости с 10 до 30 суток может быть достигнуто изменением толщины лакокрасочного покрытия от 20 до 75 мкм.

Получена графическая зависимость б = f (D, тн) (рисунок 32) Из рисунка 32 видно, что повышение условного времени непроницаемости с 10 до 30 суток, может быть достигнуто изменением толщины лакокрасочного покрытия от 20 до 75 мкм. Образцы из сплавов АМг-2 и АМг-3 с нанесенным покрытием марки ФЛ-0113 толщиной 25 мкм испытывали в течение 30 суток в различных по составу водах и после отделения лакокрасочной пленки визуально проводили оценку поверхности на наличие очагов коррозии. Результаты показали отсутствие коррозионных повреждений на поверхности металла (таблица 28). Таким образом, при проведении гидравлических испытаний имеется дополнительная возможность предотвращения питтингообразования на поверхности поплавков из алюминиевых сплавов в случаях применения высокоминерализованной воды, особенно в резервуарах большой емкости. Даны рекомендации по проведению гидравлических испытаний и эксплуатации алюминиевых конструкций на основе данных, полученных в ходе испытаний: — воду для гидравлических испытаний алюминиевых понтонов следует подавать в стальной резервуар из любых источников с рН 4,5-8,0 при соблюде-нии следующих показателей по составу: Си не более 0,1 мг/л; Fe не более 0,05 мг/л; С1 не более 350 мг/л; — гидравлические испытания понтона проводить в течение не более 10 суток с момента начала заполнения резервуара водой и до полного слива воды из резервуара; — после гидравлических испытаний водой и опорожнения резервуара необходимо насухо протереть поверхности поплавков от налета ржавчины или смыть его струей чистой воды с последующим просушиванием. При этом следует обратить внимание на необходимость полного удаления остатков воды с днища резервуара и на вентиляцию пространства под понтоном для устранения повышенной влажности; — при отсутствии возможности изменения ионного состава воды или продолжительности гидравлических испытаний предусмотреть нанесение лако красочного покрытия на поверхность алюминиевых конструкций ниже ватер линии; — принять меры по предотвращению коррозии сварных швов. Результаты диссертационной работы позволяют исключить возможность разрушения поплавков понтонов из алюминиевых сплавов АМг-2, АМг-3 и АД-31 при контакте с водными электролитами. Полученные результаты исследований используются на предприятии ЗАО «Нефтемонтаждиагностика» и в учебном процессе для слушателей Института дополнительного профессионального образования при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по программе «Защита от коррозии резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов». 1 Установлены причины образования питтингов и язв на поверхности из делий из алюминиевых сплавов АМг-2, АМг-3 и АД-31 при действии воды, ис пользуемой при проведении гидравлических испытаний резервуаров. К ним относится наличие в воде ионов Си , Fe и CI, которые способствуют образованию элементов дифференциальной аэрации и зарождению питтингов, а также последующее окисление алюминия под влиянием кислорода воздуха с образованием растворимого гидроксида в зоне пробоя оксидной пленки. 2 Определена скорость коррозии стенок поплавков понтонов из алюминиевых сплавов в воде, мм/год: волжской — 0,00224-0,01099; уфимской — 0,00184-0,01136; в воде установки предварительного сброса — 0,00013-0,00199. Предложен механизм возникновения питтингов и язв на поверхности алюминиевых сплавов при длительных гидравлических испытаниях резервуаров водой с участием ионов С1 и Fe , заключающийся в образовании и активном функционировании коррозионных гальванических элементов в порах оксидной пленки. 3 Разработаны и экспериментально обоснованы рекомендации по предотвращению образования питтингов на поверхности конструкций из алюминиевых сплавов, заключающиеся в ограничении ионного состава воды (содержание СГ не более 350 мг/л, Fe не более 0,05 мг/л, Си не более 0,1 мг/л), ограничении продолжительности испытаний водой до 10 суток, технологическими мероприятиями, применением лакокрасочного покрытия. 4 Определено условное время непроницаемости водой предлагаемых лакокрасочных покрытий ВЛ-515, ВЛ-725 и ФЛ-0113. Установлено, что фенольно-каучуковая грунтовка ФЛ-0113 наиболее полно удовлетворяет заданным условиям проведения гидравлических испытаний алюминиевых понтонов и обеспечивает их защиту при контакте с минерализованной (речной или промысловой) водой и с нефтепродуктом в период эксплуатации.

Похожие диссертации на Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов