Введение к работе
Актуальность темы.
Оценка сроков безопасной эксплуатации и расчетная оценка скорости развития коррозионных дефектов при различных условиях эксплуатации магистральных газопроводов, как правило, производится с применением интерполяционных методов только в отношении дефектов, наблюдаемых и идентифицированных в результате многократных периодических измерений.
Общая протяженность магистральных газопроводов и отводов
ОАО «Газпром» составляет 162 тысячи км. Существующие методы внутритрубной дефектоскопии при проведении периодических измерений позволяют получить информацию, необходимую для получения оценки скорости роста коррозии и уточнения прогнозных размеров коррозионных дефектов.
Но применимость этих методов ограничена тем, что для проведения внутритрубной дефектоскопии приспособлено примерно 60% магистральных газопроводов и только на отдельных участках внутритрубная дефектоскопия проводилась несколько раз. При отсутствии необходимых данных для расчета, как правило, принимают условие равномерного характера развития коррозионных процессов во времени, что может существенно снижать точность получаемых результатов.
Перспективным в этом направлении является использование результатов надземных обследований участков магистральных газопроводов на основе обработки экспериментальных данных, при этом точность методов оценки скорости роста коррозии за счет учета внешних коррозионных воздействий может быть существенно повышена.
Поэтому решение задачи повышения точности оценки коррозионного состояния магистральных газопроводов, в частности, в условиях действия постоянных блуждающих токов, является актуальной темой исследования, как с научной, так и с практической точек зрения.
Цель работы: разработка методов оценки коррозионного состояния участков магистральных газопроводов в условиях действия постоянных блуждающих токов на основе точного учета процессов коррозионного воздействия, позволяющих увеличить сроки безопасной эксплуатации магистральных газопроводов.
Задачи исследования:
-
Анализ параметров постоянных блуждающих токов как факторов коррозионного воздействия на участок газопровода по результатам натурных исследований.
-
Разработка методики и проведение экспериментальных лабораторных исследований развития коррозионных дефектов на газопроводных трубах под действием постоянных блуждающих токов.
-
Развитие методов оценки коррозионных дефектов на участках магистральных газопроводов в условиях действия постоянных блуждающих токов.
Научная новизна:
На основании анализа результатов натурных исследований определены диапазоны параметров блуждающих постоянных токов, воздействующих на участки магистральных газопроводов и вызывающих язвенную коррозию. Установлено, что средняя плотность анодного тока в местах локального повреждения защитного покрытия может составлять 0,2-0,3 мА/см2, в отдельных случаях – 6-8 мА/см2.
Разработана методика экспериментальных лабораторных исследований развития коррозионных дефектов на образцах из трубной стали под действием постоянных блуждающих токов.
Получены экспериментальные данные, устанавливающие зависимость параметров коррозионных дефектов от параметров блуждающих постоянных токов, характеристик коррозионной среды и размеров дефектов в защитном покрытии.
Предложен метод оценки параметров коррозионного дефекта, позволяющий прогнозировать геометрические размеры коррозионных дефектов, используя информацию о плотности стекающего (анодного) тока, полученную по результатам электрометрических обследований или данным коррозионного мониторинга.
Защищаемые положения:
- экспериментальное обоснование предельных расчетных значений параметров постоянных блуждающих токов на основе результатов натурных (полевых) исследований для оценки и прогноза коррозионных воздействий;
- методика и результаты экспериментальных лабораторных исследований развития коррозионных дефектов на образцах из трубной стали под действием постоянных блуждающих токов;
- метод оценки геометрических размеров коррозионных дефектов, использующий результаты электрометрических обследований или данные коррозионного мониторинга.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в обосновании, экспериментальном подтверждении, практической реализации методов расчета скорости коррозии и предельных геометрических размеров коррозионных дефектов при воздействии блуждающих токов с использованием результатов надземных электрометрических обследований, техническом и методическом обеспечении проведения таких измерений.
Результаты исследований использованы при разработке нормативных документов:
- Р Газпром 9.2-025-2013 «Защита от коррозии. Правила эксплуатации средств электрохимической защиты подземных сооружений»;
- Р Газпром 9.4-014-2012 «Защита от коррозии. Методика оценки эффективности защиты от внешней коррозии обсадных колонн скважин»;
- Р Газпром 9.4-013-2011 «Защита от коррозии. Контроль состояния и оценка эффективности защитных покрытий подземных газопроводов»;
- Р Газпром 9.4-006-2009 «Защита от коррозии. Инструкция по электрометрическому обследованию подземных технологических трубопроводов компрессорных станций».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
- 13-й Международной деловой встрече «Диагностика-2003» (Мальта,
2003 г.);
- Международной научно-технической конференции PITSO-2007 «Целостность и прогноз технического состояния газопроводов», 10-11 октября 2007 г. (г. Москва);
- 3-й Международной конференции «Актуальные вопросы противокоррозионной защиты (РАСР-2009) (ВНИИГАЗ, г. Москва, 2009 г.);
- NACE International’s Annual Conference «Corrosion-2013» (Orlando, Florida, USA);
- семинарах, деловых встречах, отраслевых совещаниях и научно-технических советах ОАО «Газпром» и его дочерних обществ за период 2002-2012 г.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 4 - в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных Минобрнауки РФ, и 3 патента РФ.
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 136 страниц текста, 46 рисунков, 14 таблиц и список литературы из 122 наименований.
