Введение к работе
Актуальность работы. Одним из наиболее ответственных элементов нефтепромыслового оборудования являются транспортные трубопроводные системы, в частности, подземные - насосно-компрессорные трубы и наземные - промысловые трубопроводы. Срок службы стальных трубопроводных систем на сероводородсодержащих месторождениях во многих случаях приблизительно на порядок ниже нормативного. Недостаточная эффективность существующих методов защиты оборудования от коррозионно-механического разрушения в условиях воздействия высокоминерализованных водо-нефтяных сред, содержащих H2S и СО2 требует разработки более совершенных методов защиты для этих условий. Весьма перспективным является применение алюминиевых сплавов в качестве конструкционных материалов для трубопроводных систем на сероводородсодержащих месторождениях, однако влияние высокой минера-лизованости технологических сред на развитие локальной коррозии ограничивает область их применения. Известно, что в качестве противокоррозионной защиты от местной коррозии может быть использовано плакирование алюминиевых сплавов. Данные об эффективности защитного действия плакирующего слоя на алюминиевых сплавах при комплексном воздействии внешних факторов (NaCL, HS , СО9, Т) в настоящее время отсутствуют. Поэтому исследование коррозионного и коррозионно-механического поведения плакированных алюминиевых сплавов в высокоминерализованных водо-нефтяных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, применительно к условиям эксплуатации транспортных трубопроводных систем на сероводородсодержащих нефтяных месторождениях имеет научное и практическое значение.
ііелью работы является исследование и выбор плакированных алюминиевых сплавов для транспортных трубопроводных систем, обеспечивающих их длительную эксплуатацию на сероводородсодержащих не-
фтяных месторождениях.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучение комплексного влияния коррозионно-активных факторов (PjVaet > Рсо2 » Т) на коррозионное и коррозионно-механи-ческое разрушение плакированных алюминиевых сплавов в присутствии сероводорода.
-
Выявление природы замедляющего действия сероводорода на коррозионное поведение алюминиевых сплавов.
-
Определение стойкости плакированных алюминиевых сплавов против коррозионно-механического разрушения в минерализованных се-роводородсодержащих средах.
-
Разработка рекомендаций и апробация их путем проведения промышленных испытаний внутрипромыслового трубопровода и колонны насосно-компрессорных труб из плакированных алюминиевых сплавов.
Настоящая работа выполнена в соответствии с "Программой научно-исследовательских работ по отработке технологии производства и выбору материалов труб из коррозионно-стойких алюминиевых сплавов, обеспечивающих их длительную эксплуатацию в агрессивных средах месторождений", утвержденной Миннефтепромом.
Научная новизна
-
Установлено замедляющее воздействие сероводорода на коррозионное разрушение алюминиевых сплавов, эффективность которого возрастает с повышением парциального давления сероводорода. Предложено объяснение этого явления, основанное на закреплении ионных связей алюминия за счет внедрения сульфид-ионов из раствора в кристаллическую решетку окисной пленки.
-
Показана высокая эффективность защитного действия плакирующих металлов АЦпл и АД35 от коррозионно-механического разрубе-
ния сплавов АМгЗс и Д16Т соответственно и установлено, что защитный эффект основан на:
значительной разности стационарных потенциалов плакирующих и основных металлов;
существенно меньшей анодной поляризации плакирующего.материала по сравнению с катодной поляризацией основы;
превышением тока протекторной защиты над величиной диффузионного тока;
образовании нерастворимых продуктов коррозии, обеспечивающих диффузионный контроль.
Практическая ценность
-
Выявлена эффективность электрохимической защиты материала основы САМгЗс и Д16Т} от коррозионных поражений плакирующими сплавами (АЦпл и АД35 соответственно) при эксплуатации в внсокоми-нерализованных водо-нефтяных средах, содержащих H,S и СС^.
-
Изучена кинетика коррозионных потерь плакированных сплавов АМгЗс и Д16Т в условиях совместного воздействия внешних факторов, характерных для нефтяных сероводородсодержащих месторождений, что послужило основанием прогнозировать эффективность применения в этих условиях плакированных алюминиевых труб.
-
Промышленные испытания труб (внутрипромысловых и НКГ) из плакированных алюминиевых сплавов подтвердили результаты лабораторных исследований и показали эффективность использования сварных прямошовных труб из сплава АМгЗс, плакированного с двух сторон АЦпл при транспортировке высокоминерализованных водо-кефтяных сред, содержащих сероводород и углекислый газ. Заключением межведомственной комиссии рекомендованы для серийного производства сварные прямошовные трубы из сплава А.ігЗс, плакированного с двух
сторон сплавом АЦпл.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: ХХШ заседании семинара "Теория и практика повышения износо- и коррозионной стойкости газотермических, электролитических и композиционных покрытий методами термической или химико-термической обработки", Ивано-Франковск, 1990 г.; всесоюзной конференции "Проблемы развития нефтегазового комплекса страны", пос. Красный Курган, 1991 г.; УШ-ой региональной научно-технической конференции, Новый Уренгой, 1991 г.; всесоюзном совещании "Проблемы защиты от коррозии нефтегазопромыслового оборудования", Смоленск, 1991 г.; 1У республиканской научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности машин и сооружений", Одесса, 1991 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано семь печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы из 9ч наименований и приложения. Основной материал изложен на 128 страницах, включая .4 рисунков и 8 таблиц, приложение на Ґ? страницах.
