Введение к работе
Актуальность работы. Одной из основных причин раз-ушения деталей нефтегазового оборудования в' сероводо-эдсодержачий средах является сероводородное коррозион-ое растрескивание /СКР/. Проблема защиты конструкционен материалов от СКР приобрела в настоящее время боль-/ю актуальность в связи с увеличением аварийности всле-;твие возрастания доли добычи и переработки высокосер-1СТ0Й нефти и газа.
Практика эксплуатации оборудования нефтяной и газо-зй промышленности свидетельствует о том, что, несмотря а широкое и эффективное применение ингибиторов корро-1и, наиболее действенным методом борьбы с СКР является :пользование конструкционных материалов со свойствами, їеспечивающими достаточный ресурс работы оборудования. В ГАНГ им. И.М.Губкина разработан эффективный ме-эд защиты углеродисты:-; и низколегированных сталей от чР, который заключается в нанесении на стальную основу <тоя алюминия и последующего его упрочения методом ммк-здугового оксидирования /МдО/. Такие покрытия отличамт-ч повышенной износостойкостью и низкой водопроницаемости в Н S-средах.
В связи с накопленным опытом применения защитных по-:>ытий все большее практическое и научное значение прио-jeTawT вопросы прогнозирования защитного действия алх>-1ниевы>: и алюминий-оксидных покрытий на коррозионно-ме-
4 ханическое поведение стали в сероводородсодержащих ср дах. Создание методики для расчета срока службы бнмета лической -системы *'сталь-аллюминий" б условия;-: СКР позе лило бы значительно снизить риск ас-«арийного выхода об рудования из строя и уменьшить производственные издерж
Цель работы: разработка расчетно-аналитической м дели влияния алюминиевых покрытий на долговечность бим таллической системы "сталь-алюминий" при СКР.
Для достижения указанной цели были поставлены ел дующие задачи:
-
Разработать модель снижения разрушающий напряж ний в стали при СКР.
-
Разработать диффузионную модель для интерпрет ции влияния алюминиевый покрытий на водородопроница мость биметаллической системы "сталь-алюминий".
-
Выявить влияние масштабного Фактора на кинетик снижения разрушающих напряжений при СКР.
-
Создать методику прогнозирования защитного вли ния алюминиевых покрытий на работоспособность стальны деталей в сероводородосодержащих средах.
Научная новизна
1. Разработана расчетно-аналитическая модель СК стали с алюминиевыми покрытиями, позволяющая определят; допустимые напряжений в детали при проектируемом срок эксплуатации, или время до разрушения при заданных раб чих нагрузках.
-
Впервые для расчета разрушающих напряжений в би-еталлической системе при СКР использованы параметры во-ородопроницаемости.
-
Расчетным путем подтверждено экспериментально Знаруженное явление, что алюминиевые и алюмнний-оксид->ie покрытия не влияют на механизм коррозионно-механиче-сого разрушения стали, изменяя лить кинетику зтого провеса.
Г^ГГ)Определено влияние масштабного Фактора на кине-іку СКР деталей из углеродистой стали. Увеличение сече--1Я детали оказывает на коррозионно-механическое поведе-ле стали качественно такое же влияние, как и увеличение злщины покрытия или дополнительное его оксидирование.
Практическая ценность
-
Разработана методика прогнозирования коррозион-)~мепанического поведения углеродистых сталей при ста-іческих нагрузках в Н S-средах по параметрам водородо-ііоницаемости мембранных образцов, без проведения длите->ны>с испытаний на СКР.
-
Разработана методика прогнозирования защитного тияния алюминиевый покрытий на работоспособность сталь-IX деталей в сероводородосодержаиих средах.
-
Создана рабочая версия программного средства ія расчета времени до разрушения цилиндрических детали при СКР.
Апробация работы. Основные положения работы докл дывались и обсуждались на: научно-технической конфере ции "Мониторинг нефтегазовых сооружений в условиях ко розни", Суздаль, 1993 г.; научно-техническом Совете Ги роНИИнеФтетранс, Волгоград, 1993 г.; объединенном нау ном семинаре кафедры "Металловедения и неметаллически материалов" и кафедры "Сварки и защиты от коррозии 1994 г.
Публикации. По результатам выполненных исследов ний опубликованы три печатные работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация состой из введения, четырех глав, выводов, списка использова ной литературы из ГС^Знаименований и приложения. Осно ной материал изложен на аре траницах, включая рис нков и О таблиц, приложения на 1$ страницах.
