Новые направления обеспечения целостности промысловых трубопроводов
Подземная коррозия является разновидностью электрохимической коррозии. Ее механизмы могут быть различными, но в большинстве случаев поражение принимает форму питтинга или язв. Глубина проникновения очагов коррозии велика и представляет угрозу для целостности трубопроводов.
В 2006 году в семи подразделениях Компании зафиксирован значительный процент отказов трубопроводов по причине подземной коррозии. Наиболее сложная ситуация складывается в БЕ «Оренбург». Это связано с тем, что здесь (особенно в ПЕ «Север») эксплуатируется старейший в Компании парк трубопроводов, в основном с пассивной защитой (битумные, битумно-резиновые и пленочные покрытия со сроками службы не более 10 лет, которые уже истекли). Поэтому в настоящее время трубопроводная система БЕ «Оренбург» эксплуатируется с недостаточной противокоррозионной защитой от наружной коррозии.
В 2006 году специалисты БН «Технологии» совместно с БЕ «Оренбург» (ПЕ «Центр» и ПЕ «Север») занялись поиском технического решения по борьбе с наружной коррозией и начали реализацию соответствующего пилотного проекта.
Выбор технического решения
Все трубопроводы подземной прокладки должны иметь защитное покрытие, которое создает барьер между металлической поверхностью трубы и агрессивной средой. Однако даже в новых покрытиях допускается определенное количество сквозных дефектов. В процессе эксплуатации их число возрастает. Поэтому на практике всегда необходимо дополнительно применять катодную защиту (КЗ). Этот метод обеспечивает в сквозных дефектах изоляционного покрытия такие электродные потенциалы, при которых ионизация атомов металла уменьшается, и коррозия подавляется. Необходимо отметить, что процессы подземной коррозии имеют черты, принципиально важные при выборе технических решений.
Коррозия зарождается и протекает не только в сквозных дефектах защитного покрытия. В некоторых случаях покрытие отслаивается и позволяет влаге проникать к поверхности металла, одновременно являясь барьером для защитного тока. В этих условиях катодная защита не может обеспечить эффективную защиту. Эта проблема наиболее актуальна для покрытий из липких лент. Таким образом, были обозначены цели пилотного проекта: определить причины и закономерности коррозионных поражений, оценить скорости наружной коррозии и потенциальную эффективность катодной защиты трубопроводов, а также реконструировать катодную защиту и оценить ее эффективность по результатам эксплуатации.
Определение причин и закономерностей подземной коррозии в БЕ «Оренбург»
Обычно коррозионную оценку почв проводят по величине их удельного электрического сопротивления. Однако коррозионные условия часто меняются в процессе эксплуатации трубопроводов из-за изменений состава грунта. В связи с этим была необходима расширенная программа исследований. Для этого были привлечены специалисты Института физической химии Российской Академии Наук (ИФХ РАН).
Была изучена техническая документация, выбраны характерные участки на трубопроводах в ПЕ «Север» и ПЕ «Центр», и проведено их обследование, включающее полевой и лабораторный химический анализ грунта на влажность, кислотность (рН), содержание в грунте различных ионов (хлоридов, сульфатов, нитратов, гидрокарбонатов и других). Навеска образца грунта взвешивалась на весах Cas LP, а затем отправлялась на лабораторные исследования. Лаборатория оснащена самым современным оборудованием, для этого руководство компании приняло решения купить весы Cas LP для взвешивания образцов, а также купить pH-метры для определения кислотности грунта.
Специалисты изучили связь между скоростями почвенной коррозии, измеренными ВИК, и факторами, которые могут определять коррозионную агрессивность грунта, и пришли к выводу, что для определения степени агрессивности грунта по отношению к локальной коррозии помимо удельного электрического сопротивления почвы необходимо измерять содержание активаторов растворения железа, прежде всего хлорид-ионов.
ВИК, не подключенные к трубе, зафиксировали скорости почвенной коррозии до 0,5 мм/год. Этих скоростей недостаточно для объяснения всех отказов трубопроводов, поскольку расчетные скорости коррозии должны были составлять несколько миллиметров в год.
Для определения причин реальных скоростей коррозии трубопроводов были использованы специальные резисторные датчики коррозии (РДК), установленные на 15 контрольно-диагностических пунктах (КДП). В основном РДК были смонтированы в местах, где наблюдались неоднократные порывы трубопроводов. Для получения более достоверных данных на одном КДП использовались несколько датчиков разных типов.
Датчики размещали в грунте на глубине трубопровода, электрически соединяли их с трубопроводом и периодически измеряли их сопротивления. Наблюдения продолжались два месяца.
Засоление грунта в месте ранее произошедшего порыва приводит увеличению скорости коррозии трубопровода в 8-10 раз. Следовательно, самые высокие скорости язвенной коррозии на обследованных участках трубопроводов являются результатом действия коррозионных макропар, которые возникают из-за попадания в грунт коррозионно-агрессивной попутно-добываемой воды при порывах нефтепроводов и водоводов. На завершающем этапе были измерены величины и направления токов, стекающих с датчиков коррозии. Измерения показали, что токи во всех случаях были положительны и почти не изменялись по величине, а это означает, что открытые дефекты изоляции в местах установки КДП работают анодами, а блуждающие токи не представляют опасности.
Таким образом, специалисты подтвердили высокую опасность почвенной коррозии в БЕ «Оренбург», которая усугубляется последствиями порывов, и сделали вывод, что основная доля опасных коррозионных повреждений возникает в сквозных дефектах изоляции. В этих условиях высока эффективность использования КЗ.
Оцените новость
0 из 5
рейтинг
рейтинг
0
голосов
голосов
2568
просмотров
просмотров
Понравилась новость?
Похожие новости: