Основные причины возникновения коррозии внутренней поверхности трубопроводов.

Продукция нефтяных и газовых скважин представляет собой многокомпонентную смесь, состоящую из нефти, газа, воды и различных примесей. В процессе движения этой смеси по трубопроводам происходят различные физические и химические процессы (отложение парафинов, солей, абразивный износ, коррозионное разрушение поверхности), в результате которых нарушается нормальная работа трубопроводов.

Для обеспечения эффективной работы трубопроводов необходимо предотвратить возможность развития этих процессов.

Основными видами коррозии нефтегазопроводных труб являются коррозия с потерей массы (общая, язвенная, канавочная коррозия) и сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением. Этот вид коррозионного поражения проявляется в сероводородсодержащей среде и является наиболее опасным. При взаимодействии стали с сероводородсодержащей средой образуется атомарный водород, диффундирующий вглубь металла и вызывающий его охрупчивание и растрескивание по всему объему. Трещины и дефекты, образующиеся под воздействием атомарного водорода на начальной стадии, имеют микроскопические размеры. Со временем их количество растет, что может привести к их слиянию и образованию макротрещины. Поскольку сталь под воздействием водорода склонна к охрупчиванию, макротрещина часто развивается мгновенно по хрупкому механизму. Разрушение трубопроводов вдоль образующей, сопровождаемое раскрытием трубы на несколько метров, как правило, связано именно с сульфидным коррозионным растрескиванием.

Разрушение труб происходит в несколько стадий. Сначала вдоль нижней образующей трубы за счет механико-коррозионного износа образуется канавка.

Это приводит к увеличению нагрузок в области канавки, ее интенсивному насыщению водородом и образованию множественных микротрещин. С течением времени количество и длина микротрещин растут, что приводит к их объединению между собой. Это и вызывает разрушение трубы.

Основными способами повышения стойкости труб к перечисленным видам коррозии является применение специальных марок сталей или защитных покрытий.

Одним из факторов, определяющих аномально высокую скорость коррозии является присутствие в стали особого типа неметаллических включений, которые назвали условно коррозионноактивными неметаллическими включениями. Обнаруженные включения не идентифицированы как общеизвестные сульфиды, оксиды, силикаты выявляемые методами, предусмотренными нормативно-технической документацией для трубных сталей, основанными на балльной оценке неметаллических включений на нетравленном шлифе в оптических полях микроскопа при регламентируемых увеличениях. Это связано с тем, что большая часть таких включений имеет малые размеры — не более 1—2 мкм.

Опасными являются только включения, образующиеся при определенном соотношении входящих в них элементов — кальция, алюминия, серы, марганца.

Появлению коррозии в нефтесборных коллекторах способствует выделившаяся в процессе транспорта минерализованная вода, при отсутствии которой коррозия, как правило, не происходит.

Одной из основных причин возникновения коррозионных ситуаций в нефтесборных коллекторах является гидродинамический режим транспортирования продукции нефтяных скважин, что приводит при низких скоростях потока к расслоению эмульсии, образованию застойных зон, возникновению и интенсивной работе макрогальванических пар.

Для предотвращения коррозии трубопроводов рекомендуют обеспечивать турбулентное течение газожидкостной смеси со скоростью не менее 0,65 м/с.

Предупредить внутреннюю коррозию частично возможно, обеспечив эмульсионную структуру потока.

Другим способом уменьшения скорости коррозии промысловых трубопроводов является применение ингибиторов.

В зависимости от характера среды, в которой протекает коррозия, различают ингибиторы для жидких сред и атмосферных условий. В свою очередь, ингибиторы для жидких сред разделяют на ингибиторы кислотной коррозии, нейтральных растворов и растворов щелочей. По агрегатному состоянию ингибиторы подразделяются на жидкие и твердые, по растворимости — на водорастворимые, углеводородорастворимые, смешанные.

При выборе ингибитора в каждом конкретном случае учитывают климатические особенности данного района и наличие в достаточном количестве растворителей. Возможно одновременное применение водоуглеводородорастворимых, а также комбинированныхингибиторов.

Большинство ингибиторов является продуктами переработки отходов нефтехимической промышленности.

Уменьшить опасность коррозии можно путем специальной подготовки вод до поступления их в систему ППД, а именно, удалением из нее мехпримесей, агрессивных газов, нефтепродуктов и стерилизацией воды от сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ). Возникновение и развитие локальной коррозии можно уменьшить увеличением скорости транспорта вод, исключающим расслоение потока и выпадение осадков; систематической очисткой полости трубопроводов от осадков механическими или химическими способами; применением ингибиторов коррозии.

Также на характер разрушения трубопровода существенно влияет профиль трассы (канавочное разрушение). Канавочная форма разрушения наблюдается при обводненности нефти.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные причины возникновения коррозии внутренней

поверхности трубопроводов.

Ответ: Продукция нефтяных и газовых скважин представляет собой многокомпонентную смесь, состоящую из нефти, газа, воды и различных примесей. В процессе движения этой смеси по трубопроводам происходят различные физические и химические процессы (отложение парафинов, солей, абразивный износ, коррозионное разрушение поверхности), в результате которых нарушается нормальная работа трубопроводов. Основными видами коррозии нефтегазопроводных труб являются коррозия с потерей массы (общая, язвенная, канавочная коррозия) и сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением. Этот вид коррозионного поражения проявляется в сероводородсодержащей среде и является наиболее опасным. При взаимодействии стали с сероводородсодержащей средой образуется атомарный водород, диффундирующий вглубь металла и вызывающий его охрупчивание и растрескивание по всему объему. Трещины и дефекты, образующиеся под воздействием атомарного водорода на начальной стадии, имеют микроскопические размеры. Со временем их количество растет, что может привести к их слиянию и образованию макротрещины. Поскольку сталь под воздействием водорода склонна к охрупчиванию, макротрещина часто развивается мгновенно по хрупкому механизму. Разрушение трубопроводов вдоль образующей, сопровождаемое раскрытием трубы на несколько метров, как правило, связано именно с сульфидным коррозионным растрескиванием.

Разрушение труб происходит в несколько стадий. Сначала вдоль нижней образующей трубы за счет механико-коррозионного износа образуется канавка.

Это приводит к увеличению нагрузок в области канавки, ее интенсивному насыщению водородом и образованию множественных микротрещин. С течением времени количество и длина микротрещин растут, что приводит к их объединению между собой. Это и вызывает разрушение трубы. Одним из факторов, определяющих аномально высокую скорость коррозии является присутствие в стали особого типа неметаллических включений, которые назвали условно коррозионноактивными неметаллическими включениями. Обнаруженные включения не идентифицированы как общеизвестные сульфиды, оксиды, силикаты выявляемые методами, предусмотренными нормативно-технической документацией для трубных сталей, основанными на балльной оценке неметаллических включений на нетравленном шлифе в оптических полях микроскопа при регламентируемых увеличениях. Это связано с тем, что большая часть таких включений имеет малые размеры — не более 1—2 мкм.

Опасными являются только включения, образующиеся при определенном соотношении входящих в них элементов — кальция, алюминия, серы, марганца.

2. Что является основной причиной появления коррозионных ситуаций в

нефтесборных коллекторах.

Ответ: Появлению коррозии в нефтесборных коллекторах способствует выделившаяся в процессе транспорта минерализованная вода, при отсутствии которой коррозия, как правило, не происходит.

Одной из основных причин возникновения коррозионных ситуаций в нефтесборных коллекторах является гидродинамический режим транспортирования продукции нефтяных скважин, что приводит при низких скоростях потока к расслоению эмульсии, образованию застойных зон, возникновению и интенсивной работе макрогальванических пар.

3. Дайте определение ингибиторов. Какие ингибиторы вы знаете.

Ответ: Ингибиторами коррозии (ИК) называют химические соединения, которые, присутствуя в коррозионной системе в достаточной концентрации, уменьшают скорость коррозии без значительного изменения концентрации любого коррозионного реагента. Ингибиторами коррозии могут быть и композиции химических соединений. Содержание ингибиторов в коррозионной среде должно быть небольшим.

Защиту ингибиторами применяют в системах с постоянным или мало обновляемым объемом коррозионной среды, например, в резервуарах, цистернах, паровых котлах, системах охлаждения, некоторых химических аппаратах, травильных ваннах для снятия окалины, а также при хранении и транспортировке металлических изделий.

В зависимости от характера среды, в которой протекает коррозия, различают ингибиторы для жидких сред и атмосферных условий. В свою очередь, ингибиторы для жидких сред разделяют на ингибиторы кислотной коррозии, нейтральных растворов и растворов щелочей. По агрегатному состоянию ингибиторы подразделяются на жидкие и твердые, по растворимости — на водорастворимые, углеводородорастворимые, смешанные. https://studwood.ru/1727571/tovarovedenie/ingibitornaya_zaschita

4. Опишите основные стадии разрушения труб.

Ответ: 1 этап – зарождение микротрещины, 2 этап – стабильное развитие трещины, 3 этап – распределение трещины по всему телу (статическое или закритическое развитие трещины)