Ингибиторы коррозии и антикоррозийные присадки

В последнее время большое внимание уделяется получению и применению комбинированных покрытий, поскольку в ряде случаев использование традиционных методов защиты является неэкономичным. В качестве комбинированных покрытий, как правило, используется цинковое покрытие с последующей окраской. При этом цинковое покрытие играет роль грунтовки.

Перспективно применение резин на основе бутилкаучука, которые отличаются от резин на других основах повышенной химической стойкостью в кислотах и щелочах, включая концентрированную азотную и серную кислоты. Высокая химическая стойкость резин на основе бутилкаучука позволяет более широко применять их при защите химической аппаратуры.

 

Данные способы находят широкое  применение в промышленности в силу многих своих преимуществ – уменьшения потерь материалов, увеличения толщины  покрытия, наносимого за один слой, уменьшения расхода растворителей, улучшение  условий производства окрасочных работ  и т.д.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Металлы составляют одну из основ  цивилизации на планете Земля. Их широкое внедрение в промышленное строительство и транспорт произошло  на рубеже XVIII-XIX. В это время появился первый чугунный мост, спущено на воду первое судно, корпус которого был изготовлен из стали, созданы первые железные дороги. Начало практического использования человеком железа относят к IX веку до нашей эры. Именно в этот период человечество перешло из бронзового века в век железный.

В XXI веке высокие темпы развития промышленности, интенсификация производственных процессов, повышение основных технологических параметров (температура, давление, концентрация реагирующих средств и др.) предъявляют высокие требования к надежной эксплуатации технологического оборудования и строительных конструкций. Особое место в комплексе мероприятий по обеспечению бесперебойной эксплуатации оборудования отводится надежной защите его от коррозии и применению в связи с этим высококачественных химически стойких материалов.

Необходимость осуществления мероприятий по защите от коррозии диктуется тем обстоятельством, что потери от коррозии приносят чрезвычайно  большой ущерб. По имеющимся данным, около 10% ежегодной добычи металла  расходуется на покрытие безвозвратных  потерь вследствие коррозии и последующего распыления. Основной ущерб от коррозии металла связан не только с потерей  больших количеств металла, но и  с порчей или выходом из строя  самих металлических конструкций, т.к. вследствие коррозии они теряют необходимую прочность, пластичность, герметичность, тепло- и электропроводность, отражательную способность и  другие необходимые качества. К потерям, которые терпит народное хозяйство  от коррозии, должны быть отнесены также  громадные затраты на всякого  рода защитные антикоррозионные мероприятия, ущерб от ухудшения качества выпускаемой продукции, выход  из строя оборудования, аварий в производстве и так далее.

Защита  от коррозии является одной из важнейших  проблем, имеющей большое значение для народного хозяйства.

Коррозия  является физико-химическим процессом, защита же от коррозии металлов – проблема химии в чистом виде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Краткая химическая энциклопедия под редакцией И.А. Кнуянц и др. – М.: Советская энциклопедия, 1961-1967, Т.2.
2. Советский энциклопедический словарь. –  М.: Советская энциклопедия, 1983.
3. Андреев И.Н. Коррозия металлов и их защита. – Казань: Татарское книжное издательство, 1979.
4. Войтович В.А., Мокеева Л.Н. Биологическая коррозия. – М.: Знание, 1980,      № 10.
5. Лукьянов П.М. Краткая история химической промышленности. – М.: Издательство АН СССР, 1959.
6. Теддер Дж., Нехватал А., Джубб А. Промышленная органическая химия. – М.: Мир, 1977.
7. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. – Л.: Химия, 1989.
8. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Высшая школа, 1980.
9. Причины повреждения трубопроводов в системе ППД
10. Коррозия металлов – самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой.
11. Коррозионный процесс – гетерогенный (неоднородный), протекает на границе раздела металл – агрессивная среда, имеет сложный механизм. При этом процессе атомы металла окисляются, т.е. теряют валентные электроны, атомы переходят через границу раздела во внешнюю среду, взаимодействуют с её компонентами и образуют продукты коррозии. В большинстве случаев коррозия металлов происходит неравномерно по поверхности, имеются участки, на которых возникают локальные поражения. При коррозии металла происходит не только потеря его массы, но и снижение механической прочности, пластичности и других свойств.
12. Можно выделить два вида коррозии трубопроводов: внешняя и внутренняя.
13. Основной причиной локального разрушения внешней поверхности трубопроводов является процесс электрохимической коррозии в грунтовом электролите. Степень коррозионного воздействия этого электролита на металл зависит от его состава: минерализация, pH, содержание сероводорода, СО2 или кислорода, жизнедеятельности бактерий и температуры.
14. Внешняя коррозия (подземная) – коррозия трубопроводов, вызываемая в основном действием раствором солей содержащихся в почвах и грунтах.
15. Коррозионная агрессивность почвы и грунтов обусловлена структурой и влажностью почвы, содержанием кислорода и др. химических соединений, электропроводностью, наличием микроорганизмов (аэробных и анаэробных бактерий), приводящих к локализации коррозионных поражений.
16. Внутренняя же коррозия обусловлена контактом трубопровода с жидкостью, протекающей в нем.
17. Пластовые воды содержат хлориды натрия, магния и кальция, а в некоторых случаях сульфиды, бромиды, йодиды и бораты. Наряду с 02 и СО2 в воде могут быть растворены элементарная сера, Н2S, меркаптаны и другие сероорганические соединения.
18. Элементарная сера по отношению к черным металлам практически неагрессивна при температуре ниже 120° и содержании до 3%. Меркаптаны же образуют Н2S лишь при нагревании.
19. Из всех сернистых соединений по отношению к сталям наиболее агрессивен сероводород. Агрессивность остальных сернистых соединений обусловлена, главным образом, их способностью образовать Н2 в результате распада.
20. На процесс сероводородной коррозии железа и стали в водных электролитах стимулирующее действие оказывают не только Н2, но и продукты коррозии - сульфиды железа (FeS). Сульфид железа по отношению к железу и стали является эффективным катодом.
21. Другим источником сероводорода в пластовых водах может быть функционирование микрофлоры (сульфатвосстанавливающие бактерии).
22. Агрессивность пластовых вод увеличивается при наличии СО2. Это связано с понижением рН пластовой воды при растворении в ней углекислого газа.
23. Особо значительные разрушения возникают при содержании в пластовых водах обоих агрессивных газов Н2S и СО2.
24. Растворенные Н2S и СО2 как факторы коррозии доминируют над концентрацией хлоридов в пластовых водах. В связи с этим отмечается повышение агрессивности рабочих сред в результате разбавления высокоминерализованных пластовых вод: сказывается повышение растворимости Н2S и СО2 с уменьшением концентрации солей.
25. Присутствие в пластовых водах кислорода (растворимость которого уменьшается с ростом минерализации вод) облегчает деполяризацию коррозионного процесса.
26. В отсутствии Н2S и СО2 после обескислороживания пластовая вода практически перестает быть агрессивной.
27. В присутствии Н2S кислород расходуется на его окисление с образованием взвешенной нейтральной серы.
28. В присутствии С02 (без Н2S) кислород аддитивно усиливает коррозионную агрессивность рабочих сред трубопроводов.
29. 2.2 Факторы, влияющие на скорость коррозии
30. К внешним факторам электрохимической коррозии относят температуру, скорость движения агрессивной среды, давление, поляризацию внешним током и др. Температура существенно влияет на скорость электрохимической коррозии металлов. Как правило, с повышением температуры она растёт. В открытых аэрируемых системах скорость коррозии железа с ростом температуры в пределах от 20 до 80 С возрастает и далее уменьшается вследствие резкого снижения концентрации кислорода. В закрытой системе, когда кислород не может выделяться с повышением температуры. В минерализованных средах скорость коррозии растёт с увеличением скорости движения среды вследствие усиления подачи кислорода металлической поверхности. В пресной воде при скорости движения среды до 0,4 м/с скорость коррозии стали заметно возрастает вследствие облегчения диффузии кислорода к металлической поверхности. С ростом скорости движения насыщенной кислородом среды до 0,8 – 0,9 м/с скорость коррозии снижается в результате образовании пассивной плёнки на металле при достаточно обильном поступлении кислорода. При дальнейшем увеличении скорости движения среды происходит разрушение защитной плёнки и самого металла в результате коррозионно-эрозионных процессов. Скорость коррозии при этом возрастает.
31. Давление в значительной степени ускоряет электрохимическую коррозию металлов из-за повышения растворимости деполяризаторов коррозионного процесса и появления механических напряжений в металле.
32. Поляризация коррозирующего металла внешним постоянным током влияет на коррозионное разрушение металлов следующим образом: при анодной поляризации металла (подключение его к положительному полюсу внешнего источника тока) скорость коррозии увеличивается, при катодной поляризации в большинстве случаев наблюдается защитный эффект, т.е. скорость коррозии металла уменьшается. Скорость коррозии зависит от рН среды, возрастая по мере подкисления среды, если не происходит пассивирования металла. В нейтральных средах скорость коррозии железа слабо зависит от изменения величины рН. При возрастании рН скорость коррозии железа и стали уменьшается. Наличие в среде микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности оказывает существенное влияние на характер коррозионных разрушений металлов. При микробиологической коррозии коррозионные поражения носят локальный характер, скорость коррозии достигает значительных величин. Внутренняя электрохимическая коррозия металлов связана природой металла, его составом структурой, состоянием, поверхности, напряжениями в металле и др., а также с термодинамической устойчивостью металла и его местом в периодической системе элементов. Термодинамическая устойчивость выше у металлов с более положительным равновесным потенциалом.
33. Скорость и характер коррозии металлов в электролитах зависят от структуры, состояния исходной поверхности металла, различных видов воздействия механического фактора.
34. Тщательно отполированная поверхность металла придаёт ему коррозионную устойчивость в агрессивных средах, так как облегчается образование более совершённых и однородных защитных плёнок, в том числе и пассивных.
35. На процесс коррозии металлов оказывают влияние кристаллическая структура металлов и наличие различных структурных дефектов. Установлено, что скорость коррозии увеличивается при низкой плотности упаковки атомов в кристаллографической плоскости, неупорядоченности атомов в кристаллической решётки, дефектах её структуры Структурная гетерогенность сплава во многом предопределяет развитие электрохимической коррозии. В отличие от однородных сплавов гетерогенные структуры менее стойки к коррозии. Скорость коррозии уменьшается, если анодная фаза гетерогенной структуры способна пассивироваться. После растворения анодной фазы в поверхностном слое сплав приобретает практически однофазную структуру. Если заметно коррозирует и катодный компонент сплава, то возможно вторичное (контактное, т.е. без тока внешней поляризации) выделение более благородного элемента на поверхности сплава в виде не сплошного пористого покрытия. Коррозия при этом усиливается. Величина зерна в некоторой степени влияет на скорость коррозии. При утолщении и загрязнении границ его примесями увеличивается микро-электрохимическая гетерогенность и может начаться процесс межкристаллитной коррозии.
36. Значительное число металлических изделий эксплуатируется в условиях одновременного воздействия коррозионной среды и механических напряжений. Опасность коррозионно-механических воздействий заключается в том, что при незначительной скорости общей коррозии происходит полное разрушение металлического изделия. Под влиянием коррозионной среды и деформации металла возможны образования коррозионно-механических трещин, понижения предела коррозионной усталости, разрушение металла вследствие механического воздействия агрессивной среды, коррозионная кавитация и другие процессы.
37. Изучение зависимости скорости коррозии от минерализации среды позволяет охарактеризовать агрессивность большей части нейтральных водных сред.
38. Зависимость скорости коррозии железа и углеродистых сталей от концентрации солей в нейтральных растворах имеет вид кривой с максимум вследствие уменьшения растворимости деполяризатора - кислорода при увеличении концентрации активирующих анионов.
39. Установлено, что максимальная скорость коррозии наблюдается в 3-4%-ных растворах хлоридов. Скорость электрохимической коррозии металлов в растворах солей зависит от природы растворенных ионов и их концентрации в растворе.
40. Однако скорость коррозии отдельных металлов в значительной степени зависит от характера анионов и катионов среды, от степени растворимости продуктов коррозии, экранирующих свойств защитной пленки продуктов коррозии и осадков солей и её адгезии с поверхностью металла.
41. С ростом минерализации воды скорость коррозии металла закономерно растет, проходит через максимум и затем снижается.
42. Наличие хлор- и сульфат-ионов в среде повышает агрессивность вод по отношению к большинству конструкционных металлов.
43. Агрессивные ионы, в частности ионы хлора, оказывают, значительное влияние на скорость коррозии при движении среды. Влияние концентрации хлор - ионов становится особенно заметным (увеличение скорости коррозии стали в несколько десятков раз) при увеличении скорости движения среды от 1,2 до 200 м/с.
44. При повышении до 8 рН среды практика показывает, что скорость, коррозии стали в интенсивно перемешиваемых сточных водах заметно снижается.
45. В сточные воды возможно попадание довольно значительного количества взвешенных частиц, что связано с нарушением технологии подготовки нефти и воды, ремонтно-восстановительными работами и т.п. Влияние взвешенных частиц на процесс коррозии объясняется тем, что при движении жидкости повреждаются защитные пленки и осадки на стенках трубопроводов, а также на поверхности металла часто образуются рыхлые осадки, не имеющие защитного эффекта, не препятствующие доступу деполяризаторов к поверхности и переходу ионов металла в агрессивную среду. При воздействии аэрированной и анаэробной среды на поверхности металла под осадками продуктов корроизии и механических примесей возможно образование и функционирование эффективно действующих пар дифференциальной аэрации, что также стимулирует локальную коррозию черных металлов в этих условиях. При этом добавить унос с КВЧ ингибиторов коррозии.
46. 2.3 Методы борьбы с коррозией трубопроводов в системе ППД применяемые в НГДУ «Лениногорскнефть»
47. Применяющиеся в НГДУ «Лениногорскнефть» в настоящее время методы противокоррозионной защиты водоводов могут быть сгруппированы следующим образом:
48. - технологические мероприятия, способствующие снижению коррозии действующего оборудования, направленные на сохранение первоначально низких коррозионных свойств сред.
49. Как показывает практика, технологические меры защиты нефтепромыслового оборудования и коммуникаций наиболее эффективны. Основными задачами таких методов защиты являются:
50. - предотвращение попадания в сточные воды промыслов кислорода из атмосферы и других источников;
51. - снижение коррозионной агрессивности среды с удалением из неё компонентов, вызывающих коррозию;
52. - создание противокоррозионных условий для надежной эксплуатации действующего оборудования (изменение конструкций, снижение механических нагрузок).
53. - специальные методы, применяемые совместно с другими технологическими мероприятиями: ингибиторы коррозии, бактерициды, защитные покрытия, неметаллические материалы, коррозионностойкие сплавы, а также электрохимическая защита(протекторная защита)
54. 2.3.1 Применение труб с защитными покрытиями
55. Защита покрытиями – один из наиболее распространенных и эффективных методов качества и долговечности металлических конструкций в агрессивных условиях.
56. Покрытия могут существенно увеличить сопротивление поверхности металла и сплав износу, окислено при высоких температурах и т.д. Иногда можно весьма успешно заменить дорогие дефицитные сплавы более простыми и дешевыми с защитными покрытиями.
57. И сегодня покрытия остаются наиболее широко используемым методом противокоррозионной защиты, на их долю приходится свыше 80 % противокоррозионных мероприятий.
58. Основная роль покрытия как средства защиты от коррозии сводится к изоляции поверхности металла от внешней среды, т.е. созданию физического барьера для работы микропар.
59. При высокой коррозионной активности и для ответственных сооружений используют комбинированные методы, т.е. методы сочетающие в себе несколько способов защиты. Результативный эффект комбинированной защиты обычно выше суммарного эффекта соответствующих индивидуальных методов.
60. Защитные покрытия классифицируют на металлические и неметаллические.
61. К металлическим относят покрытия из чистых металлов и их сплавов (цинк, алюминий, хром, никель, кадмий, титан, легированные стали и т. д.).
62. Неметаллические покрытия в свою очередь подразделяют на неорганические и органические. Неорганические покрытия в свою очередь подразделяют на неорганические и органические.
63. Неорганические неметаллические покрытия - силикатные, цементные, оксидные, фосфатные, хроматные; органические - покрытия на основе высокомолекулярных соединений (синтетические смолы, термопластичные полимеры, эластомеры), битумов, незастывающих смазок. Металлические покрытия
64. Значительную часть изделий из низкоуглеродистых сталей покрывают цинком. Цинк аноден по отношению к железу, и когда влага проникает до основного металла, цинк разрушается, обеспечивая защитное действие. Цинковые покрытия широко употребляются для защиты стали в водных средах. Сталь с этим покрытием надёжно применяют в средах при рН=6-12.
65. Алюминиевые покрытия обладают высокими противокоррозионными свойствами и окалиностойкостью. Так же, как и цинк, алюминий является анодом по отношению к стали и, следовательно, электрохимически защищает стальную поверхность. Алюминий стоек в концентрированной азотной и серной кислотах, в воде и водных растворах солей, во влажных газах (сероводороде и сернистом газе) при рН=4 - 9.
66. Хромовые, никелевые, кадмиевые, боридные покрытия. Эти металлы также коррозионностойкие в газообразных и жидких агрессивных средах и применяют их в нефтедобывающей промышленности в основном для защиты ответственных деталей оборудования (клапаны, штоки, муфты и т. д.).
67. Недостаток всех металлических покрытий - их пористость.
68. Неметаллические неорганические покрытия
69. Стеклоэмалевые покрытия получили наибольшее распространение и представляют собой сплавы различных силикатов. Они устойчивы практически во всех коррозионно-активных средах и особенно при высоких температурах. Ситаллы и шлакоситаллы - новые материалы тина стёкол, но с мелкокристаллической структурой(закристаллизованные стёкла).
70. Ситаллы обладают высокой прочностью, твердостью, химической и термической устойчивостью, малым тепловым расширением и др.
71. Покрытия на основе вяжущих материалов. Это главным образом цементные толстослойные облицовочные покрытия. Ценное свойство цементных покрытий они не обрастают карбонатными отложениями, которые на металлических трубах иногда приводят к значительному снижению пропускной способности.
72. Химические покрытия- оксидные, фосфатные, хроматные. Эти покрытия предназначены главным образом для защиты от атмосферной коррозии.
73. Органические (полимерные) покрытия
74. Полимеризационные пластмассы, (полиизобутилен, поливинилхлорид, асбовинил) стойки в минеральных кислотах, минеральных солях, щелочах; имеют хорошие физико-механические и диэлектрические свойства. Изготавливают: листы, пластины, трубы, арматуру. Используют в качестве покрытий (отвердение на воздухе 10-30 сут., при нагреве 2-15 сут.).
75. Полимеризационные пластмассы, (пентапласт, поликарбонат, полиарилат, фенилон). Химически стойки к большинству органических растворителей, щелочам и кислотам. Пленки практически непроницаемы для кислорода и азота. Имеют хорошие механические и диэлектрические свойства. Теплостойкость 120 0С. Обладают хорошими технологическими свойствами: свариваются, экструдируются, льются. Изготавливают листы, трубы, порошки, футерованные трубы и изделия.
76. Эпоксидные смолы – наиболее распространенные в антикоррозионной технике. Химически стойкие термоактивные смолы с очень хорошими диэлектрическими свойствами. При отвердении эпоксидные смолы приобретают сетчатую трехмерную структуру и переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.
77. Переход эпоксидных смол в отверждаемое состояние и неплавкое состояние в отличие от других смол не сопровождается выделением летучих продуктов. Поэтому исключается возможность образования пор и вздутий, усадка не превышает 0,5% при 100 0С.
78. Жизнеспособность эпоксидных смол с отвердителями не превышает обычно 5 ч, без отвердителей сохраняется более 3-х лет.
79. Для улучшения свойств эпоксидных смол (диэлектрических, термостойкости, эластичности) их модифицируют пластификаторами, совмещают с другими смолами, каучуками и т.д.
80. Лакокрасочные материалы
81. В зависимости от условий эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на атмосферостойкие, водостойкие, бензостойкие, маслостойкие, химически стойкие и т. д.
82. Защитные лакокрасочные покрытия - это многослойные системы, состоящие из грунта и верхних кроющих слоев.
83. Верхние кроющие слон, наносимые по грунту, играют роль диффузионного барьера, тормозящего доступ внешне среды к поверхности металла. Они должны быть малопроницаемы для влаги, паров, газов, ионов электролита, не должны набухать и разрушаться при эксплуатации в данной среде. Грунт должен обеспечивать хорошую адгезию между поверхностью подложки и защитными покрытиями.
84. Свойства грунтов зависят от характера вводимых в них пигментов и типа применяемых связующих. Грунты подразделяют на пассивирующие, протекторные и инертные в зависимости от противокоррозионных свойств входящих в них пигментов.
85. Доступность лакокрасочных материалов в широком ассортименте, возможность механизации и автоматизации процессов нанесения и сушки покрытий способствуют широкому применению лакокрасочных материалов везде, где требуется эффективная защита металла от коррозии.
86. 2.3.2 Приме
87. Лакокрасочные материалы
88. В зависимости от условий эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на атмосферостойкие, водостойкие, бензостойкие, маслостойкие, химически стойкие и т. д.
89. Защитные лакокрасочные покрытия - это многослойные системы, состоящие из грунта и верхних кроющих слоев.

    

 

 

 

 

1. Коррозия металлов – самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой.
2. Коррозионный процесс – гетерогенный (неоднородный), протекает на границе раздела металл – агрессивная среда, имеет сложный механизм. При этом процессе атомы металла окисляются, т.е. теряют валентные электроны, атомы переходят через границу раздела во внешнюю среду, взаимодействуют с её компонентами и образуют продукты коррозии. В большинстве случаев коррозия металлов происходит неравномерно по поверхности, имеются участки, на которых возникают локальные поражения. При коррозии металла происходит не только потеря его массы, но и снижение механической прочности, пластичности и других свойств.
3. Можно выделить два вида коррозии трубопроводов: внешняя и внутренняя.
4. Основной причиной локального разрушения внешней поверхности трубопроводов является процесс электрохимической коррозии в грунтовом электролите. Степень коррозионного воздействия этого электролита на металл зависит от его состава: минерализация, pH, содержание сероводорода, СО2 или кислорода, жизнедеятельности бактерий и температуры.
5. Внешняя коррозия (подземная) – коррозия трубопроводов, вызываемая в основном действием раствором солей содержащихся в почвах и грунтах.
6. Коррозионная агрессивность почвы и грунтов обусловлена структурой и влажностью почвы, содержанием кислорода и др. химических соединений, электропроводностью, наличием микроорганизмов (аэробных и анаэробных бактерий), приводящих к локализации коррозионных поражений.
7. Внутренняя же коррозия обусловлена контактом трубопровода с жидкостью, протекающей в нем.
8. Пластовые воды содержат хлориды натрия, магния и кальция, а в некоторых случаях сульфиды, бромиды, йодиды и бораты. Наряду с 02 и СО2 в воде могут быть растворены элементарная сера, Н2S, меркаптаны и другие сероорганические соединения.
9. Элементарная сера по отношению к черным металлам практически неагрессивна при температуре ниже 120° и содержании до 3%. Меркаптаны же образуют Н2S лишь при нагревании.
10. Из всех сернистых соединений по отношению к сталям наиболее агрессивен сероводород. Агрессивность остальных сернистых соединений обусловлена, главным образом, их способностью образовать Н2 в результате распада.
11. На процесс сероводородной коррозии железа и стали в водных электролитах стимулирующее действие оказывают не только Н2, но и продукты коррозии - сульфиды железа (FeS). Сульфид железа по отношению к железу и стали является эффективным катодом.
12. Другим источником сероводорода в пластовых водах может быть функционирование микрофлоры (сульфатвосстанавливающие бактерии).
13. Агрессивность пластовых вод увеличивается при наличии СО2. Это связано с понижением рН пластовой воды при растворении в ней углекислого газа.
14. Особо значительные разрушения возникают при содержании в пластовых водах обоих агрессивных газов Н2S и СО2.
15. Растворенные Н2S и СО2 как факторы коррозии доминируют над концентрацией хлоридов в пластовых водах. В связи с этим отмечается повышение агрессивности рабочих сред в результате разбавления высокоминерализованных пластовых вод: сказывается повышение растворимости Н2S и СО2 с уменьшением концентрации солей.
16. Присутствие в пластовых водах кислорода (растворимость которого уменьшается с ростом минерализации вод) облегчает деполяризацию коррозионного процесса.
17. В отсутствии Н2S и СО2 после обескислороживания пластовая вода практически перестает быть агрессивной.
18. В присутствии Н2S кислород расходуется на его окисление с образованием взвешенной нейтральной серы.
19. В присутствии С02 (без Н2S) кислород аддитивно усиливает коррозионную агрессивность рабочих сред трубопроводов.
20. 2.2 Факторы, влияющие на скорость коррозии
21. К внешним факторам электрохимической коррозии относят температуру, скорость движения агрессивной среды, давление, поляризацию внешним током и др. Температура существенно влияет на скорость электрохимической коррозии металлов. Как правило, с повышением температуры она растёт. В открытых аэрируемых системах скорость коррозии железа с ростом температуры в пределах от 20 до 80 С возрастает и далее уменьшается вследствие резкого снижения концентрации кислорода. В закрытой системе, когда кислород не может выделяться с повышением температуры. В минерализованных средах скорость коррозии растёт с увеличением скорости движения среды вследствие усиления подачи кислорода металлической поверхности. В пресной воде при скорости движения среды до 0,4 м/с скорость коррозии стали заметно возрастает вследствие облегчения диффузии кислорода к металлической поверхности. С ростом скорости движения насыщенной кислородом среды до 0,8 – 0,9 м/с скорость коррозии снижается в результате образовании пассивной плёнки на металле при достаточно обильном поступлении кислорода. При дальнейшем увеличении скорости движения среды происходит разрушение защитной плёнки и самого металла в результате коррозионно-эрозионных процессов. Скорость коррозии при этом возрастает.
22. Давление в значительной степени ускоряет электрохимическую коррозию металлов из-за повышения растворимости деполяризаторов коррозионного процесса и появления механических напряжений в металле.
23. Поляризация коррозирующего металла внешним постоянным током влияет на коррозионное разрушение металлов следующим образом: при анодной поляризации металла (подключение его к положительному полюсу внешнего источника тока) скорость коррозии увеличивается, при катодной поляризации в большинстве случаев наблюдается защитный эффект, т.е. скорость коррозии металла уменьшается. Скорость коррозии зависит от рН среды, возрастая по мере подкисления среды, если не происходит пассивирования металла. В нейтральных средах скорость коррозии железа слабо зависит от изменения величины рН. При возрастании рН скорость коррозии железа и стали уменьшается. Наличие в среде микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности оказывает существенное влияние на характер коррозионных разрушений металлов. При микробиологической коррозии коррозионные поражения носят локальный характер, скорость коррозии достигает значительных величин. Внутренняя электрохимическая коррозия металлов связана природой металла, его составом структурой, состоянием, поверхности, напряжениями в металле и др., а также с термодинамической устойчивостью металла и его местом в периодической системе элементов. Термодинамическая устойчивость выше у металлов с более положительным равновесным потенциалом.
24. Скорость и характер коррозии металлов в электролитах зависят от структуры, состояния исходной поверхности металла, различных видов воздействия механического фактора.
25. Тщательно отполированная поверхность металла придаёт ему коррозионную устойчивость в агрессивных средах, так как облегчается образование более совершённых и однородных защитных плёнок, в том числе и пассивных.
26. На процесс коррозии металлов оказывают влияние кристаллическая структура металлов и наличие различных структурных дефектов. Установлено, что скорость коррозии увеличивается при низкой плотности упаковки атомов в кристаллографической плоскости, неупорядоченности атомов в кристаллической решётки, дефектах её структуры Структурная гетерогенность сплава во многом предопределяет развитие электрохимической коррозии. В отличие от однородных сплавов гетерогенные структуры менее стойки к коррозии. Скорость коррозии уменьшается, если анодная фаза гетерогенной структуры способна пассивироваться. После растворения анодной фазы в поверхностном слое сплав приобретает практически однофазную структуру. Если заметно коррозирует и катодный компонент сплава, то возможно вторичное (контактное, т.е. без тока внешней поляризации) выделение более благородного элемента на поверхности сплава в виде не сплошного пористого покрытия. Коррозия при этом усиливается. Величина зерна в некоторой степени влияет на скорость коррозии. При утолщении и загрязнении границ его примесями увеличивается микро-электрохимическая гетерогенность и может начаться процесс межкристаллитной коррозии.
27. Значительное число металлических изделий эксплуатируется в условиях одновременного воздействия коррозионной среды и механических напряжений. Опасность коррозионно-механических воздействий заключается в том, что при незначительной скорости общей коррозии происходит полное разрушение металлического изделия. Под влиянием коррозионной среды и деформации металла возможны образования коррозионно-механических трещин, понижения предела коррозионной усталости, разрушение металла вследствие механического воздействия агрессивной среды, коррозионная кавитация и другие процессы.
28. Изучение зависимости скорости коррозии от минерализации среды позволяет охарактеризовать агрессивность большей части нейтральных водных сред.
29. Зависимость скорости коррозии железа и углеродистых сталей от концентрации солей в нейтральных растворах имеет вид кривой с максимум вследствие уменьшения растворимости деполяризатора - кислорода при увеличении концентрации активирующих анионов.
30. Установлено, что максимальная скорость коррозии наблюдается в 3-4%-ных растворах хлоридов. Скорость электрохимической коррозии металлов в растворах солей зависит от природы растворенных ионов и их концентрации в растворе.
31. Однако скорость коррозии отдельных металлов в значительной степени зависит от характера анионов и катионов среды, от степени растворимости продуктов коррозии, экранирующих свойств защитной пленки продуктов коррозии и осадков солей и её адгезии с поверхностью металла.
32. С ростом минерализации воды скорость коррозии металла закономерно растет, проходит через максимум и затем снижается.
33. Наличие хлор- и сульфат-ионов в среде повышает агрессивность вод по отношению к большинству конструкционных металлов.
34. Агрессивные ионы, в частности ионы хлора, оказывают, значительное влияние на скорость коррозии при движении среды. Влияние концентрации хлор - ионов становится особенно заметным (увеличение скорости коррозии стали в несколько десятков раз) при увеличении скорости движения среды от 1,2 до 200 м/с.
35. При повышении до 8 рН среды практика показывает, что скорость, коррозии стали в интенсивно перемешиваемых сточных водах заметно снижается.
36. В сточные воды возможно попадание довольно значительного количества взвешенных частиц, что связано с нарушением технологии подготовки нефти и воды, ремонтно-восстановительными работами и т.п. Влияние взвешенных частиц на процесс коррозии объясняется тем, что при движении жидкости повреждаются защитные пленки и осадки на стенках трубопроводов, а также на поверхности металла часто образуются рыхлые осадки, не имеющие защитного эффекта, не препятствующие доступу деполяризаторов к поверхности и переходу ионов металла в агрессивную среду. При воздействии аэрированной и анаэробной среды на поверхности металла под осадками продуктов корроизии и механических примесей возможно образование и функционирование эффективно действующих пар дифференциальной аэрации, что также стимулирует локальную коррозию черных металлов в этих условиях. При этом добавить унос с КВЧ ингибиторов коррозии.
37. 2.3 Методы борьбы с коррозией трубопроводов в системе ППД применяемые в НГДУ «Лениногорскнефть»
38. Применяющиеся в НГДУ «Лениногорскнефть» в настоящее время методы противокоррозионной защиты водоводов могут быть сгруппированы следующим образом:
39. - технологические мероприятия, способствующие снижению коррозии действующего оборудования, направленные на сохранение первоначально низких коррозионных свойств сред.
40. Как показывает практика, технологические меры защиты нефтепромыслового оборудования и коммуникаций наиболее эффективны. Основными задачами таких методов защиты являются:
41. - предотвращение попадания в сточные воды промыслов кислорода из атмосферы и других источников;
42. - снижение коррозионной агрессивности среды с удалением из неё компонентов, вызывающих коррозию;
43. - создание противокоррозионных условий для надежной эксплуатации действующего оборудования (изменение конструкций, снижение механических нагрузок).
44. - специальные методы, применяемые совместно с другими технологическими мероприятиями: ингибиторы коррозии, бактерициды, защитные покрытия, неметаллические материалы, коррозионностойкие сплавы, а также электрохимическая защита(протекторная защита)
45. 2.3.1 Применение труб с защитными покрытиями
46. Защита покрытиями – один из наиболее распространенных и эффективных методов качества и долговечности металлических конструкций в агрессивных условиях.
47. Покрытия могут существенно увеличить сопротивление поверхности металла и сплав износу, окислено при высоких температурах и т.д. Иногда можно весьма успешно заменить дорогие дефицитные сплавы более простыми и дешевыми с защитными покрытиями.
48. И сегодня покрытия остаются наиболее широко используемым методом противокоррозионной защиты, на их долю приходится свыше 80 % противокоррозионных мероприятий.
49. Основная роль покрытия как средства защиты от коррозии сводится к изоляции поверхности металла от внешней среды, т.е. созданию физического барьера для работы микропар.
50. При высокой коррозионной активности и для ответственных сооружений используют комбинированные методы, т.е. методы сочетающие в себе несколько способов защиты. Результативный эффект комбинированной защиты обычно выше суммарного эффекта соответствующих индивидуальных методов.
51. Защитные покрытия классифицируют на металлические и неметаллические.
52. К металлическим относят покрытия из чистых металлов и их сплавов (цинк, алюминий, хром, никель, кадмий, титан, легированные стали и т. д.).
53. Неметаллические покрытия в свою очередь подразделяют на неорганические и органические. Неорганические покрытия в свою очередь подразделяют на неорганические и органические.
54. Неорганические неметаллические покрытия - силикатные, цементные, оксидные, фосфатные, хроматные; органические - покрытия на основе высокомолекулярных соединений (синтетические смолы, термопластичные полимеры, эластомеры), битумов, незастывающих смазок. Металлические покрытия
55. Значительную часть изделий из низкоуглеродистых сталей покрывают цинком. Цинк аноден по отношению к железу, и когда влага проникает до основного металла, цинк разрушается, обеспечивая защитное действие. Цинковые покрытия широко употребляются для защиты стали в водных средах. Сталь с этим покрытием надёжно применяют в средах при рН=6-12.
56. Алюминиевые покрытия обладают высокими противокоррозионными свойствами и окалиностойкостью. Так же, как и цинк, алюминий является анодом по отношению к стали и, следовательно, электрохимически защищает стальную поверхность. Алюминий стоек в концентрированной азотной и серной кислотах, в воде и водных растворах солей, во влажных газах (сероводороде и сернистом газе) при рН=4 - 9.
57. Хромовые, никелевые, кадмиевые, боридные покрытия. Эти металлы также коррозионностойкие в газообразных и жидких агрессивных средах и применяют их в нефтедобывающей промышленности в основном для защиты ответственных деталей оборудования (клапаны, штоки, муфты и т. д.).
58. Недостаток всех металлических покрытий - их пористость.
59. Неметаллические неорганические покрытия
60. Стеклоэмалевые покрытия получили наибольшее распространение и представляют собой сплавы различных силикатов. Они устойчивы практически во всех коррозионно-активных средах и особенно при высоких температурах. Ситаллы и шлакоситаллы - новые материалы тина стёкол, но с мелкокристаллической структурой(закристаллизованные стёкла).
61. Ситаллы обладают высокой прочностью, твердостью, химической и термической устойчивостью, малым тепловым расширением и др.
62. Покрытия на основе вяжущих материалов. Это главным образом цементные толстослойные облицовочные покрытия. Ценное свойство цементных покрытий они не обрастают карбонатными отложениями, которые на металлических трубах иногда приводят к значительному снижению пропускной способности.
63. Химические покрытия- оксидные, фосфатные, хроматные. Эти покрытия предназначены главным образом для защиты от атмосферной коррозии.
64. Органические (полимерные) покрытия
65. Полимеризационные пластмассы, (полиизобутилен, поливинилхлорид, асбовинил) стойки в минеральных кислотах, минеральных солях, щелочах; имеют хорошие физико-механические и диэлектрические свойства. Изготавливают: листы, пластины, трубы, арматуру. Используют в качестве покрытий (отвердение на воздухе 10-30 сут., при нагреве 2-15 сут.).
66. Полимеризационные пластмассы, (пентапласт, поликарбонат, полиарилат, фенилон). Химически стойки к большинству органических растворителей, щелочам и кислотам. Пленки практически непроницаемы для кислорода и азота. Имеют хорошие механические и диэлектрические свойства. Теплостойкость 120 0С. Обладают хорошими технологическими свойствами: свариваются, экструдируются, льются. Изготавливают листы, трубы, порошки, футерованные трубы и изделия.
67. Эпоксидные смолы – наиболее распространенные в антикоррозионной технике. Химически стойкие термоактивные смолы с очень хорошими диэлектрическими свойствами. При отвердении эпоксидные смолы приобретают сетчатую трехмерную структуру и переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.
68. Переход эпоксидных смол в отверждаемое состояние и неплавкое состояние в отличие от других смол не сопровождается выделением летучих продуктов. Поэтому исключается возможность образования пор и вздутий, усадка не превышает 0,5% при 100 0С.
69. Жизнеспособность эпоксидных смол с отвердителями не превышает обычно 5 ч, без отвердителей сохраняется более 3-х лет.
70. Для улучшения свойств эпоксидных смол (диэлектрических, термостойкости, эластичности) их модифицируют пластификаторами, совмещают с другими смолами, каучуками и т.д.
71. Лакокрасочные материалы
72. В зависимости от условий эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на атмосферостойкие, водостойкие, бензостойкие, маслостойкие, химически стойкие и т. д.
73. Защитные лакокрасочные покрытия - это многослойные системы, состоящие из грунта и верхних кроющих слоев.
74. Верхние кроющие слон, наносимые по грунту, играют роль диффузионного барьера, тормозящего доступ внешне среды к поверхности металла. Они должны быть малопроницаемы для влаги, паров, газов, ионов электролита, не должны набухать и разрушаться при эксплуатации в данной среде. Грунт должен обеспечивать хорошую адгезию между поверхностью подложки и защитными покрытиями.
75. Свойства грунтов зависят от характера вводимых в них пигментов и типа применяемых связующих. Грунты подразделяют на пассивирующие, протекторные и инертные в зависимости от противокоррозионных свойств входящих в них пигментов.
76. Доступность лакокрасочных материалов в широком ассортименте, возможность механизации и автоматизации процессов нанесения и сушки покрытий способствуют широкому применению лакокрасочных материалов везде, где требуется эффективная защита металла от коррозии.
77. 2.3.2 Приме
78. Лакокрасочные материалы
79. В зависимости от условий эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на атмосферостойкие, водостойкие, бензостойкие, маслостойкие, химически стойкие и т. д.
80. Защитные лакокрасочные покрытия - это многослойные системы, состоящие из грунта и верхних кроющих слоев.

 

 

90. Коррозия металлов – самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой.
91. Коррозионный процесс – гетерогенный (неоднородный), протекает на границе раздела металл – агрессивная среда, имеет сложный механизм. При этом процессе атомы металла окисляются, т.е. теряют валентные электроны, атомы переходят через границу раздела во внешнюю среду, взаимодействуют с её компонентами и образуют продукты коррозии. В большинстве случаев коррозия металлов происходит неравномерно по поверхности, имеются участки, на которых возникают локальные поражения. При коррозии металла происходит не только потеря его массы, но и снижение механической прочности, пластичности и других свойств.
92. Можно выделить два вида коррозии трубопроводов: внешняя и внутренняя.
93. Основной причиной локального разрушения внешней поверхности трубопроводов является процесс электрохимической коррозии в грунтовом электролите. Степень коррозионного воздействия этого электролита на металл зависит от его состава: минерализация, pH, содержание сероводорода, СО2 или кислорода, жизнедеятельности бактерий и температуры.
94. Внешняя коррозия (подземная) – коррозия трубопроводов, вызываемая в основном действием раствором солей содержащихся в почвах и грунтах.
95. Коррозионная агрессивность почвы и грунтов обусловлена структурой и влажностью почвы, содержанием кислорода и др. химических соединений, электропроводностью, наличием микроорганизмов (аэробных и анаэробных бактерий), приводящих к локализации коррозионных поражений.
96. Внутренняя же коррозия обусловлена контактом трубопровода с жидкостью, протекающей в нем.
97. Пластовые воды содержат хлориды натрия, магния и кальция, а в некоторых случаях сульфиды, бромиды, йодиды и бораты. Наряду с 02 и СО2 в воде могут быть растворены элементарная сера, Н2S, меркаптаны и другие сероорганические соединения.
98. Элементарная сера по отношению к черным металлам практически неагрессивна при температуре ниже 120° и содержании до 3%. Меркаптаны же образуют Н2S лишь при нагревании.
99. Из всех сернистых соединений по отношению к сталям наиболее агрессивен сероводород. Агрессивность остальных сернистых соединений обусловлена, главным образом, их способностью образовать Н2 в результате распада.
100. На процесс сероводородной коррозии железа и стали в водных электролитах стимулирующее действие оказывают не только Н2, но и продукты коррозии - сульфиды железа (FeS). Сульфид железа по отношению к железу и стали является эффективным катодом.
101. Другим источником сероводорода в пластовых водах может быть функционирование микрофлоры (сульфатвосстанавливающие бактерии).
102. Агрессивность пластовых вод увеличивается при наличии СО2. Это связано с понижением рН пластовой воды при растворении в ней углекислого газа.
103. Особо значительные разрушения возникают при содержании в пластовых водах обоих агрессивных газов Н2S и СО2.
104. Растворенные Н2S и СО2 как факторы коррозии доминируют над концентрацией хлоридов в пластовых водах. В связи с этим отмечается повышение агрессивности рабочих сред в результате разбавления высокоминерализованных пластовых вод: сказывается повышение растворимости Н2S и СО2 с уменьшением концентрации солей.
105. Присутствие в пластовых водах кислорода (растворимость которого уменьшается с ростом минерализации вод) облегчает деполяризацию коррозионного процесса.
106. В отсутствии Н2S и СО2 после обескислороживания пластовая вода практически перестает быть агрессивной.
107. В присутствии Н2S кислород расходуется на его окисление с образованием взвешенной нейтральной серы.
108. В присутствии С02 (без Н2S) кислород аддитивно усиливает коррозионную агрессивность рабочих сред трубопроводов.
109. 2.2 Факторы, влияющие на скорость коррозии
110. К внешним факторам электрохимической коррозии относят температуру, скорость движения агрессивной среды, давление, поляризацию внешним током и др. Температура существенно влияет на скорость электрохимической коррозии металлов. Как правило, с повышением температуры она растёт. В открытых аэрируемых системах скорость коррозии железа с ростом температуры в пределах от 20 до 80 С возрастает и далее уменьшается вследствие резкого снижения концентрации кислорода. В закрытой системе, когда кислород не может выделяться с повышением температуры. В минерализованных средах скорость коррозии растёт с увеличением скорости движения среды вследствие усиления подачи кислорода металлической поверхности. В пресной воде при скорости движения среды до 0,4 м/с скорость коррозии стали заметно возрастает вследствие облегчения диффузии кислорода к металлической поверхности. С ростом скорости движения насыщенной кислородом среды до 0,8 – 0,9 м/с скорость коррозии снижается в результате образовании пассивной плёнки на металле при достаточно обильном поступлении кислорода. При дальнейшем увеличении скорости движения среды происходит разрушение защитной плёнки и самого металла в результате коррозионно-эрозионных процессов. Скорость коррозии при этом возрастает.
111. Давление в значительной степени ускоряет электрохимическую коррозию металлов из-за повышения растворимости деполяризаторов коррозионного процесса и появления механических напряжений в металле.
112. Поляризация коррозирующего металла внешним постоянным током влияет на коррозионное разрушение металлов следующим образом: при анодной поляризации металла (подключение его к положительному полюсу внешнего источника тока) скорость коррозии увеличивается, при катодной поляризации в большинстве случаев наблюдается защитный эффект, т.е. скорость коррозии металла уменьшается. Скорость коррозии зависит от рН среды, возрастая по мере подкисления среды, если не происходит пассивирования металла. В нейтральных средах скорость коррозии железа слабо зависит от изменения величины рН. При возрастании рН скорость коррозии железа и стали уменьшается. Наличие в среде микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности оказывает существенное влияние на характер коррозионных разрушений металлов. При микробиологической коррозии коррозионные поражения носят локальный характер, скорость коррозии достигает значительных величин. Внутренняя электрохимическая коррозия металлов связана природой металла, его составом структурой, состоянием, поверхности, напряжениями в металле и др., а также с термодинамической устойчивостью металла и его местом в периодической системе элементов. Термодинамическая устойчивость выше у металлов с более положительным равновесным потенциалом.
113. Скорость и характер коррозии металлов в электролитах зависят от структуры, состояния исходной поверхности металла, различных видов воздействия механического фактора.
114. Тщательно отполированная поверхность металла придаёт ему коррозионную устойчивость в агрессивных средах, так как облегчается образование более совершённых и однородных защитных плёнок, в том числе и пассивных.
115. На процесс коррозии металлов оказывают влияние кристаллическая структура металлов и наличие различных структурных дефектов. Установлено, что скорость коррозии увеличивается при низкой плотности упаковки атомов в кристаллографической плоскости, неупорядоченности атомов в кристаллической решётки, дефектах её структуры Структурная гетерогенность сплава во многом предопределяет развитие электрохимической коррозии. В отличие от однородных сплавов гетерогенные структуры менее стойки к коррозии. Скорость коррозии уменьшается, если анодная фаза гетерогенной структуры способна пассивироваться. После растворения анодной фазы в поверхностном слое сплав приобретает практически однофазную структуру. Если заметно коррозирует и катодный компонент сплава, то возможно вторичное (контактное, т.е. без тока внешней поляризации) выделение более благородного элемента на поверхности сплава в виде не сплошного пористого покрытия. Коррозия при этом усиливается. Величина зерна в некоторой степени влияет на скорость коррозии. При утолщении и загрязнении границ его примесями увеличивается микро-электрохимическая гетерогенность и может начаться процесс межкристаллитной коррозии.
116. Значительное число металлических изделий эксплуатируется в условиях одновременного воздействия коррозионной среды и механических напряжений. Опасность коррозионно-механических воздействий заключается в том, что при незначительной скорости общей коррозии происходит полное разрушение металлического изделия. Под влиянием коррозионной среды и деформации металла возможны образования коррозионно-механических трещин, понижения предела коррозионной усталости, разрушение металла вследствие механического воздействия агрессивной среды, коррозионная кавитация и другие процессы.
117. Изучение зависимости скорости коррозии от минерализации среды позволяет охарактеризовать агрессивность большей части нейтральных водных сред.
118. Зависимость скорости коррозии железа и углеродистых сталей от концентрации солей в нейтральных растворах имеет вид кривой с максимум вследствие уменьшения растворимости деполяризатора - кислорода при увеличении концентрации активирующих анионов.
119. Установлено, что максимальная скорость коррозии наблюдается в 3-4%-ных растворах хлоридов. Скорость электрохимической коррозии металлов в растворах солей зависит от природы растворенных ионов и их концентрации в растворе.
120. Однако скорость коррозии отдельных металлов в значительной степени зависит от характера анионов и катионов среды, от степени растворимости продуктов коррозии, экранирующих свойств защитной пленки продуктов коррозии и осадков солей и её адгезии с поверхностью металла.
121. С ростом минерализации воды скорость коррозии металла закономерно растет, проходит через максимум и затем снижается.
122. Наличие хлор- и сульфат-ионов в среде повышает агрессивность вод по отношению к большинству конструкционных металлов.
123. Агрессивные ионы, в частности ионы хлора, оказывают, значительное влияние на скорость коррозии при движении среды. Влияние концентрации хлор - ионов становится особенно заметным (увеличение скорости коррозии стали в несколько десятков раз) при увеличении скорости движения среды от 1,2 до 200 м/с.
124. При повышении до 8 рН среды практика показывает, что скорость, коррозии стали в интенсивно перемешиваемых сточных водах заметно снижается.
125. В сточные воды возможно попадание довольно значительного количества взвешенных частиц, что связано с нарушением технологии подготовки нефти и воды, ремонтно-восстановительными работами и т.п. Влияние взвешенных частиц на процесс коррозии объясняется тем, что при движении жидкости повреждаются защитные пленки и осадки на стенках трубопроводов, а также на поверхности металла часто образуются рыхлые осадки, не имеющие защитного эффекта, не препятствующие доступу деполяризаторов к поверхности и переходу ионов металла в агрессивную среду. При воздействии аэрированной и анаэробной среды на поверхности металла под осадками продуктов корроизии и механических примесей возможно образование и функционирование эффективно действующих пар дифференциальной аэрации, что также стимулирует локальную коррозию черных металлов в этих условиях. При этом добавить унос с КВЧ ингибиторов коррозии.
126. 2.3 Методы борьбы с коррозией трубопроводов в системе ППД применяемые в НГДУ «Лениногорскнефть»
127. Применяющиеся в НГДУ «Лениногорскнефть» в настоящее время методы противокоррозионной защиты водоводов могут быть сгруппированы следующим образом:
128. - технологические мероприятия, способствующие снижению коррозии действующего оборудования, направленные на сохранение первоначально низких коррозионных свойств сред.
129. Как показывает практика, технологические меры защиты нефтепромыслового оборудования и коммуникаций наиболее эффективны. Основными задачами таких методов защиты являются:
130. - предотвращение попадания в сточные воды промыслов кислорода из атмосферы и других источников;
131. - снижение коррозионной агрессивности среды с удалением из неё компонентов, вызывающих коррозию;
132. - создание противокоррозионных условий для надежной эксплуатации действующего оборудования (изменение конструкций, снижение механических нагрузок).
133. - специальные методы, применяемые совместно с другими технологическими мероприятиями: ингибиторы коррозии, бактерициды, защитные покрытия, неметаллические материалы, коррозионностойкие сплавы, а также электрохимическая защита(протекторная защита)
134. 2.3.1 Применение труб с защитными покрытиями
135. Защита покрытиями – один из наиболее распространенных и эффективных методов качества и долговечности металлических конструкций в агрессивных условиях.
136. Покрытия могут существенно увеличить сопротивление поверхности металла и сплав износу, окислено при высоких температурах и т.д. Иногда можно весьма успешно заменить дорогие дефицитные сплавы более простыми и дешевыми с защитными покрытиями.
137. И сегодня покрытия остаются наиболее широко используемым методом противокоррозионной защиты, на их долю приходится свыше 80 % противокоррозионных мероприятий.
138. Основная роль покрытия как средства защиты от коррозии сводится к изоляции поверхности металла от внешней среды, т.е. созданию физического барьера для работы микропар.
139. При высокой коррозионной активности и для ответственных сооружений используют комбинированные методы, т.е. методы сочетающие в себе несколько способов защиты. Результативный эффект комбинированной защиты обычно выше суммарного эффекта соответствующих индивидуальных методов.
140. Защитные покрытия классифицируют на металлические и неметаллические.
141. К металлическим относят покрытия из чистых металлов и их сплавов (цинк, алюминий, хром, никель, кадмий, титан, легированные стали и т. д.).
142. Неметаллические покрытия в свою очередь подразделяют на неорганические и органические. Неорганические покрытия в свою очередь подразделяют на неорганические и органические.
143. Неорганические неметаллические покрытия - силикатные, цементные, оксидные, фосфатные, хроматные; органические - покрытия на основе высокомолекулярных соединений (синтетические смолы, термопластичные полимеры, эластомеры), битумов, незастывающих смазок. Металлические покрытия
144. Значительную часть изделий из низкоуглеродистых сталей покрывают цинком. Цинк аноден по отношению к железу, и когда влага проникает до основного металла, цинк разрушается, обеспечивая защитное действие. Цинковые покрытия широко употребляются для защиты стали в водных средах. Сталь с этим покрытием надёжно применяют в средах при рН=6-12.
145. Алюминиевые покрытия обладают высокими противокоррозионными свойствами и окалиностойкостью. Так же, как и цинк, алюминий является анодом по отношению к стали и, следовательно, электрохимически защищает стальную поверхность. Алюминий стоек в концентрированной азотной и серной кислотах, в воде и водных растворах солей, во влажных газах (сероводороде и сернистом газе) при рН=4 - 9.
146. Хромовые, никелевые, кадмиевые, боридные покрытия. Эти металлы также коррозионностойкие в газообразных и жидких агрессивных средах и применяют их в нефтедобывающей промышленности в основном для защиты ответственных деталей оборудования (клапаны, штоки, муфты и т. д.).
147. Недостаток всех металлических покрытий - их пористость.
148. Неметаллические неорганические покрытия
149. Стеклоэмалевые покрытия получили наибольшее распространение и представляют собой сплавы различных силикатов. Они устойчивы практически во всех коррозионно-активных средах и особенно при высоких температурах. Ситаллы и шлакоситаллы - новые материалы тина стёкол, но с мелкокристаллической структурой(закристаллизованные стёкла).
150. Ситаллы обладают высокой прочностью, твердостью, химической и термической устойчивостью, малым тепловым расширением и др.
151. Покрытия на основе вяжущих материалов. Это главным образом цементные толстослойные облицовочные покрытия. Ценное свойство цементных покрытий они не обрастают карбонатными отложениями, которые на металлических трубах иногда приводят к значительному снижению пропускной способности.
152. Химические покрытия- оксидные, фосфатные, хроматные. Эти покрытия предназначены главным образом для защиты от атмосферной коррозии.
153. Органические (полимерные) покрытия
154. Полимеризационные пластмассы, (полиизобутилен, поливинилхлорид, асбовинил) стойки в минеральных кислотах, минеральных солях, щелочах; имеют хорошие физико-механические и диэлектрические свойства. Изготавливают: листы, пластины, трубы, арматуру. Используют в качестве покрытий (отвердение на воздухе 10-30 сут., при нагреве 2-15 сут.).
155. Полимеризационные пластмассы, (пентапласт, поликарбонат, полиарилат, фенилон). Химически стойки к большинству органических растворителей, щелочам и кислотам. Пленки практически непроницаемы для кислорода и азота. Имеют хорошие механические и диэлектрические свойства. Теплостойкость 120 0С. Обладают хорошими технологическими свойствами: свариваются, экструдируются, льются. Изготавливают листы, трубы, порошки, футерованные трубы и изделия.
156. Эпоксидные смолы – наиболее распространенные в антикоррозионной технике. Химически стойкие термоактивные смолы с очень хорошими диэлектрическими свойствами. При отвердении эпоксидные смолы приобретают сетчатую трехмерную структуру и переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.
157. Переход эпоксидных смол в отверждаемое состояние и неплавкое состояние в отличие от других смол не сопровождается выделением летучих продуктов. Поэтому исключается возможность образования пор и вздутий, усадка не превышает 0,5% при 100 0С.
158. Жизнеспособность эпоксидных смол с отвердителями не превышает обычно 5 ч, без отвердителей сохраняется более 3-х лет.
159. Для улучшения свойств эпоксидных смол (диэлектрических, термостойкости, эластичности) их модифицируют пластификаторами, совмещают с другими смолами, каучуками и т.д.
160. Лакокрасочные материалы
161. В зависимости от условий эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на атмосферостойкие, водостойкие, бензостойкие, маслостойкие, химически стойкие и т. д.
162. Защитные лакокрасочные покрытия - это многослойные системы, состоящие из грунта и верхних кроющих слоев.
163. Верхние кроющие слон, наносимые по грунту, играют роль диффузионного барьера, тормозящего доступ внешне среды к поверхности металла. Они должны быть малопроницаемы для влаги, паров, газов, ионов электролита, не должны набухать и разрушаться при эксплуатации в данной среде. Грунт должен обеспечивать хорошую адгезию между поверхностью подложки и защитными покрытиями.
164. Свойства грунтов зависят от характера вводимых в них пигментов и типа применяемых связующих. Грунты подразделяют на пассивирующие, протекторные и инертные в зависимости от противокоррозионных свойств входящих в них пигментов.
165. Доступность лакокрасочных материалов в широком ассортименте, возможность механизации и автоматизации процессов нанесения и сушки покрытий способствуют широкому применению лакокрасочных материалов везде, где требуется эффективная защита металла от коррозии.
166. 2.3.2 Приме
167. Лакокрасочные материалы
168. В зависимости от условий эксплуатации лакокрасочные покрытия подразделяют на атмосферостойкие, водостойкие, бензостойкие, маслостойкие, химически стойкие и т. д.
169. Защитные лакокрасочные покрытия - это многослойные системы, состоящие из грунта и верхних кроющих слоев.