Повышение стойкости понтонов из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах к воздействию водных электролитов

• Автор: Тамбова, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ

1.1 Проблемы коррозии и защита стальных резервуаров

1.2 Опыт применения алюминиевых конструкций на предприятиях нефтегазовой отрасли

1.3 Характеристика алюминия и его сплавов как конструкционного материала

1.4 Стойкость алюминия и его сплавов в естественных водных средах

1.4.1 Пресная вода

1.4.2 Морская вода

1.5 Основные методы защиты от коррозии алюминия и сплавов на его основе

1.6 Понтоны из алюминиевых сплавов в стальных резервуарах

2 АНАЛИЗ ОБНАРУЖЕННЫХ ОТКАЗОВ АЛЮМИНИЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

2.1 Коррозионные повреждения алюминиевых поплавков понтонов при проведении гидравлических испытаний
2.2 Коррозия настила понтонов
3 ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧИХ СРЕД, ОБРАЗЦОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Характеристика рабочих сред
3.2 Характеристика образцов
3.3 Электрохимические исследования коррозионного поведения алюминиевомагниевого сплава АМг-3
3.4 Гравиметрические исследования
3.5 Рентгеноструктурные исследования
3.6 Методика определения коррозии сварных соединений
3.7 Микроструктурные исследования
4 ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
4.1 Лабораторные испытания образцов из алюминиевых сплавов в волжской и уфимской воде
4.2 Лабораторные испытания образцов при воздействии паровоздушной среды и осадков сульфида железа
43 Производственные испытания образцов в действующих резервуарах ОАО «Татнефть
4.4. Распределение стационарных потенциалов по сечению сварного шва образцов из алюминиевых сплавов
4.5 Микростругаурный анализ сварных образцов из алюминиево-магниевых сплавов
4.6 Установление механизма питтингообразования на поверхности поплавков из алюминиевых сплавов
4.7 Анализ поляризационных кривых алюминиево-магниевых сплавов в модельной среде
4.8 Определение потенциалов питтингообразования в различных водах
5 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛЮМИНИЕВЫХ ПОНТОНОВ В СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ
5.1 Построение многофакторного регрессионного уравнения
5.2 Определение критических концентраций ионов коррозионно-опасных компонентов
5.2.1 Определение критической концентрации ионов СГ
5.2.2 Определение критической концентрации ионов Ее2+
5.2.3 Определение критических концентраций ионов Си2+
5.2.4 Кинетика питтингообразования на алюминиевых образцах из алюминиево-магниевых сплавов в минерализованной воде
5.3 Построение модели и анализ адекватности регрессионного уравнения
5.4 Исследование сорбционно-диффузионных свойств лакокрасочных систем и выбор лакокрасочного покрытия
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Развитие нефтяной и газовой отраслей промышленности, повышение эффективности работы производственных процессов предъявляют все более высокие требования к эксплуатационной надежности и долговечности технологического оборудования. На современных предприятиях нефтегазовой отрасли стальные резервуары различной конструкции, предназначенные для сбора и хранения нефти и нефтепродуктов, являются важным элементом в технологическом процессе добычи и переработки нефти.
Большое количество отказов технологического оборудования резервуар-ных парков на предприятиях нефтегазовой отрасли свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования применяемых методов антикоррозионной защиты, в том числе вертикальных стальных резервуаров с плавающими крышами и понтонами. С целью повышения их ресурса всё большее применение находят понтоны и плавающие крыши из алюминиевых сплавов, так как они обладают высокой коррозионной стойкостью в нефти, нефтепродуктах и паровоздушной среде.
В то же время на практике встречаются отдельные случаи возникновения отказов понтонов и плавающих крыш, выполненных из алюминиевых сплавов. Одной из причин отказов являются коррозионные повреждения, которые не всегда возможно учесть при проектировании, строительстве и эксплуатации ре-зервуарных конструкций из алюминиевых сплавов. В частности, были выявлены очаги язвенной и питтинговой коррозии алюминиевых поплавков понтонов под воздействием речной воды при проведении гидравлических испытаний резервуаров, а также настила понтонов при контакте с водой, загрязненной ржавчиной, попадающей из гидрозатворов дыхательной арматуры.
Применению алюминия и его сплавов в различных средах посвящены работы Н. Д. Томашова, Л. Л. Шрайера, Г. К. Шрейбера, Г. Г. Улига, Б. Ф. Шибряева, С. М. Перлина, А. А. Гоника, М. Г. Каравайченко,
Н. М. Фатхиева, А. А. Калимуллина и других ученых.

Таблица 11 - Состав воды при производственных испытаниях на предприятиях ОАО «Татнефть»
Наименование показателей Единица измерения Значение показателей
Вода УПСВ-61 Вода якеев-ского товарного парка
Плотность г/см3 1,109 1,087
БО/- мг/л 0,4 0,03
СГ мг/л 131,87 90,75
¥ е0бщ мг/л 0,6 0,5
о2 мг/л 0,07 0,06
со2 мг/л 176 127,6
мг/л 2,3
[pH 5,79 6,55
Совмещение гравиметрических и электрохимических испытаний позволяет более объективно судить о поведении алюминиевых сплавов в водных средах.
Оценку коррозионной стойкости образцов после экспозиции в рабочих средах осуществляется в соответствии с ГОСТ 9.905-82 «Методы коррозионных испытаний. Общие требования» и ГОСТ 9.908-85 «Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости» [127,128].
Исследование скорости коррозии металла в зоне сварных соединений проводится с помощью электрохимического метода поляризации [123].
3.2 Характеристика образцов
Исследование коррозионной стойкости алюминиевых сплавов проводится как в лабораторных, так и в производственных условиях. В каждом виде испытаний используется по 4 образца.
В первом случае в качестве объектов исследования используются пластины: из алюминиевого сплава АМг-3 (размерами 30x120x2 мм) и из стали 10 (размерами 60x90x3 мм).
Во втором случае образцы, изготовленные из серийного проката, пред-