Способ контроля коррозионных процессов на магистральных трубопроводах и разработка защитных электролитических покрытий на основе цинка

• Автор: Бырылов, Иван Фадиалович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1Л Факторы, влияющие на скорость коррозии стали в грунтах

1Л Л. Влияние пористости на скорость коррозии

1 Л.2. Влияние удельного электрического сопротивления грунта на скорость коррозии

1Л .3. Влияние pH грунтовой среды на скорость коррозии

1Л .4. Влияние температуры на скорость коррозии

1Л .5. Критерии опасности подземной коррозии

1.2. Структурные особенности трубных сталей и их подверженность подземной коррозии

1.2.1. Краткая химическая, механическая характеристика трубных сталей для магистральных трубопроводов и анализ их отказов
1.2.1.1. Низколегированные стали. Краткая характеристика
1.2.1.2. Краткая характеристика стали контролируемой прокатки
1.2.1.3. Влияние химического состава на свойства трубных сталей
1.2.1.4. Анализ известных отказов в зависимости от марки стали
1.3. Выбор динамики и единицы измерения коррозии для прогнозирования ее скорости
1.3.1. Изоляционное покрытие рассматриваемых трубопроводов и виды его дефектов
1.3.2. Выбор динамики коррозионного процесса
1.3.3. Выбор единиц измерения скорости подземной коррозии с целью ее прогнозирования
1.4. Прогнозируемая скорость коррозии
1.5. Защитные покрытия на основе цинка
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Приготовление растворов и электроосаждение покрытий
2.2 Поляризационные измерения
2.3 Измерение выхода по току
2.4 Методики анализа электролитов
2.5 Определение содержания фторопласта в покрытии
2.6 Определение электропроводности грунта
2.7 Методики изучения физико-механических свойств покрытий
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Электрохимическое определение скорости коррозии в суспензиях грунтов различного состава
3.1.1. Определение потенциала коррозии
3.1.2. Определение плотности катодного тока начала выделения водорода
3.2. Исследование зависимости скорости коррозии от коррозионно опасных факторов
3.2.1. Влияние pH грунтовой среды на скорость коррозии стали 17Г1С
3.2.2. Влияние влажности грунта на скорость коррозии стали 17Г1С
3.2.3. Влияние температуры на скорость коррозии стали 17Е1С
3.2.4. Влияние удельного сопротивления грунтового электролита на скорость коррозии стали 17Е1С
3.2.5. Влияние пористости и типа грунтового электролита на скорость коррозии стали марки 17Г1С
3.2.6. Потенциал коррозии стали марки 17Е1С в различных коррозионных средах
3.3. Определение прогнозируемой скорости коррозии
3.3.1. Влияние литологии грунтов зоны прокладки подземных трубопроводов наПСК
3.3.2. Зависимость глубины коррозионных повреждений в грунтах с различным удельным электрическим сопротивлением
3.3.3. Зависимость скорости коррозии от ионной силы грунтового электролита
3.3.4. Зависимость глубины коррозионных повреждений от характеристики стали
3.4. Расчет ПСК и утонения стенки трубопровода
3.2.1 Система уравнений, описывающих рост коррозионного дефекта .
3.5. Паспортизация участков в зависимости от количества дефектов изоляционного покрытия и корректировка ПСК
3.5.1. Классификация основных изоляционных покрытий подземных трубопроводов
3.5.2. Битумная изоляция и ОДИ
3.5.3. Пленочная изоляция и ЗДИ
3.5.4. Расчет плотности дефектов изоляционного покрытия на прогнозируемом участке и корректировка ПСК
3.5.5. Выбор длины участка обследования
3.6. Сопоставление ПСК с данными внутритрубной диагностики
3.6.1. Анализ и интерпретация коррозионных дефектов, обнаруженных методом внутритрубной диагностики
3.6.2. Прогнозирование критического срока утонения стенки
трубопровода по данным ВТД
3.6.3. Прогнозирование критического срока утонения стенки
подземного трубопровода с отсутствием данных ВТД
3.6.4. Сопоставление тКр и реальных сроков эксплуатации трубопровода
3.7. Пример составления коррозионного прогноза подземного магистрального газопровода
3.7.1. Краткая характеристика прогнозируемого участка
3.7.2 Подбор параметров доя расчета ПСК для 45 лет эксплуатации
3.8 Прогнозирование критического срока утонения
3.8.1 Прогнозирование критического срока утонения при отсутствии данных ВТД. Карта коррозионного прогноза
3.8.2. Прогнозирование критического срока утонения по данным ВТД 94 4 РАЗРАБОТКА ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ЦИНКА
4.1. Разработка электролита для осаждения сплава цинк-бор
4.2. Разработка электролита для осаждения композиционного электролитического покрытия цинк-фторопласт
4.3. Разработка электролита для осаждения композиционного покрытия цинк-бор-фторопласт
4.4. Закономерности электроосаждения композиционного электролитического покрытия на основе цинка
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

же после окончания цикла контролируемой прокатки в интервале температур от 800 ч- 700 до 500 400 °С осуществляется ускоренное регулируемое охла-
ждение в специальных установках. Эта операция позволяет завершить структурные превращения в нужном направлении, дополнительно повысить прочностные свойства стали практически без снижения характеристик вязкости и хладостойкости.
Сочетание высокой степени очистки стали от вредных примесей, ее микролегирование карбонитридообразующими элементами с процессами непрерывной разливки и контролируемой прокатки позволили в 70-х годах получить особо качественную сталь для производства труб при минимальном расходе легирующих элементов.
1.2.1.3. Влияние химического состава на свойства трубных сталей
При изготовлении труб для магистральных газонефтепроводов применяется несколько марок низколегированных сталей, поставляемых в горячекатаном или нормализованном состоянии.
Углерод повышает прочность стали, но снижает ее вязкость и ухудшает свариваемость, поэтому количество углерода в стали регламентировано- не более 0,20 ~ 0,22 %. Однако во многих марках стали для труб в зависимости от содержания Мп и 81 количество углерода принимают значительно меньшим (до 0,09%). Влияние углерода на вязкость стали зависит от состояния металла, в частности от вида термической обработки. Нормализация и термическое улучшение повышают вязкость.
Марганец повышает прочность стали и в определенных пределах улучшает вязкость, также способствует измельчению зерна и повышает дисперсность карбидов. Положительное влияние Мп усиливается при введении в сталь карбидообразующих элементов, обычно титана (П) или ниобия (N6), которые в определенной концентрации повышают ее прочностные свойства и вязкость. В трубных сталях содержание Мп ограничено 2 % потому что при введении в сталь Мп более 2 % наблюдается снижение вязкости. При пониженном содержании углерода (0,09 - 0,10%).
Кремний (Б1) в количестве до 0,2 -ь 0,3 % применяется как раскислитель в процессе плавки; он связывает кислород и способствует повышению прочности и вязкости.
Алюминий (А1) является сильным раскислителем и одновременно оказывает эффективное модифицирующее действие на сталь. Последнее связано с выделением нитридов в процессе охлаждения стали. Связывая свободный азот, А1 снижает склонность стали к старению. Раскисление А1 снижает температуру перехода в хрупкое состояние, повышает прочность и улучшает свариваемость. При большом количестве А1 наблюдается образование неметаллических строчечных включений.
Титан (П) обычно используют в сочетании с А1 в ограниченных количествах (0,2 -ь 0,3%), что позволяет повысить прочность низколегированной нормализованной стали, измельчить структуру металла, улучшить свариваемость. Применение П имеет то преимущество, что его сульфиды при обыч-