Структурные факторы коррозионной стойкости сталей для нефтепромысловых трубопроводов

• Автор: Эндель, Наталья Иосифовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Механизмы коррозионных повреждений нефтепромыслового оборудования

1.1. 1 Основные виды коррозионных повреждений

1.1.2 Механизмы общей коррозии внутренней поверхности трубопроводов

1.1.3 Механизмы локальной коррозии нефтедобывающего оборудования

1.1.4 Механизмы коррозионного расгрескившшя промысловых нефтепроводов

1.1.5 Коррозионная усталость трубопроводов

1.1.6 Коррозионная кавитация

1.1.7 Коррозионная эрозия

1.1.8 Влияние химического состава среды на коррозионную стойкость стали

1.2 Влияние химического состава, микроструктуры, чистоты стали по неметаллическим включениям на ее коррозионную стойкость
1.2.1 Влияние химического состава стали на ее коррозионную стойкость
1.2.2 Влияние микроструктуры на коррозионную стойкость стали
1.2.3 Влияние неметаллических включений на коррозионную стойкость стали
1.2.4 Механизмы влиянияКАНВ на коррозионные процессы
1.2.4.1 Возможности ускорения коррозионных процессов в присутствии КАНВ изза измененного напряженнодеформированного состояния матрицы во круг включений
1.2.4.2 Влияние химического состава КАНВ и зон вокруг них
на ускорение коррозионных процессов
1.2.4.3. Возможности реализации нетрадиционных схем транспорта кислорода в присутствии КАНВ
1.2.4.4 Механизмы ускорения коррозионных процессов в присутствии КАНВ2
1.2.5 Пути повышения стойкости стали против
коррозионномеханического разрушения
1.3 Методы исследования неметаллических включений
1.4 Методы коррозионных испытаний углеродистых и низколегированных сталей
1.4.1 Общемстодологические подходы к оценке коррозионной
стойкости металлов и сплавов
1.4.2 Система показателей коррозионной стойкости к локальным
видам коррозии сталей
1.4.3 Обзор нормативной базы в области стандартизации
коррозионных испытаний металлов и сплавов
1.4.4 Сравнительная характеристика методов коррозионных испытании углеродистых и низколегированных сталей
1.5 Постановка задачи исследования
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материал для исследования
2.2 Методы оценки коррозионной стойкости стали
2.3 Методы исследования неметаллических включений, в том числе, КАНВ, их состава, свойств и морфологии
2.4 Электрохимические методы исследования
2.5 Металлографическое выявление структуры стали и определение се параметров, в том числе, при помощи автоматических средств
2.6 Термокинетическнй анализ различных форм водорода
3 АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ СРЕДЫ, НЕ СОДЕРЖАЩИЕ СЕРОВОДОРОД
3.1 Комплексные исследования образцов от разрушенных участков нефтепромысловых трубопроводов с различным сроком эксплуатации
3.2 Проведение динамических лабораторных коррозионных испытаний в средах, не содержащих сероводород
4 ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТА1 ЩИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ СРЕДЫ,
НЕ СОДЕРЖАЩИЕ СЕРОВОДОРОД
4.1 Результаты длительных промысловых испытаний образцов
в байпасном участке нефтепромыслового трубопровода Западной Сибири
4.2 Результаты кратковременных промысловых испы тания в средах, не содержащих сероводород
4.2.1 Промысловые испытания в течение 1 месяца в действующих трубопроводах Западной Сибири с умеренно жесткими условиями эксплуатации
4.2.2 Промысловые коррозионные испытания в течение двух недель в действующем трубопроводе с жесткими условиями эксплуатации
4.2.2.1 Сравнительные испытания образцов разных марок сталей в различные периоды времени
4.2.2.2 Влияние химического состава стали типа КСХ на коррозионную стойкость но результатам промысловых испытаний
4.2.2.3 Оценка возможности повышения допустимого значения
ъ

КАНВ до шт.мм
5 ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ С ТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ ПРОТИВ ЛОКАЛЬНОЙ КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД
5.1 Лабораторные коррозионные испытания в средах, содержащих сероводород
5.1.1 Статические лабораторные коррозионные испытания в средах, содержащих сероводород
5.1.2 Лабораторные методы испытаний в соответствии с ГОСТ 9.
5.3 Промысловые коррозионные испытания в средах содержащих сероводород
5.3.1 Промысловые коррозионные испытания на промыслах ОАО Самаранефтегаз
5.3.2 Промысловые коррозионные испытания в условиях Усинского месторождения АО Коми
6 РАЗРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ ДЛЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
6.1 Преимущества и недостатки существующих методов оценки коррозионной стойкости сталей для нефтепромысловых трубопроводов
6.2 Возможности использования электрохимических методов для оценки коррозионной стойкости трубных сталей
6.3 Опробование методики оценки стойкости стали против локальной коррозии СТО 1 на образцах проката для олектросварных труб из стали различных марок
6.4 Разработка электрохимических методов выявления неблагоприятных типов неметаллических включений и структурных составляющих, отрицательно влияющих на коррозионную стойкость стали
7 ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ И ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ НАДЕЖНОСТЬ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


При скоростях движения транспор тируемой среды, обычных для внутри промысловых водоводов и нефтепроводов, скорость коррозии углеродистых и низколегированных сталей пропорциональна концентрации кислорода при его содержании до 5 мгл, причем кислород в таких условиях не проявляет пассивирующих свойств даже при увеличении скорости движения среды до мс 1. При этом скорость коррозии углеродистых и низколегированных сталей составляет 0, ммгод и более. Существенное влияние на скорость коррозии с кислородной деполяризацией оказывает минерализация среды 1, б. С ростом минерализации воды скорость коррозии возрастает, проходит через максимум и затем уменьшается. Возрастание скорости коррозии связано с тем, что при повышении минерализации растет электропроводность, снижается стойкость защитных пленок, особенно изза стимулирующего влияния ионов хлора. При дальнейшем увеличении минерализации скорость коррозии снижается изза уменьшения растворимости кислорода в воде, изза затруднения в условиях вязкой среды диффузионных процессов, а также изза уменьшения электрохимически активной площади металла в условиях конкурирующей адсорбции ионов хлора. При коррозии нефтяных резервуаров максимум скорости коррозии находится в области значений минерализации около гл. По мере повышения скорости движения среды возрастает абсолютная величина максимума скорости коррозии и он смещается в область более высоких значений минерализации среды. Можно считать, что при значениях минерализации воды, характерных для промыслов Западной Сибири до гл, скорость общей коррозии трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей достаточно высока и достигает 0,,4 ммгод 2. При более высоких значениях минерализации транспортируемой среды до 0 гл на промыслах Восточной Сибири возможно обеспечение достаточной стойкости трубопроводов против общей коррозии при использовании рядовых углеродистых и низколегированных сталей. По данным работы 5, в попутно добываемых водах нефтяных месторождений основными агрессивными компонентами являются хлориды натрия и кальция, растворенная двуокись углерода и сероводород. При наличии в воде двуокиси углерода и сероводорода рассмотренные выше закономерности влияния различных факторов на общую коррозию несколько изменяются. Наличие в воде двуокиси углерода повышает скорость общей коррозии сталей. Двуокись углерода в количестве до 1 гл может появляться в транспортируемой среде внутрипромысловых нефтепроводов при интенсификации добычи нефти с помощью СОг в качестве нефтевытесняющего агента, а также в результате физикохимических процессов и жизнедеятельности микроорганизмов б. При повышенных содержаниях двуокиси углерода коррозию, которая также носит электрохимический характер, называют углскислотиой. При попадании углекислого газа в водную фазу из нефти, куда ее закачивают с целью увеличения нефтеотдачи пласта, в воде образуется угольная кислота, ионы карбоната, бикарбоната и водорода 8. Скорость коррозии пропорциональна концентрации растворенных СОг и НСОз. Фактическое содержание двуокиси углерода в пластовых водах нефтяных месторождений Западной Сибири составляет от до 0 мгл, содержание бикарбонатиона от 0 до мгл. Коррозионная активность водной фазы изменяется в прямой зависимости от количества этих веществ. При увеличении содержания двуокиси углерода до 1 гл коррозия ускоряется 1, раза. По данным работы 9, двуокись углерода вызывает общую кислотную коррозию оборудования из углеродистой стали при температурах до С и пигтинговую коррозию при более высоких температурах. В работе рассмотрены особенности углекислотной коррозии стали в условиях осаждения солей, характерных для нефтяных месторождений Тюменского Севера. К этим особенностям относятся значительный разброс скоростей коррозии при одном и том же значении , снижение скорости коррозии и разброса сс значений при увеличении от 5,6 до 8,5. Эти различия авторы связывают с различным составом образующихся продуктов коррозии и их защитными свойствами, которые зависят как от состава среды, так и от состава стали.