Разработка нового класса изоляционных материалов для защиты от коррозии подземных газонефтепроводов, обладающих повышенной химической адгезией

• Автор: Гладких, Ирина Фаатовна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 272 с. : ил. + Прил. (196 с.)

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СИСТЕМА МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И

ПРОБЛЕМЫ ИХ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ .

1.1. Основные характеристики и особенности системы

газонефтепроводов .

1.2. Стресскоррозия металла как основной источник опасности на

магистральных газопроводах .

1.3. Коррозионные дефекты на магистральных нефтепроводах и проблемы изоляции труб.

1.4. Актуальные задачи в области защиты от коррозии системы

магистральных газонефтепроводов выводы по главе

2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
2.1. Основные положения коррозии магистральных трубопроводов
2.2. Изоляционные материалы и их особенности
2.2.1. Битумные изоляционные мастики
2.2.2. Полимерные изоляционные ленты .
2.2.3. Покрытия на основе экструдированного полиэтилена
2.2.4. Эпоксидное покрытие .
2.2.5. Полиуретановые материалы .
2.3. Эксплуатационные характеристики изоляционных материалов
2.4. Требования к новым изоляционным материалам
Выводы по главе 2
3. РАЗРАБОТКА НОВОГО АНТИКОРРОЗИОННОГО
МАТЕРИАЛА АСМОЛ
3.1. Асмол основа антикоррозионных материалов нового
поколения
3.2. Выбор исходных материалов и технологии производства
3.3. Технология синтеза Асмола и некоторые его свойства .
3.4. Химические превращения при получении Асмола
3.5. Спектроскопические исследования в инфракрасной области .
3.6. Физикохимические свойства Асмола
Выводы по главе 3 .
4. ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА АСМОЛА .
4.1. Потенциометрические исследования защитных свойств
Асмола
4.2. Исследования свойств покрытий из Асмола в воде и солевых
растворах .
4.3. Исследования поверхностноактивных свойств Асмола
4.4. Механизмы защитного действия Асмола
4.5. Токсические свойства Асмола
Выводы по главе 4
5. НОВЫЕ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ
АСМОЛА И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ИХ НАНЕСЕНИЯ.
5.1. Изоляционные материалы на основе Асмола
5.2. Технические средства для нанесения изоляционных материалов
на основе Асмола
5.2.1. Изоляция труб и секций в базовых условиях
5.2.2. Изоляция трубопроводов при поточном ремонте
5.2.3. Изоляция трубопроводов при выборочном ремонте
5.3. Совершенствование конструктивнотехнологических свойств новых изоляционных материалов и изолировочных машин .
Выводы по главе 5
6. ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО новых изоляционных
МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АСМОЛА
6.1. Испытания новых изоляционных материалов.
6.1.1. Лабораторные испытания изоляционных материалов .
6.1.2. Сертификационные испытания изоляционных материалов
6.1.3. Испытания изоляционных материалов в производственных условиях
6.2. Разработка нормативнотехнической документации .
6.3. Получение разрешений на применение изоляционных материалов
6.4. Перспективы применения изоляционных материалов на основе
Асмола .
Выводы по главе 6
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Со стороны наружной поверхности трубы слой основного металла толщиной 1-2 мм заметно охрупчен. При растяжении образцов этот слой растрескивается (покрывается сетью параллельных трещин, ориентированных перпендикулярно растягивающей нагрузке). Затем развитие этих трещин задерживается на глубинных слоях металла, которые остаются достаточно пластичными. Поэтому прочность труб после длительной эксплуатации в значительной мере зависит от того, на какую глубину распространилось охрупчивание. Результаты статического загиба образцов из основного металла сильно зависят от того, какая поверхность образца находится в зоне растяжения. Если зона растяжения при изгибе приходится на внутреннюю поверхность стенки трубы, то результаты испытаний удовлетворительные; образцы удается загнуть на 0°. Если в зоне растяжения находится наружная поверхность, то трещины появляются при углах загиба от ° и более (рисунок 1. Рисунок 1. Результаты замера твердости различных участков сварного соединения показаны в таблице 1. Наибольшей твердостью обладает сварной шов. Зона термического влияния занимает по твердости промежуточное положение между основным металлом и сварным швом. Твердость основного металла меньше, чем всех остальных участков соединения. Таблица 1. Такое распределение твердости позволяет понять наблюдаемый иногда механизм зарождения и развития трещин вдоль заводского сварного шва. Переход от сварного шва к основному металлу является самой сложной и слабой зоной, где действуют одновременно несколько факторов, ослабляющих соединение: механическая + химическая + структурная + геометрическая неоднородность, концентрация напряжений, максимальные остаточные сварочные напряжения. При перегрузках конструкции трещина может зародиться в этой зоне (от концентрации напряжений). Далее, если сварка выполнена некачественно, то трещина развивается по линии сплавления, если качественно - то уходит в сторону более мягкого основного металла. Именно такая трещина была обнаружена при обследовании фрагментов разрушенной трубы (рисунок 1. Результаты металлографических исследований показали, что сварной шов выполнен качественно, а обнаруженная трещина явилась не причиной разрушения трубопровода, а следствием (вторичным эффектом). Во-первых, эта трещина не привела к разрушению трубы, поскольку она несквозная. Эта трещина находилась на внутренней поверхности трубы и не сразу была обнаружена при визуальном осмотре. Она могла образоваться от динамических нагрузок, произошедших при гидроиспытании трубопровода или при одном из предыдущих разрывов трубопровода. В любом случае, обнаружение трещины, которая образовалась на внутренней поверхности трубопровода и начала развиваться вглубь стенки трубы, но не стала сквозной, является в данных исследованиях удачей и позволяет сравнить закономерности развития разрушения изнутри и снаружи трубопровода и тем самым определить роль изоляции в этих процессах. Металлографический анализ основного металла, сварных соединений и дефектных участков показал также следующее. Микроструктура основного металла трубы состоит из феррита и перлита. Величина зерна - 8 баллов по ГОСТ . Полосчатость феррито-перлитной составляющей - 4 балла по ГОСТ . Х-образной разделкой кромок за 2 прохода. Нарушения технологии сварки не замечены. Микроструктура шва состоит из сорбита и ферритных оторочек средней шириной - мкм. Микроструктура металла в районе конца «внутренней» трещины (развившейся с внутренней поверхности трубы) показывает, что по линии продвижения трещины имеются продукты коррозии (рисунок 1. Продукты коррозии распределены вдоль трещины неравномерно, что свидетельствует о неравномерном (даже ступенчатом) росте трещины. Таким образом, вероятнее всего, данная трещина существовала некоторое время в трубопроводе. Следов деятельности водорода (например, обезуглероживания металла) не наблюдается. Вдоль магистральных «наружных» трещин (которые развились снаружи) имеется множество малых сопутствующих трещин, распространившихся по границам зерен и также заполненных продуктами коррозии (рисунок 1.