Основы выбора конструкций покрытий из лакокрасочных и полимерных материалов с заданным противокоррозионным действием и планируемым сроком службы для наружной поверхности нефтегазопроводов

• Автор: Мурадов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 351 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Основные виды лакокрасочных и полимерных покрытий, используемых для противокоррозионной защиты наружной поверхности подземных нефтегазопроводов, и причины нарушения

их противокоррозионного действия

1.2. Технические требования к качеству противокоррозионного покрытия наружной поверхности нефтегазопроводов, содержащиеся в отечественной и зарубежной нормативнотехнической документации, и их недостатки.
1.3.Существующие методы ускоренной оценки противокоррозионного действия и ожидаемого срока службы покрытия наружной поверхности трубопроводов на стадии их проектирования и недостатки этих методов

1.4. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОГО ДЕЙСТВИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ И ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ СТАЛИ В ГРУНТОВОЙ СРЕДЕ.
2.1. Исследования влияния состава грунтовой среды на скорость коррозии стали с покрытием
2.2. Исследования влияния физикохимических, адгезионных и геометрических характеристик покрытия на скорость подпленочной коррозии стали в грунтовой среде
2.3. Разработка математической модели процесса коррозии стали с покрытием в грунтовой среде.
ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ ИЗМЕНЕНИЯ КОГЕЗИОННОЙ И АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ И ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ЦИКЛИЧЕСКОМ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ В ГРУНТОВОЙ СРЕДЕ
3.1. Исследование напряженнодеформированного состояния наружного покрытия труб.
3.2. Исследование длительной когезионной и адгезионной прочности покрытия стали при статическом нагружении в грунтовой среде и разработка математической модели процесса.
3.3. Исследование сопротивления покрытия стали циклической усталости в фунтовой среде и разработка математической модели процесса.
3.4. Исследование кинетики изменения когезионной и адгезионной
прочности покрытия при статическом нафужении в фунтовой среде и разработка математической модели процесса
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ И КИНЕТИКИ ИЗМЕНЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ И ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ СТАЛИ ПРИ КОНТАКТНОМ НАГРУЖЕНИИ В ГРУНТОВОЙ СРЕДЕ
4.1. Исследование основных закономерностей деформации покрытия
стали при контактном нафужении более жестким контртелом.
4.2. Исследование прочности покрытия стали при контактном нагружении
4.3. Разработка математической модели кинетики изменения толщины покрытия стали при длительном контактном нафужении в фунтовой среде
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ НАРУЖНОГО ПОКРЫТИЯ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА С ЗАДАННЫМ ПРОТИВОКОРРОЗИОННЫМ ДЕЙСТВИЕМ И СРОКОМ СЛУЖБЫ
5.1. Разработка методики выбора показателей качества наружного противокоррозионного покрытия подземного трубопровода, их
исходных и предельно допустимых значений.
5.2 Разработка методики выбора материалов и оптимальной
конструкции наружного противокоррозионного покрытия
подземного трубопровода6
5.3. Выбор на основе разработанных методов конструкций
лакокрасочных и полимерных покрытий с заданным сроком службы для противокоррозионной защиты промысловых трубопроводов на месторождениях Западной Сибири и оценка эффективности их
применения.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Необоснованны в ряде случаев и нормативные значения показателей качества покрытия. Значения их во многих случаях завышены. Показатели качества покрытия подменяются показателями качества материалов, используемых для его формирования. Проведенный анализ отечественной и зарубежной нормативнотехнической документации на наружные лакокрасочные и полимерные покрытия труб показывает, что содержащиеся в ней показатели качества покрытия и нормы на них недостаточно обоснованы, часто подменяются показателями качества используемых материалов. Ряд важных объективных показателей качества покрытия, обусловливаемых его служебным положением, т. Все это затрудняет выбор конструкций наружного покрытия труб для конкретных условий эксплуатации с заданным противокоррозионным действием, планируемым сроком службы и наименьшей себестоимостью. Проблема разработки достаточно обоснованной нормативнотехнической документации на наружное покрытие труб, обеспечивающей его требуемое качество и срок службы, является одной из наиболее актуальных для нефтегазовой отрасли, учитывая высокую металлоемкость и значительную протяженность нефтегазопроводов, а также значительную коррозионную активность большинства грунтовых сред. Известно, что с течением времени происходит изменение показателей качества покрытия труб под влиянием различных эксплуатационных факторов, что приводит к нарушению его противокоррозионного действия. Интервал времени, в течение которого сохраняется требуемое противокоррозионное действие покрытия труб в эксплуатационных условиях, определяет срок службы этого покрытия. Наиболее объективным показателем противокоррозионного действия покрытия труб является скорость подпленочной коррозии защищаемого металла, допустимое значение которой определяется планируемым ресурсом трубопровода, режимом его работы и геометрическими размерами трубы. К числу основных эксплуатационных факторов, вызывающих изменение противокоррозионного действия наружного покрытия подземных трубопроводов, относятся грунтовая среда, температура и различные виды механического воздействия. Наряду с собственными внутренними термовлагоусадочными напряжениями наружное покрытие труб испытывает внешние механические воздйтвия1I1идлни транспортируемой среды, контактное давление грунта и трубопровода, значительную силу трения со стороны грунта при его смещении относительно трубопровода. В большинстве случаев покрытие испытывает воздействие как постоянных, так и переменных напряжений от внешних нагрузок, что обусловливает возникновение и развитие процессов статической и циклической усталости, приводящих к необратимым изменениям свойств материала покрытия, его растрескиванию или отслаиванию от металла трубы. В настоящее время отечественная и зарубежная промышленности выпускают достаточно большое количество разнообразных лакокрасочных и полимерных материалов, рекомендуемых для наружного противокоррозионного покрытия подземных трубопроводов. Для определения соответствия этих материалов их назначению возникает необходимость ускоренной оценки противокоррозионного действия и ориентировочного срока службы покрытия на их основе в заданных условиях эксплуатации трубопровода. Грунтовая среда, контактирующая с наружной поверхностью подземного трубопровода, в большинстве случаев обладает свойствами электролита. При контакте металла труб с подобной средой возникает электрохимическая коррозия. Теоретические основы противокоррозионного действия лакокрасочных и полимерных покрытий металла разработаны достаточно полно 3, , , , , , , , , , , , , , , 6. Согласно современным представлениям торможение коррозионного процесса металла под лакокрасочным покрытием, обусловлено комплексом факторов изоляционными, электроизоляционными, адгезионными свойствами покрытия, его способностью замедлять диффузию и перенос коррозионноактивных компонентов эксплуатационной среды к поверхности метатла, пассивировать и электрохимически защищать металл. Лакокрасочные и полимерные покрытия не изменяют электрохимическую природу коррозионного процесса метатла, а лишь обеспечивают его торможение.