Средства защиты от коррозии магистрального нефтегазопровода

Наиболее популярным способом транспортировки газа и нефти является использование трубопроводов.  Данный способ используется уже порядка сотни лет, при этом их использование обеспечивает быструю безаварийную передачу больших объемов сырья.  Долговечность и безопасность эксплуатации трубопровода  зависит от методов применяемой защиты против коррозии. Именно поэтому рассмотрение данных методов, их преимуществ и недостатков является достаточно актуальной тематикой.

 Объектом исследования является транспортировка нефти и газа по магистральным трубопроводам, а предметом – средства защиты от коррозии магистральных трубопроводов.

Целью данной работы является анализ методов защиты от коррозии магистральных нефтегазопроводов.

В первой части работы будет рассмотрено понятие и виды коррозии, во второй дан обзор существующих методов защиты от коррозии.

Глава 1. Понятие и виды коррозии

1.1 Понятие коррозии металлов

Коррозия металлов – это процесс самопроизвольного разрушения металлов и сплавов под действием окружающей среды (от лат. corrosio - разъедание)[4].

Коррозия  имеет в основном отрицательные  последствия:

 - экономические потери в результате разрушения трубопроводов, деталей машин, судов, мостов и других металлоконструкций. Потери сырья и продукции из-за разрушения газопроводов, нефтепроводов,  водопроводов;

 - загрязнение продукции, что приводит к снижению ее качества;

-  уменьшение надежности работы металлоконструкций;

-  ущерб природе (утечка нефтяных и химических продуктов);

 -  угнетение роста и развития живых организмов, при попадании продуктов коррозии в окружающую среду.

 К положительным последствиям коррозии можно отнести самопроизвольное разрушение металлических отходов в природе.

 По химической природе коррозия относится к окислительно-восстановительным процессам.

Электрохимическая коррозия.

Это наиболее распространенный вид коррозии. Разрушение металла протекает в среде электролита и сопровождается возникновением в системе электрического тока.   К электролитам относятся влажный воздух, морская и речная вода, конденсированная влага, растворы солей, щелочей, кислот. В качестве частиц-окислителей выступают ионы водорода () и растворенный в воде кислород ().

 Поверхность любого металла или сплава является энергетически неоднородной из-за наличия примесей или вкраплений другого металла. При контакте с электролитами одни участки поверхности заряжаются положительно (катод), а другие – отрицательно (анод). Таким образом, поверхность металла представляет совокупность большого числа анодных и катодных участков (гальванических элементов). На анодных участках протекает окисление (разрушение) металла:

На катодных участках происходит восстановление окислителя ( или ):

 Электрохимическая коррозия может быть усилена, если металл находится в контакте с другим металлом (в нашем исследовании - медь, цинк).

Железо - наиболее часто  используемый человеком металл. Продукт коррозии железа  -  бурая   ржавчина  представляет  собой   смесь   гидроксидов железа (II) и железа (Ш), продуктов их разложения и взаимодействия с углекислым газом, другими веществами из окружающей среды, что ведет к увеличивает загрязнения водоемов.

Рассмотрим  коррозию железа  с примесями меди. Железо более активный металл и является анодом, а медь становится катодом.  

Если процесс протекает в кислой среде  (), то основным  окислителем являются ионы   и протекают соответствующие  процессы:

Если окружающая среда щелочная или нейтральная (), то окислителем является , растворенный в воде. При этом на аноде и катоде протекают следующие первичные процессы:

и вторичные процессы на катоде:

Уменьшение влажности приводит к  дегидратации  и образованию ржавчины  .

 Коррозия является самопроизвольно протекающим процессом. На скорость коррозии оказывают влияние следующие факторы:

 -  природа металла и примесей. Чем сильнее отличаются металлы (металл и примеси) по своей химической активности, тем скорость коррозии больше.

 - температура. С ростом температуры скорость коррозии также увеличивается.

1. Зарубина, Л.П. Защита зданий, сооружений, конструкций и оборудования от коррозии. Биологическая защита. Материалы, технологии, инструменты и оборудование. / Л.П. Зарубина. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. - 224 c.
2. Зарубина, Л.П. Защита зданий, сооружений, конструкций и оборудования от коррозии. Биологическая защита. Материалы, технологии, инструменты и оборудование / Л.П. Зарубина. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. - 224 c.
3. Мустафин, Ф.М. Защита трубопроводов от коррозии. В 2-х книгах. Том 2 / Ф.М. Мустафин, Л.И. Быков и др. - М.: Недра, 2007. - 708 c.
4. Мустафин, Ф.М. Защита трубопроводов от коррозии. В 2-х книгах. Т 1 / Ф.М. Мустафин, М.В. Кузнецов и др. - М.: Недра, 2005. - 620 c.
5. Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии: Учебное пособие / И.В. Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 416 c.
6. Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии 2010: Учебное пособие / И.В. Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов. - М.: Физматлит, 2010. - 416 c.
7. Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В. Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов. - М.: Физматлит, 2010. - 416 c.
8. Скороходов, В.Д. Защита неметаллических строительных материалов от биокоррозии. / В.Д. Скороходов. - М.: Высшая школа, 2004. - 204 c.
9. Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Пер. с англ./Под ред. А. М. Сухотина.—Л.: Химия, 1989.— Пер. изд., США, 1985. — 456 с.