Введение
Современные системы трубопроводного транспорта нефти сформировались в основном, в период существования СССР. Следует отметить, что ей присущи основные особенности, характерные для больших систем энергетики. К ним относятся взаимосвязь с другими отраслями промышленности, территориальная распределенность, непрерывность развития и обновления, инерционность и непрерывность функционирования, неравномерность процессов приема и сдачи нефти.
Действующие трубопроводы, построенные в течение многих десятилетий, отличаются друг от друга по степени надежности, то есть по уровню принятых технических решений, нормативам проектирования, технологии строительства, качеству труб, технологии проведения технологического обслуживания и ремонта.
Подземные трубопроводы являются сооружениями, не подвергающимися практически моральному износу. Срок их эксплуатации при антикоррозионной защите может достигать многих десятков лет.
Следовательно, долговечность трубопровода непосредственно зависит от уровня развития средств противокоррозионной защиты, то есть изоляционного покрытия и средств ЭХЗ.
Металлический изолированный трубопровод, уложенный в грунт, имеет незначительные контакты с влагой через неплотности в слое изоляции.
Почвенная влага представляет собой электролит различного состава и концентрации, контакт металла с почвенный электролитом вызывает его коррозию.
Известно, что ущерб причиняемый коррозией не ограничивается невозвратимой потерей металла. Даже относительно небольшая коррозия может быть причиной выхода из строя всего трубопровода, вызывая значительные экономические издержки и тяжелые экологические последствия. Для предотвращения развития коррозионных повреждений применяется комбинированная защита трубопроводов: нанесение изоляционных покрытий и электрохимзащиты трубопровода (ЭХЗ).
В данном дипломном проекте я рассмотрел комбинированную защиту магистрального нефтепровода УБКУА (Ленинск-Нурлино). Трубопровод осуществляет перекачку Тюменских нефтей. Протяженность участка трубопровода 280 км, диаметр 1220 мм.
1 Технологическая часть
1.1 Классификация коррозионных процессов
Коррозия металлов ̶ это процесс, вызывающий разрушение металла или изменение его свойств в результате химического либо электрохимического воздействия окружающей среды.
По характеру взаимодействия металла со средой различают два основных типа коррозии:
̶ химическую
̶ электрохимическую
Химическая коррозия металла происходит по законам кинетики химических реакций металла с окружающей газообразной или жидкой средой. При этом продукты коррозии образуются непосредственно на всем участке поверхности металла, находящемся в контакте с агрессивной средой. С химическим механизмом протекают следующие виды коррозионных процессов:
̶ газовая коррозия – окисление металла кислородом или другим газом при высокой температуре и полном отсутствии жидкостной пленки на поверхности металлического изделия (например, коррозия лопаток газовых турбин на компрессорных станциях газопроводов, дымогарных труб котельных установок, выхлопных коллекторов двигателей внутреннего сгорания, образование окалины при нагреве и прокате металла);
̶ коррозия в неэлектролитах – разрушение металла в жидких или газообразных агрессивных средах, обладающих малой электропроводностью (например, коррозия стали в бензине, бензоле, при контакте с серой при температуре свыше 200 С, коррозия внутренней поверхности трубопроводов и аппаратуры при перекачке высокосернистых сортов нефти. В условиях магистральных трубопроводов наиболее распространена электрохимическая
коррозия ̶ окисление металлов в электропроводных средах, сопровождающееся образованием электрического тока.
Рисунок 1 ̶ Классификация коррозионных процессов
Термином "электрохимическая коррозия" объединяют следующие виды коррозионных процессов:
1) коррозия в электролитах ̶ коррозия металлов в жидких средах, проводящих электрический ток (вода, растворы кислот, щелочей, солей);
2) почвенная коррозия ̶ коррозия подземных металлических сооружений под воздействием почвенного электролита;
3) электрокоррозия ̶ коррозия металлических сооружений под воздействием блуждающих токов;
4) атмосферная коррозия ̶ коррозия металлов в атмосфере воздуха или другого газа, содержащего пары воды;
5) биокоррозия ̶ коррозия, вызванная жизнедеятельностью микроорганизмов, вырабатывающих вещества, ускоряющие коррозионные процессы;
6) контактная коррозия ̶ коррозия металлов в присутствии воды, вызванная непосредственным контактом двух металлов.
1.2 Виды коррозионных разрушений
Процесс коррозии начинается с поверхности металлического сооружения и распространяется вглубь него. По результатам осмотра поверхности сооружения можно судить об интенсивности и характере коррозионного разрушения конструкции.
Различают сплошную и местную коррозию. В первом случае продуктами коррозии покрыта вся поверхность, находящаяся в контакте с коррозионной средой. Сплошная коррозия может быть равномерно (протекающей с одинаковой скоростью по всей поверхности,) и неравномерной (протекающей с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла). Например, коррозия углеродистой стали в морской воде. Местная коррозия ̶ это окисление металла на отдельных участках металлической поверхности. Она может быть следующих видов (рисунок 2):
1) пятнами (глубина повреждения много меньше его диаметра);
2) язвенная (глубина повреждения примерно равна его диаметру);
3) точечная (глубина повреждения много больше его диаметра);
4) подповерхностная (коррозионный процесс идет под слоем неповрежденного металла);
5) структурно-избирательная (разрушается какой-то один компонент сплава);
6) межкристаллическая (коррозионное разрушение имеет место на границе между кристаллами);
7) коррозионное растрескивание (коррозионно-механическое воздействие приводит к образованию трещин в металле).
Очевидно, что местная коррозия более опасна, чем сплошная.
В зависимости от вида коррозии ее скорость оценивают по-разному. Так, скорость сплошной равномерной коррозии определяют по потере металла за единицу времени с единицы поверхности.
Скорость язвенной, точечной, межкристаллитной коррозии характеризуют увеличением глубины коррозионного повреждения в единицу времени. Показателем скорости структурно-избирательной коррозии является изменение прочности металла (например, временного сопротивления) в единицу времени.
а - равномерное; б - неравномерное; в – структурно-избирательное; г – пятнами; д - язвами; е – точками; ж – подповерхностное; з – межкристаллическое; и - внутрикристаллическое
Рисунок 2 - Виды коррозионного разрушения металла