zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2025-91-10-5-13zldm-2617Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISРентгенофлуоресцентное определение серы в продуктах коррозии как способ оценки целостности нефтезаводского оборудованияDetermination of sulfur in corrosion products by X-ray fluorescence analysis as a method of assessing the integrity of oil refinery equipmentИванченкоА. Ю.IvanchenkoA. Yu.

Алина Юрьевна Иванченко.

400078, г. Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, д. 98б.

Alina Yu. Ivanchenko.

98b, prosp. im. V. I. Lenina, Volgograd, 400078

РодинС. С.RodinS. S.

Сергей Сергеевич Родин.

400078, г. Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, д. 98б.

Sergey S. Rodin.

98b, prosp. im. V. I. Lenina, Volgograd, 400078.

sserodin@vnikti.rosneft.ruПьянковаЛ. А.PyankovaL. A.

Любовь Алексеевна Пьянкова.

190020, г. Санкт-Петербург, Рижский просп., д. 30, литера А, а/я 57.

Lyubov A. Pyankova.

P.O. Box 57, 30, letter A, Rizhsky prosp., St. Petersburg, 190020.

Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт оборудования нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (АО «ВНИКТИнефтехимоборудование»)РоссияAll-Russian Scientific Research and Design and Technological Institute of Equipment for Oil Refining and Petrochemical Industry (JSC «VNIKTIneftekhimoborudovanie»)Russian FederationООО «НПО «СПЕКТРОН»РоссияLLC «NPO «SPECTRON»Russian Federation2025261020259110513Copyright © Иванченко А.Ю., Родин С.С., Пьянкова Л.А., 20252025Иванченко А.Ю., Родин С.С., Пьянкова Л.А.Ivanchenko A.Y., Rodin S.S., Pyankova L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/2617

Оценены аналитические возможности метода рентгенофлуоресцентной спектрометрии с волновой дисперсией (РФА ВД) при определении общей серы в коррозионных отложениях нефтезаводского и нефтехимического оборудования в целях ранней диагностики деградации материалов. Проанализированы образцы отложений, отобранные с различного технологического оборудования, подверженного воздействию агрессивных сред. Общее содержание серы определяли безэталонным методом фундаментальных параметров и на основе градуировочных зависимостей, которые строили при анализе стандартных образцов с использованием регрессионных моделей. В качестве стандартных служили образцы коррозионных отложений технологического оборудования, основой которых являются сульфиды и сульфаты железа. Содержание серы в стандартных образцах устанавливали гравиметрически. При построении градуировочных зависимостей необходимо предварительно изучить влияние железа (основы) и других значимых компонентов (например, кальция) на результат определения серы. Для корректного определения серы также следует учитывать ее преобладающую валентную форму в продуктах коррозии: сульфатную форму нахождения серы подтверждает наличие сателлитного пика SKβ’ в спектре рентгеновской флуоресценции. Разработанная методика позволяет оперативно проводить анализ, необходимый для контроля состояния оборудования нефтегазовых предприятий, прогнозирования остаточного ресурса и оценки рисков, связанных с эксплуатацией.

The analytical capabilities of wavelength-dispersive X-ray fluorescence spectrometry (WDXRF) for determination of total sulfur content in corrosion deposits formed on oil refinery and petrochemical processing equipment are evaluated to prevent equipment failures. Deposit samples collected from diverse process equipment exposed to corrosive environments have been analyzed. The total sulfur content was determined using the standard-free method of fundamental parameters and calibration dependences plotted at the reference samples analysis using regression models. Samples of corrosion deposits of technological equipment containing iron sulfides and sulfates were taken as reference materials. The sulfur content in them was determined gravimetrically. A preliminary study was conducted to estimate the influence of other sample components on the results of sulfur determination. It was found that when plotting calibration dependences, it is necessary to take into account not only the concentration of Fe (matrix), but also the other significant elements such as Ca. For the correct sulfur determination its prevalent valence form should be also considered: sulfate form is confirmed by the satellite SKβ’ peak in XRF spectrum. The developed technique allows the express monitoring of equipment at oil and gas facilities predicting remaining service life, and evaluating operational risks.

коррозияцелостность оборудованиярентгенофлуоресцентный анализсераопределениеcorrosionequipment integrityX-ray fluorescence analysissulfurdeterminationReferencesЯщенко И. Г., Перемитина Т. О., Лучкова С. В. Исследование особенностей физико-химических свойств сернистых нефтей с применением кластерного анализа и метода главных компонент / Геология нефти и газа. 2016. № 4. С. 70 – 76.Iashchenko I. G., Peremitina T. O., Luchkova S. V. Investigation of physical and chemical properties of sulphurous oils using factor analysis and principal components analysis / Russian Oil Gas Geol. 2016. No. 4. P. 70 – 76 [in Russian].Лукашов С. В., Пуцко Т. В., Ноздрачева Е. В. Оптимизация метода количественного определения сероводорода в нефти / МНИЖ. 2024. № 4. С. 142 – 149. DOI: 10.23670/irj.2024.142.149Lukashov S. V., Putsko T. V., Nozdracheva E. V. Optimization of the method for quantitative determination of hydrogen sulphide in oil / Int. Sci. J. 2024. No. 4. P. 142 – 149 [in Russian]. DOI: 10.23670/irj.2024.142.149Лисовский Н. Н., Халимов Э. М. О классификации трудноизвлекаемых запасов / Вест. ЦКР Роснедра. 2009. № 6. С. 33 – 35.Lisovskii N. N., Khalimov E. M. On the classification of hard-to-recover reserves / Vest. TsKR Rosnedra. 2009. No. 6. P. 33 – 35 [in Russian].Снигирь Д. Н. Ретроспективный анализ причин аварий на магистральном трубопроводе / Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2024. № 12-3. С. 203 – 207. DOI: 10.24412/2500-1000-2024-12-3-203-207Snigir D. N. Retrospective analysis of the causes of accidents on the main pipeline / Mezhdunar. Zh. Gum. Estestv. Nauk. 2024. No. 12-3. P. 203 – 207 [in Russian]. DOI: 10.24412/2500-1000-2024-12-3-203-207Лысова В. Н., Хайбулов Р. А. Компиляция данных по оптимизации работы трубчатых печей / Нефтегазовые технологии и экологическая безопасность. 2023. № 3. С. 7 – 14. DOI: 10.24143/18120-9498-2023-3-7-14Lysova V. N., Khaibulov R. A. Compilation of data on optimizing tubular furnaces operation / Neftegaz. Tekhnol. Ékol. Bezopasnost’. 2023. No. 3. P. 7 – 14 [in Russian]. DOI: 10.24143/18120-9498-2023-3-7-14Сафронова Е. В., Спиридонов А. В., Молоток Е. В., Трус В. А. Компьютерное моделирование и оптимизация процессов теплообмена в программе Ansys на примере теплообменного аппарата установки АВТ-2 ОАО «НАФТАН» / Вест. Полоцкого гос. ун-та. Серия B. Промышленность. Прикладные науки. 2024. № 1. С. 95 – 100. DOI: 10.52928/2070-1616-2024-49-1-95-100Safronova E. V., Spiridonov A. V., Molotok E. V., Trus V. A. Computer simulation and optimization of heat transfer processes in ansys software using the example of heat exchanger installation AVT-2 JSC «NAFTAN» / Vest. Polotsk. Gos. Univ. Ser. B. Prom. Prikl. Nauki. 2024. No. 1. P. 95 – 100 [in Russian]. DOI: 10.52928/2070-1616-2024-49-1-95-100Тангиев М. М., Назаров В. П. Предремонтная подготовка резервуаров, осложненная пирофорными отложениями / Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2024. № 3. С. 52 – 57. DOI: 10.25257/fe.2024.3.52-57Tangiev M. M., Nazarov V. P. Premaintenance works at tanks complicated by pyrophoric sediments / Fires Emerg. 2024. No. 3. P. 52 – 57 [in Russian]. DOI: 10.25257/fe.2024.3.52-57Пахомова М. И., Лозинский А. В., Ефимов В. Н., Кучин Д. П. Решение проблем высокотемпературной сернистой коррозии на установках первичной переработки нефти / Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. 35. № 5. С. 131 – 134.Pakhomova M. I., Lozinskii A. V., Efimov V. N., Kuchin D. P. Solving the problems of high-temperature sulphurous corrosion in primary oil refining units / Usp. Khimii Khim. Tekhnol. 2021. Vol. 35. No. 5. P. 131 – 134 [in Russian].Панков А. Н. Анализ качества информационных автоматизированных систем управления предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности / Вест. РИНХ. 2012. № 4(40). С. 128 – 133.Pankov A. N. Analysis of the quality of information automated enterprise management systems in the oil refining industry / Vestn. RINKh. 2012. No. 4(40). P. 128 – 133 [in Russian].Крекнин Ю. С., Сафонов Л. А. Рентгеноспектральный анализ продуктов износа газотурбинных двигателей способом фундаментальных параметров / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 4. С. 12 – 15.Kreknin Yu. S., Safonov L. A. X-ray spectral analysis of wear products of gas turbine engines by the method of fundamental parameters / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2007. Vol. 73. No. 4. P. 12 – 15 [in Russian].Равшанов М. И., Аронбаев Д. М., Аронбаев С. Д. Критический обзор стандартных методов определения серы в нефтепродуктах и моторных топливах / Universum: химия и биология. 2024. № 9(123). С. 49 – 70. DOI: 10.32743/unichem.2024.123.9.18161Ravshanov M. I., Aronbaev D. M., Aronbaev S. D. A critical review of standard methods for the determination of sulfur in petroleum products and motor fuels / Universum: Khim. Biol. 2024. No. 9(123). P. 49 – 70 [in Russian]. DOI: 10.32743/unichem.2024.123.9.18161Горшков А. А., Авдин В. В., Учаев Д. А. и др. Физико-химические характеристики нанокомпозитов Fe3O4/TiO2 и Fe3O4/SiO2/TiO2, синтезированных гидротермальным пероксидным методом / Вест. ЮУрГУ. Серия: Химия. 2023. Т. 15. № 4. С. 139 – 148. DOI: 10.14529/chem230405Gorshkov A. A., Avdin V. V., Uchaev D. A., et al. Physico-chemical characteristics of Fe3O4/TiO2 and Fe3O4/SiO2/TiO2 nanocomposites synthesized by the hydrothermal peroxide method / Vest. YuUrGU. Ser. Khimiya. 2023. Vol. 15. No. 4. P. 139 – 148 [in Russian]. DOI: 10.14529/chem230405Чубаров В. М. Рентгенофлуоресцентное определение валентного состояния серы в золотосодержащих рудах / Вопросы естествознания. 2015. № 2(6). С. 73 – 76.Chubarov V. M. X-ray fluorescence determination of sulfur valence state in Au-containing ores / Vopr. Estestvozn. 2015. No. 2(6). P. 73 – 76 [in Russian].Sanchez E., Torres Deluigi M., Castellano G. Binding effects in sulfur Kα and Kβ X-ray emission spectra / J. Anal. At. Spectrom. 2019. Vol. 34. No. 2. P. 274 – 283. DOI: 10.1039/c8ja00345aSanchez E., Torres Deluigi M., Castellano G. Binding effects in sulfur Kα and Kβ X-ray emission spectra / J. Anal. At. Spectrom. 2019. Vol. 34. No. 2. P. 274 – 283. DOI: 10.1039/c8ja00345aПьянкова Л. А., Леванова О. В., Антонова А. А., Букин К. В. Определение валентного состояния серы в золотосодержащих рудах на WDXRF-спектрометре Спектроскан Макс-GVM / Сборник тезисов XX Международного совещания по кристаллохимии, рентгенографии и спектроскопии минералов. Санкт-Петербург, 2024. С. 143.Pyankova L. A., Levanova O. V., Antonova A. A., Bukin K. V. Determination of sulfur oxidation state in gold ores by the WDXRF spectrometer Spektroskan Maks-GVM / Proc. of XX Int. Meeting on Crystal Chemistry, X-ray Diffraction and Spectroscopy of Minerals. St. Petersburg, 2024. P. 134 [in Russian].Кузьмина Т. Г., Хохлова И. В., Ромашова Т. В., Тронева М. А. Практика использования различных способов подготовки проб для рентгенофлуоресцентного определения макроэлементов в геологических породах, почвах и осадках / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2025. Т. 91. № 1. С. 15 – 23. DOI: 10.26896/1028-6861-2025-91-15-23Kuzmina T. G., Khokhlova I. V., Romashova T. V., Troneva M. A. The practice of using various methods of sample preparation for the X-ray fluorescence determination of macroelements in geological rocks, soils and sediments / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2025. Vol. 91. No. 1. P. 15 – 23 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2025-91-15-23Финкельштейн А. Л., Сычева В. И., Чубаров В. М. и др. Рентгенофлуоресцентное определение основных элементов хромовых руд в прессованных порошковых пробах / Журн. СФУ. Серия: Химия. 2023. № 1. С. 116 – 126.Finkel’shtein A. L., Sycheva V. I., Chubarov V. M., et al. X-ray fluorescence determination of major elements in powder chromium ore samples prepared as pressed pellets / Zh. SFU. Ser. Khimiya. 2023. No. 1. P. 116 – 126 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.