zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2026-92-1-35-41zldm-2700Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВSTRUCTURE AND PROPERTIES INVESTIGATIONОпределение скорости углекислотной коррозии по концентрации железа в испытательной средеDetermination of the rate of carbon dioxide corrosion by the concentration of iron in the test environmentКазадаевД. С.KazadaevD. S.

Дмитрий Сергеевич Казадаев

445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, д. 14

443001, г. Самара, ул. Набережная реки Самары, д. 1

Dmitry S. Kazadaev

14, Belorusskaya ul., Tolyatti, 445020

1, ul. Naberezhnaya reki Samary, Samara, 443001

chinon@yandex.ruВыбойщикМ. А.VyboyshchikM. A.

Михаил Александрович Выбойщик

445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, д. 14

Mikhail A. Vyboyshchik

14, Belorusskaya ul., Tolyatti, 445020

РевякинВ. А.RevyakinV. A.

Виктор Анатольевич Ревякин

443001, г. Самара, ул. Набережная реки Самары, д. 1

Victor A. Revyakin

1, ul. Naberezhnaya reki Samary, Samara, 443001

Тольяттинский государственный университет; ООО «ИТ-Сервис»РоссияTolyatti State University; «IT-Service» LLCRussian FederationТольяттинский государственный университетРоссияTolyatti State UniversityRussian FederationООО «ИТ-Сервис»Россия«IT-Service» LLCRussian Federation2026290120269213541Copyright © Казадаев Д.С., Выбойщик М.А., Ревякин В.А., 20262026Казадаев Д.С., Выбойщик М.А., Ревякин В.А.Kazadaev D.S., Vyboyshchik M.A., Revyakin V.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/2700

Основной параметр, используемый для характеристики стойкости материалов к коррозионному разрушению, — скорость коррозии, которую оценивают по величине разрушения за определенное время, при этом представляют усредненное значение на произвольно выбранной базе испытаний. Однако существующие методы измерения скорости коррозии не дают представлений о кинетике развития коррозионных повреждений во времени, что затрудняет прогнозирование работоспособности и оценку ресурса эксплуатации узлов и механизмов. В работе представлены результаты определения скорости углекислотной коррозии по концентрации железа в испытательной среде. В процессе коррозионных испытаний измеряли концентрацию железа, перешедшего в испытательную среду, и на основе данных о потере железа определяли скорость коррозионного разрушения. Анализировали также влияние температуры испытаний, состава и структурного состояния трубных сталей на кинетику развития углекислотной коррозии. Приведены зависимости изменения скорости коррозии и развития коррозионных процессов. Показано, что усредненные значения скорости коррозии при длительных испытаниях хорошо согласуются со значениями, полученными гравиметрическим и электрохимическим методами. Полученные результаты и предлагаемый подход могут быть использованы для совершенствования методик определения и оценки динамики изменения скорости коррозии в процессе воздействия коррозионной среды.

The main parameter used to characterize the resistance of materials to corrosion is the corrosion rate, which is estimated by the amount of deterioration over a certain time, while the average value is presented on an arbitrarily selected test base. However, current corrosion rate measurement methods do not adequately capture the kinetics of corrosion development, hindering the ability to predict the lifespan and serviceability of components. The results of determining the corrosion rate of carbon dioxide by the concentration of iron ions in the test environment are presented in the paper. During the corrosion tests, the concentration of iron transferred to the test environment was measured, and the rate of corrosion destruction was determined based on data on iron loss. The influence of test temperature, composition, and structural condition of pipe steels on the kinetics of carbon dioxide corrosion development was also analyzed. The dependences of the change of corrosion rate and the development of corrosion processes are given. It is shown that the average corrosion rates values during long-term tests correlate well with results from gravimetric and electrochemical methods. The results obtained and the proposed approach can be used to improve methods for determining and evaluating the dynamics of changes in the rate of corrosion during exposure to a corrosion environment.

углекислотная коррозияскорость коррозиикоррозионные процессыпродукты коррозииcarbon dioxide corrosioncorrosion ratecorrosion processescorrosion productsReferencesМаркин А. Н. О прогнозировании углекислотной коррозии стали в условиях образования осадков солей / Защита металлов. 1995. № 4. С. 394 – 400.Markin A. N. On the prediction of carbon dioxide corrosion of steel in conditions of salt precipitation / Zashch. Met. 1995. No. 4. P. 394 – 400 [in Russian].Артеменков В. Ю., Корякин А. Ю., Дикамов Д. В. и др. Организация коррозионного мониторинга на объектах второго участка ачимовских отложений уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения / Газовая промышленность. 2017. ¹ 2. С. 74 – 78.Artemenkov V. Yu., Koryakin A. Yu., Dikamov D. V., et al. Organization of corrosion monitoring at the facilities of the second section of the Achimov deposits of the Urengoy oil and gas condensate field / Gaz. Prom. 2017. No. 2. P. 74 – 78 [in Russian].Kohl A., Nielsen R. Gas purification. — Houston: Gulf Pub. Co., Book Division, 1985. — 900 p.Kohl A., Nielsen R. Gas purification. — Houston: Gulf Pub. Co., Book Division, 1985. — 900 p.Chen C. F., Lu M. X., Sun D. B. Effect of chromium on the pitting resistance of oil tube steel in a carbon dioxide corrosion system / Corrosion. 2005. Vol. 61. No. 6. P. 594 – 601. DOI: 10.5006/1.3278195Chen C. F., Lu M. X., Sun D. B. Effect of chromium on the pitting resistance of oil tube steel in a carbon dioxide corrosion system / Corrosion. 2005. Vol. 61. No. 6. P. 594 – 601. DOI: 10.5006/1.3278195Ефимов А. А. Локальная коррозия углеродистой стали нефтепромыслового оборудования / Защита металлов. 1995. № 6. С. 604 – 608.Efimov A. A. Local corrosion of carbon steel of oilfield equipment / Zashch. Met. 1995. Vol. 31. No. 6. P. 604 – 608 [in Russian].Иоффе А. В., Выбойщик М. А., Трифонова Е. А., Суворов П. В. Влияние химического состава и структуры на стойкость нефтепроводных труб к углекислотной коррозии / Металловедение и термическая обработка металлов. 2010. № 2. С. 9 – 14.Ioffe A. V., Vyboishchik M. A., Trifonova E. A., Suvorov P. V. The effect of chemical composition and structure on the resistance of oil line pipes to carbon dioxide corrosion / Metalloved. Term. Obrab. Met. 2010. No. 2. P. 9 – 14 [in Russian].Иоффе А. В., Тетюева Т. В., Ревякин В. А. и др. Коррозионно-механическое разрушение трубных сталей в процессе эксплуатации / Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. № 10. С. 22 – 28. DOI: 10.18323/2073-5073-2019-2-6-17Ioffe A. V., Tetyueva T. V., Revyakin V. A., et al. Corrosion-mechanical destruction of pipe steels during operation / Metalloved. Term. Obrab. Met. 2012. No. 10. P. 22 – 28 [in Russian]. DOI: 10.18323/2073-5073-2019-2-6-17Тетюева Т. В., Иоффе А. В., Выбойщик М. А. и др. Влияние модифицирования, микролегирования и термической обработки на коррозионную стойкость и механические свойства стали 15Х5М / Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. ¹ 10. С. 15 – 22. DOI: 10.18323/2073-5073-2018-3-31-37Tetyueva T. V., Ioffe A. V., Vyboishchik M. A., et al. Effect of modification, microalloying and heat treatment on corrosion resistance and mechanical properties of 15KH5M steel / Metalloved. Term. Obrab. Met. 2012. No. 10. P. 15 – 22 [in Russian]. DOI: 10.18323/2073-5073-2018-3-31-37Kahyarian A., Singer M., Nesic S. Modeling of uniform CO2 corrosion of mild steel in gas transportation systems / J. Nat. Gas Sci. Eng. 2016. No. 29. P. 530 – 549. DOI: 10.1016/j.jngse.2015.12.052Kahyarian A., Singer M., Nesic S. Modeling of uniform CO2 corrosion of mild steel in gas transportation systems / J. Nat. Gas Sci. Eng. 2016. No. 29. P. 530 – 549. DOI: 10.1016/j.jngse.2015.12.052Маркин А. Н., Низамов Р. Э. CO2-коррозия нефтепромыслового оборудования. — М.: ВНИИОЭНГ, 2003. — 188 с.Markin A. N., Nizamov R. E. CO2 corrosion of oilfield equipment. — Moscow: VNIIOÉNG, 2003. — 188 p. [in Russian].Gowers K. R., Millard S. G., Gill J. S., Gill R. P. Programmable linear polarisation meter for determination of corrosion rate of reinforcement in concrete structures / Br. Corros. J. 1994. Vol. 29. No. 1. P. 25 – 32. DOI: 10.1179/000705994798267Gowers K. R., Millard S. G., Gill J. S., Gill R. P. Programmable linear polarisation meter for determination of corrosion rate of reinforcement in concrete structures / Br. Corros. J. 1994. Vol. 29. No. 1. P. 25 – 32. DOI: 10.1179/000705994798267Выбойщик М. А., Иоффе А. В. Разработка стали стойкой к углекислой коррозии в нефтепромысловых средах / Перспективные материалы: учеб. пособие. — Тольятти: ТГУ, 2017. DOI: 10.18323/2073-5073-2019-2-6-17Vyboyschik M. A., Ioffe A. V. Development of steel resistant to carbon dioxide corrosion in oilfield environments / Perspective materials. — Tolyatti: TGU, 2017 [in Russian]. DOI: 10.18323/2073-5073-2019-2-6-17Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Ибатуллин К. А. Исследование коррозии объектов инфраструктуры газодобычи в присутствии CO2 аналитическими методами контроля / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 10. С. 23 – 30. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-10-23-30Vagapov R. K., Zapevalov D. N., Ibatullin K. A. Study of corrosion of gas production infrastructure objects in the presence of CO2 by the methods of analytical control / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2020. Vol. 86. No. 10. P. 23 – 30 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-10-23-30Новиков В. Ф., Муратов К. Р., Соколов Р. А., Устинов В. П. Определение коррозионной стойкости низколегированных сталей магнитным методом / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 5. С. 31 – 36. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-5-31-36Novikov V. F., Muratov K. R., Sokolov R. A., Ustinov V. P. Determination of the corrosion resistance of low alloyed steels by magnetic method / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2020. Vol. 86. No. 5. P. 31 – 36 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-5-31-36Карякин А. Ю., Кобычев И. В., Калиниченко И. В., Юсупов А. Д. Условия протекания углекислотной коррозии на объектах добычи ачимовских отложений, методы контроля и прогнозирования / Газовая промышленность. 2017. № 12. С. 84 – 89.Karyakin A. Yu., Kobychev I. V., Kalinichenko I. V., Yusupov A. D. Conditions of carbon dioxide corrosion at production facilities of Achimov deposits, methods of control and forecasting / Gaz. Prom. 2017. No. 12. P. 84 – 89 [in Russian].Маркин А. Н. Расчет максимальной скорости локальной коррозии трубопроводов систем сбора нефти по данным весовых измерений, получаемым с помощью образцов контроля коррозии / Нефтепромысловое дело. 2020. № 12. С. 72 – 73. DOI: 10.31615/j.corros.prot.2021.99.1-3Markin A. N. Calculation of the maximum rate of local corrosion of pipelines of oilgathering systems according to the data of weight measurements obtained by means of corrosion control samples / Nefteprom. Delo. 2020. No. 12. P. 72 – 73 [in Russian]. DOI: 10.31615/j.corros.prot.2021.99.1-3Вагапов Р. К., Прокопенко А. Ю., Томский И. С. Оценка зависимости скорости коррозии стали на объектах инфраструктуры углеводородных месторождений от минерализации и температуры / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 6. С. 41 – 44. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-6-41-44Vagapov R. K., Prokopenko A. Yu., Tomsky I. S. Assessment of the steel corrosion rate at the infrastructure facilities of hydrocarbon deposits as a function of the mineralization and temperature / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2021. Vol. 87. No. 6. P. 41 – 44 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-6-41-44Оценка скорости общей коррозии в модельной CO2-содержащей среде. — Самара: ИТ-Сервис, 2021. — 14 с.Assessment of the rate of general corrosion in a model CO2 containing environment. — Samara: IT-Service, 2021. — 14 p. [in Russian].Kondo K., Choi Y.-S., Nešić S. Effect of a small amount of Cr and Mo on aqueous CO2 corrosion of low-alloyed steel and formation of protective FeCO3 in near-saturation conditions / Corrosion. 2022. Vol. 79. No. 1. P. 97 – 110. DOI: 10.5006/4100Kondo K., Choi Y.-S., Nešić S. Effect of a small amount of Cr and Mo on aqueous CO2 corrosion of low-alloyed steel and formation of protective FeCO3 in near-saturation conditions / Corrosion. 2022. Vol. 79. No. 1. P. 97 – 110. DOI: 10.5006/4100Pessu F., Barker R., Neville A. The influence of pH on localized corrosion behavior of X65 carbon steel in CO2-saturated brines / Corrosion. 2015. Vol. 71. No. 12. P. 1452 – 1466. DOI: 10.5006/1770Pessu F., Barker R., Neville A. The influence of pH on localized corrosion behavior of X65 carbon steel in CO2-saturated brines / Corrosion. 2015. Vol. 71. No. 12. P. 1452 – 1466. DOI: 10.5006/1770Выбойщик М. А., Иоффе А. В., Федотова А. В. Разрушение соединительных деталей нефтепромысловых трубопроводов в процессе эксплуатации / Нефтяное хозяйство. 2022. ¹ 4. С. 90 – 96. DOI: 10.18323/2073-5073-2020-3-7-18Vyboyschik M. A., Ioffe A. V., Fedotova A. V. Destruction of connecting parts of oilfield pipelines during operation / Neft. Khoz. 2022. No. 4. P. 90 – 96 [in Russian]. DOI: 10.18323/2073-5073-2020-3-7-18

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