Исследование влияния параметров испытаний на оценку стойкости сталей к углекислотной коppозии

Углекислотная коppозия – один из наиболее опасных видов разрушения металлоконструкций в нефтегазовой промышленности. Наибольшему риску подвержены промысловые стальные трубопроводы и насосно-компрессорные трубы. Для оценки стойкости сталей к углекислотной коppозии проводят лабораторные испытания, однако в настоящее время в нормативной документации отсутствуют единые требования для тех или иных параметров испытаний. В работе представлены результаты исследования влияния параметров лабораторных испытаний на оценку стойкости сталей к углекислотной коppозии. Показано, что, меняя такие параметры, как концентрация CO₂, химический состав модельной среды, ее буферные свойства и pH, шероховатость поверхности образца и др., даже в рамках одной методики можно получить различные данные. При этом основной вклад в повторяемость и воспроизводимость результатов испытаний вносят концентрация CO₂, pH модельного раствора и шероховатость поверхности образцов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке рекомендаций по выбору параметров испытаний для обеспечения удовлетворительной сходимости результатов разных лабораторий, а также единой методики оценки стойкости сталей к углекислотной коppозии.

1. Kashkovskii R. V., Ibatullin K. A. Some aspects of carbon dioxide corrosion of steel equipment and pipelines in oil and gas fields / Nauka Tekhn. Gaz. Promyshl. 2016. N 3. P. 71 – 91 [in Russian].

2. Ioffe A. V., Revyakin V. A., Borisenkova E. A., Knyazkin S. A. Features of corrosion destruction of oil and gas pipelines in the operating conditions of Komi and Western Siberia / Vekt. Nauki Tolyatti. Gos. Univ. 2010. N 4. P. 50 – 54 [in Russian].

3. Alkhimenko A. Corrosion testing of experimental steels for oilfield pipelines / Corrosion in the Oil & Gas Industry. 2019. Vol. 121. DOI: 10.1051/e3sconf/201912101001

4. Markin A. N., Nizamov R. E. CO2 corrosion of oilfield equipment. — Moscow: VNIIOENG, 2003. — 188 p. [in Russian].

5. Li W., Zhou Y., Xue Y. Corrosion behavior about tubing steel in environment with high H2S and CO2 content / Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2013. Vol. 28. N 5. P. 1038 – 1043. DOI: 10.1007/s11595-013-0815-1

6. Kostitsyna I., Shakhmatov A., Davydov A. Study of corrosion behavior of carbon and low-alloy steels in CO2-containing environments / Corrosion in the Oil & Gas Industry. 2019. Vol. 121. DOI: 10.1051/e3sconf/201912104006

7. Devyaterikova N., Nurmukhametova M., Kharlashin A., Popov Y. Types of corrosion damage of tubing in the oilfield / Corrosion in the Oil & Gas Industry. 2019. Vol. 121. DOI: 10.1051/e3sconf/201912103001

8. Zapevalov D., Vagapov R. Aspects of protection against carbon dioxide corrosion of gas production facilities / Corrosion in the Oil & Gas Industry. 2019. Vol. 121. DOI: 10.1051/e3sconf/201912102013

9. Ermakov B. S., Shaposhnikov N. O. Effect of Production Factors on Main Oil Pipeline Pipe Metal Property Formation / Metallurgist. 2018. Vol. 62. N 7. P. 766 – 771. DOI: 10.1007/s11015-018-0718-7

10. Zhou E., Yu Z., Qu J., Qi T., Han X., Zhang G. Equilibrium Solubility Modeling of CO2 in Na2Cr2O7 Solutions / Acta Physico-Chimica Sinica. 2012. Vol. 28. N 11. P. 2567 – 2573. DOI: 10.3866/PKU.WHXB201208211

11. Tan Z., Gao G., Yu Y., Gu C. Solubility of oxygen in aqueous sodium carbonate solution at pressures up to 10 MPa / Fluid phase equilibria. 2001. Vol. 180. N 1 – 2. P. 375 – 382. DOI: 10.1016/S0378-3812(01)00371-5

12. Lange R., Staaland H., Mostad A. The effect of salinity and temperature on solubility of oxygen and respiratory rate in oxygen-dependent marine invertebrates / Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 1972. Vol. 9. N 3. P. 217 – 229. DOI: 10.1016/0022-0981(72)90034-2

13. Hoar T. P., Mears D. C., Rothwell G. P. The relationships between anodic passivity, brightening and pitting / Corrosion Science. 1965. Vol. 5. N 4. P. 279 – 289. DOI: 10.1016/S0010-938X(65)90614-1

14. Liu Q. Y., Mao L. J., Zhou S. W. Effects of chloride content on CO2 corrosion of carbon steel in simulated oil and gas well environments / Corrosion science. 2014. Vol. 84. P. 165 – 171. DOI: 10.1016/j.corsci.2014.03.025

15. Zeng Z., Lillard R., Cong H. Effect of salt concentration on the corrosion behavior of carbon steel in CO2 environment / Corrosion. 2016. Vol. 72. N 6. P. 805 – 823. DOI: 10.5006/1910

16. Kauffman G. B. The Bronsted-Lowry acid base concept / Journal of Chemical Education. 1988. Vol. 65. N 1. P. 28 – 31. DOI: 10.1021/ed065p28

17. Intaeva K. V., Borisenkova E. A. Classification of mechanisms of corrosion destruction / Innov. Kach. Servis Tekhn. Tekhnol. 2018. P. 184 – 188 [in Russian].

18. Toloei A., Stoilov V., Northwood D. The relationship between surface roughness and corrosion / ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. 2013. DOI: 10.1115/IMECE2013-65498