Определение скорости углекислотной коррозии по концентрации железа в испытательной среде

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.

1. Маркин А. Н. О прогнозировании углекислотной коррозии стали в условиях образования осадков солей / Защита металлов. 1995. № 4. С. 394 – 400.

2. 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.

3. Kohl A., Nielsen R. Gas purification. — Houston: Gulf Pub. Co., Book Division, 1985. — 900 p.

4. 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: 10.5006/1.3278195

5. Ефимов А. А. Локальная коррозия углеродистой стали нефтепромыслового оборудования / Защита металлов. 1995. № 6. С. 604 – 608.

6. 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.

7. 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: 10.18323/2073-5073-2019-2-6-17

8. Тетюева 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: 10.18323/2073-5073-2018-3-31-37

9. Kahyarian 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.2015.12.052

10. Маркин А. Н., Низамов Р. Э. CO2-коррозия нефтепромыслового оборудования. — М.: ВНИИОЭНГ, 2003. — 188 с.

11. 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: 10.1179/000705994798267

12. Выбойщик М. А., Иоффе А. В. Разработка стали стойкой к углекислой коррозии в нефтепромысловых средах / Перспективные материалы: учеб. пособие. — Тольятти: ТГУ, 2017. DOI: 10.18323/2073-5073-2019-2-6-17

13. Вагапов 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: 10.26896/1028-6861-2020-86-10-23-30

14. Новиков 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: 10.26896/1028-6861-2020-86-5-31-36

15. Карякин 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.

16. 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.2021.99.1-3

17. Вагапов 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: 10.26896/1028-6861-2021-87-6-41-44

18. Оценка скорости общей коррозии в модельной CO2-содержащей среде. — Самара: ИТ-Сервис, 2021. — 14 с.

19. 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: 10.5006/4100

20. Pessu 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: 10.5006/1770

21. Выбойщик 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: 10.18323/2073-5073-2020-3-7-18