Коррозия; дренажная, протекторная и катодная защита

АЗ – анодное заземление;
Аэрированная среда – жидкая среда, содержащая растворенный воздух.
ВЛАЗ – воздушная линия анодного заземления;
Водородный зонд – прибор для изучения процесса наводораживания (коррозионного растрескивания) металлической поверхности оборудования МН.
Гравиметрический анализ - количественный химический анализ, основан на измерении массы определяемого вещества или продукта его химического превращения. Применяют в научных исследованиях, для контроля качества сырья и готовой продукции, определения химического состава горных пород, сплавов и др. /БСЭ/
Гравиметрический метод – метод количественной оценки скорости коррозии оборудования трубопроводов.
Дренажная защита – метод защиты от коррозии металла трубопровода, состоящий в возможности и периодическом удалении оседающей влаги.
Избирательная коррозия - коррозия, разрушающая одну составляющую или один компонент сплава.
Изоляция – покрытие наружных стенок трубопровода материалом (веществом), предохраняющим поверхность металла от коррозии. Классифицируется по качественному составу (битумная, полимерная) и типу (нормальная, усиленная).
Интеркристаллитная коррозия - см. Межкристаллитная коррозия.
Катодная защита (КЗ) - метод защиты от коррозии металла трубопровода, стальных резервуаров и оборудования, состоящий в уменьшении потенциалов, вызывающих электрохимическую коррозию.
КЗ – катодная защита (второе значение аббревиатуры - контур заземления).
КИП - контрольно-измерительный пункт.
КИП – контрольно-измерительные приборы.
Классификация коррозионных процессов (9a):

· По виду разрушения:

сплошная - коррозия протекает по всей поверхности металла;
местная – коррозия локализуется на отдельных участках поверхности;
общая:

равномерная - коррозия протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла;
неравномерная – коррозия протекает на различных участках поверхности с неодинаковой скоростью;
избирательная – коррозия разрушает отдельные компоненты сплава;

· По типу разрушения:

коррозия пятнами – диаметр поражений больше их глубины;
язвенная – глубокое поражение участка поверхности ограниченной площади;
точечная или питтинговая – малые поперечные размеры при значительной глубине;
сквозная – разрушение металлического изделия насквозь в виде свищей;
нитевидная – разрушение металла под слоем неметаллических покрытий в виде нитей;
подповерхностная – начинается с поверхности, но преимущественно распространяется под поверхностью металла, вызывая его вспучивание и расслоение;
межкристаллитная – разрушение сосредоточено по границам зерен металла или сплава;
ножевая – протекает вдоль сварного соединения в сильно агрессивных средах;
коррозионное растрескивание – протекает при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих остаточных или приложенных механических напряжениях (см. Наводороживание);

· По характеру взаимодействия металла со средой:

химическая – разрушение при химическом взаимодействии с агрессивной средой, которой служат неэлектролиты – жидкости и сухие газы;
электрохимическая – разрушение под воздействием электролита при протекании двух самостоятельных, но взаимосвязанных процессов – анодного и катодного; анодная электрохимическая коррозия – это окислительный процесс, который происходит с растворением металла; катодная электрохимическая коррозия – это восстановительный процесс, обусловленный электрохимическим восстановлением компонентов среды.

· По условиям протекания коррозионного процесса:

газовая – при повышенных температурах и полном отсутствии влаги на поверхности;
атмосферная – в воздухе; во влажной, в мокрой и сухой атмосфере;
жидкостная – в жидкой среде; в электролитах, неэлектролитах;
подземная – под действием растворов солей, содержащихся в почвах и грунтах;
биокоррозия – под действием микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности;
электрокоррозия – под действием внешнего источника тока или блуждающего тока;
щелевая – в узких щелях, зазорах, резьбовых и фланцевых соединениях металлического оборудования, эксплуатирующегося в электролитах, местах неплотного контакта металла с изоляционным материалом;
контактная – при контакте разнородных металлов в электролите;
коррозия под напряжением – при совместном воздействии на металл агрессивной среды и механических напряжений;
коррозионная кавитация – при одновременном коррозионном и ударном воздействии;
коррозионная эрозия – при одновременном воздействии агрессивной среды и механического износа;
фреттинг-коррозия – при воздействии агрессивной среды в условиях колебательного перемещения двух трущихся поверхностей относительно друг друга;
структурная – обусловлена структурной неоднородностью сплава;
термоконтактная – за счет температурного градиента, обусловленного неравномерным нагреванием поверхности металла.

Коррозионная усталость - разрушение металла путем зарождения и развития коррозионно-механических трещин при одновременном воздействии циклических растягивающих напряжений и коррозионной среды.
Коррозионная хрупкость - хрупкость, приобретенная металлом в результате коррозии.
Коррозионная язва - местное коррозионное разрушение, имеющее вид отдельной раковины.
Коррозионное растрескивание - коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных или межкристаллитных трещин. Имеет место в карбонато-бикарбонатных средах и происходит под отслоившейся противокоррозионной изоляцией. На поверхности объекта в этом месте видны отложения белого и серо-желтого цвета, признаков интенсивной общей коррозии нет.
Коррозионный очаг - участок поверхности металла, на котором сосредоточен коррозионный процесс.

Коррозия металлов – разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой. При коррозии металла происходит не только потеря его массы, но и снижение механической прочности, пластичности и других свойств. Коррозия металла наносит значительный ущерб экономике. Потери от коррозии составляют в промышленно развитых странах около десятой части национального дохода. Потери стали, обусловленные коррозией, составляют 30% ее ежегодного производства. Кроме того, действующие объекты по добыче, транспортировке и переработке нефти и газа являются источником повышенной опасности для людей и окружающей среды. На скорость протекания и распределение коррозии подземного и наземного оборудования оказывают влияние следующие группы факторов (9a):

· Технические и технологические факторы при подготовке, транспортировке и хранении нефти;

· Физико-химические свойства и состав перекачиваемого продукта: свойства и состав нефти, компонентов пластовой воды, попутного нефтяного газа и содержание в нем коррозионно-активных примесей типа сероводорода и диоксида углерода; наличие органических и неорганических веществ типа парафина, смолы, сульфида железа, карбоната кальция, карбоната магния и карбоната железа, которые могут образовывать защитные пленки на металлической поверхности; наличие абразивных частиц в потоке типа песка, сульфида железа, кристаллов солей, глины; наличие и проявление жизнедеятельности бактерий; pH среды;

· Внешние факторы: температура, скорость движения агрессивной среды, давление, концентрация кислорода; время контакта со средой; наличие химических реагентов, применяемых в технологических процессах подготовки нефти; поляризация внешним током и др.;

· Внутренние факторы: природа металла; состав металла; кристаллическая структура металла; состояние поверхности металла; напряжения в металле; термодинамическая устойчивость металла и его место в периодической системе элементов; дефекты при сварке металла.

Коррозия пятнами - местная коррозия металла в виде отдельных пятен.
Коррозия резервуаров – коррозия металлических стенок стальных резервуаров, имеющая следующие виды (9a):

· Внешняя коррозия резервуара:

Почвенная коррозия резервуара - ей подвергается днище резервуара, находящееся в контакте с грунтом. Зависит от химического состава грунтов и их влажности. Предотвращается двумя методами: нанесением на внешнюю сторону днища битумной изоляции и применением катодной и протекторной (из магниевых цинковых и алюминиевых сплавов) защиты против агрессивного действия грунтовых вод.
Атмосферная коррозия резервуара - ей подвергаются корпус и крыша резервуара. Не бывает интенсивной и предотвращается нанесением на наружную поверхность различных красок.

· Внутренняя коррозия резервуара – более интенсивная, чем внешняя, особенно в присутствии влажного воздуха и сернистых соединений, содержащихся в нефти.

В этих условиях быстро выходит из строя крыша резервуара, которая постоянно контактирует с газовоздушной смесью и продуктами газопаровой фазы, состоящей из паров углеводородов, сероводорода и влаги, выделяющихся из нефти. Т.к. стенки резервуара и крыша постоянно охлаждаются, то на них происходит конденсация влаги и углеводородов, в результате чего образуется тонкая пленка. Чем тоньше эта пленка, тем быстрей она насыщается кислородом, тем быстрее протекают коррозионные процессы. Поэтому крыша резервуаров выходит из строя намного чаще верхних поясов. Первые коррозионные повреждения появляются в зоне сварных швов. Для устранения контакта газа и кислорода воздуха с металлом крыш и корпусом резервуара внутреннюю поверхность их покрывают различными металлическими и пластмассовыми покрытиями, стойкими к воздействию нефти и легких углеводородов.
В средней и нижней частях корпуса резервуара, где элементы конструкции постоянно и длительно находятся в жидкой среде и доступ кислорода из атмосферы затруднен, коррозионные разрушения незначительны.
Пластовая вода, осаждающаяся на дне резервуаров, содержит различные соли, являющиеся хорошими электролитами. Металл днища резервуаров, как правило, неоднороден по составу, и в присутствии электролита отдельные части листов, обладая различными потенциалами, образуют гальванопары, являющиеся источниками электрохимической коррозии днищ. Интенсивность коррозионного разрушения днищ увеличивается, когда в пластовых водах содержится соль магния, которая при гидролизе образует соляную кислоту, существенно ускоряющую процесс разрушения днищ. Коррозионному разрушению днищ в значительной степени способствует также подогрев нефти (до 45 град.) и пластовой воды, содержащихся в резервуарах. Днища резервуаров имеют преимущественно язвенную коррозию.
Механические примеси, присутствующие в воде и нефти, ускоряют процесс коррозии. Попадая в резервуар вместе с потоком, они с силой ударяются о днище и очищают поверхность металла от продуктов коррозии и прочих наслоений, обеспечивая тем самым доступ агрессивной среды к металлу. Кроме коррозионного разрушения происходит и дополнительное механическое разрушение.

· мг/куб.дм - единица измерения концентрации (хлористых солей и пр.)

ЛАЗ – линия анодного заземления;
Межкристаллитная коррозия - коррозия, распространяющаяся по границам кристаллитов (зерен металла).
Местная коррозия - коррозия, охватывающая отдельные участки поверхности металла.
Методы защиты от коррозии (9a):

· Технологические – мероприятия предупредительного характера, направленные на сохранение первоначально низких коррозионных свойств среды;

· Специальные:

применение ингибиторов коррозии;
применение бактерицидов:
применение неметаллических материалов, лаков и красок:
оборудование установок и трубопроводов катодной и протекторной защитой.

Механическая примесь (осадок) – результат накопления на пониженных участках трубопроводов глины, песка и рыхлого осадка сульфида железа, которые на поверхности металла трубопровода образуют гальваническую пару. Для удаления скопившейся внутри труб воды и осадков через них периодически пропускают скребки, что значительно продлевает срок службы трубопровода.

Нефтяной газ – см. Попутный нефтяной газ.

Неравномерная коррозия - сплошная коррозия, протекающая с неодинаковой скоростью по всей поверхности металла.
Нитевидная коррозия - коррозия, распространяющаяся в виде нитей преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями.
Ножевая коррозия - локализованный вид коррозии металла в зоне сплавления сварных соединений в сильно агрессивных средах.
Питтинг - см. Точечная коррозия.
Пластовая вода – компонент транспортируемой нефти, попавший в нее на стадии нефтепромысла. Содержит различные соли, являющимися хорошими электролитами (особенно соль магния) и вызывающими электрохимическую коррозию трубопроводов и днищ стальных резервуаров.
Подповерхностная коррозия - местная коррозия, начинающаяся с поверхности, но преимущественно распространяющаяся под поверхностью металла таким образом, что разрушение и продукт коррозии оказываются сосредоточенными в некоторых областях внутри металла.

Попутный нефтяной газ (нефтяной газ) – газ, растворенный в добываемой нефти. Состоит из легких углеводородов и других газов, например: азот, гелий, водород, диоксид углерода (углекислый газ), и-гексан, изобутан, метан, метилциклон, н-бутан, н-гексан, н-пентан, пропан, сезобутан, сероводород, сумма изогексанов, циклопентан, этан, 2-3-диметил, 3-метилпентан. Не обладает коррозионной активностью, но его активность резко возрастает при наличии в нем сероводорода, диоксида углерода, кислорода, жидкого конденсата и, особенно, влаги, в результате чего на поверхности металла образуется пленка воды.

Послойная коррозия - коррозия, распространяющаяся преимущественно в направлении пластической деформации металла.
Протекторная защита - метод защиты от коррозии металла трубопровода и стальных резервуаров, состоящий в использовании электрополяризованных протекторов.
Равномерная коррозия - сплошная коррозия, протекающая с одинаковой скоростью по всей поверхности металла.
Ручейковая коррозия – вид коррозии, возникающей в зоне периодического смачивания поверхности трубопровода высококоррозионной средой, которая содержит песок, механические примеси, сульфид железо, сероводород (вместе с общей и язвенной коррозией). При этом материал трубы подвергается сульфидному растрескиванию. Заметное влияние на степень коррозионной активности процессов оказывает характер трассы трубопровода.
Селективная коррозия - см. Избирательная коррозия.
Сквозная коррозия - местная коррозия, вызвавшая разрушение металла насквозь.
Сплошная коррозия - коррозия, охватывающая всю поверхность металла.
СКЗ - станция (система) катодной защиты.
Структурная коррозия - коррозия, связанная со структурной неоднородностью металла.
Точечная коррозия - местная коррозия металла в виде отдельных точечных поражений.
Точка КЗ – точка катодной защиты.
УДЗ - установка дренажной защиты.
УКЗ - установка катодной защиты.
УПЗ - установка протекторной защиты (поляризованной протекторной защиты).
ЭД – электродвигатель.
Элекрохимическая коррозия (коррозионное разрушение) - возникает под действием коррозионно-активной среды, разнообразна по характеру. Вызывает большинство коррозионных разрушений трубопроводов и оборудования. Электрохимическая коррозия протекает с наличием двух процессов – катодного и анодного. Выделяют три основных стадии коррозионного процесса (9a):

· Анодный процесс – переход ионов металла в раствор и гидратация с образованием некомпенсированных электронов на анодных участках;

· Процесс электропереноса – перетекание электронов по металлу от анодных участков к катодным и соответствующее перемещение катионов и анионов в растворе;

· Катодный процесс – ассимиляция электронов каким-либо деполяризатором – ионами и молекулами, находящимися в растворе и способными восстанавливаться на катодных участках.

Если процесс деполяризации происходит за счет восстановления кислорода, то коррозионный процесс идет с кислородной деполяризацией. Если деполяризатором служат ионы водорода, то процесс идет с водородной деполяризацией.

Особенности электрохимического процесса коррозии следующие:

· одновременное протекание катодного и анодного процессов;

· зависимость скорости коррозии, обусловленной механизмом электрохимических процессов, от электродного потенциала металла;

· возможность локализации электродных процессов на различных участках поверхности корродируемого металла, где их протекание облегчено;

· реализация материального эффекта коррозии (растворение металла) на анодных участках при локализации электродных процессов.