- •Введение
- •1. Коррозия обектов магистрального трубопроводного транспорта нефти и газа
- •1.1. Коррозионные процессы и продукты коррозии
- •1.2. Классификация процессов коррозия
- •1.3. Виды коррозионных разрушений
- •1.4. Способы выражения скорости коррозии
- •1.5. Способы защиты стальных сооружений от коррозии
- •Контрольные вопросы
- •2. Химическая коррозия стальных сооружений
- •2.1. Термодинамическая возможность химической коррозии
- •2.2. Механизм химической коррозии
- •2.3. Влияние окисных пленок на процесс коррозии
- •2.4. Законы роста пленок на поверхности стальных сооружений
- •2.4.1. Закон роста несплошных пленок
- •2.4.2. Закон роста сплошных пленок
- •2.4.3. Закон роста пленок при одинаковых скоростях диффузии окислителя коррозионной среды и ионов металла
- •Контрольные вопросы
- •3. Электрохимическая коррозия стальных сооружений
- •3.1. Термодинамическая возможность электрохимической коррозии металлов
- •3.2. Электродные потенциалы металлов в электролитах
- •3.3. Кинетика электрохимической коррозии металлов
- •3.4. Механизм катодной поляризации
- •3.5. Атмосферная коррозия стальных сооружений
- •3.6. Коррозия стальных трубопроводов в болотной и речной воде
- •Результаты химического анализа почвенного электролита грунтов нефтегазодобывающих регионов
- •3.8. Подземная коррозия стальных сооружений
- •3.9. Микробиологическая коррозия стальных подземных сооружений
- •3.10. Коррозия подземных стальных сооружений блуждающими токами
- •Контрольные вопросы
- •4. Коррозионные изыскания
- •4.1. Методы определения коррозинной активности грунтов
- •Сопоставление коррозионного состояния действующих нефтегазопроводов Западной Сибири с удельным электрическим сопротивлением грунта и плотностью предельного тока кислорода
- •Полевой метод определения удельного электрического сопротивления грунта
- •Полевой метод определения предельного тока по кислороду в толще грунта
- •Лабораторно-полевой метод определения коррозионной активности грунтов по поляризационным кривым и по потере массы стальных образцов
- •4.2. Определение опасности коррозии, вызываемой блуждающими токами, при помощи электрических измерений
- •Определение величины поляризационного потенциала подземных стальных сооружений
- •Определение качества изоляции подземного стального трубопровода методом катодной поляризации
- •Контрольные вопросы
- •5. Изоляционные покрытия
- •5.1. Назначение изоляционных покрытий
- •5.2. Требования к изоляционным покрытиям.
- •5.3. Мастичные покрытия.
- •5.4. Полимерные покрытие
- •5.5. Комбинированные покрытия
- •5.6. Прочие виды изоляционных покрытий
- •Покрытия из эмали и стеклоэмали
- •Покрытия из напыленного или экструдированного полиэтилена
- •5.7. Пооперационный контроль качества изоляционных работ
- •Приборы для контроля изоляционных покрытий
- •Техническая характеристика адгезиметров
- •Техническая характеристика искателя повреждений ип-95
- •Техническая характеристика искрового дефектоскопа идм-1м
- •Техническая характеристика искровых дефектоскопов
- •Контрольные вопросы
- •6. Подготовка поверхности металла перед нанесением защитных покрытий
- •Состояние поверхности металла
- •Способы подготовки поверхности
- •6.1. Механическая очистка Очистка с помощью инструментов
- •Струйная очистка
- •6.2. Термическая очистка
- •6.3. Химическая очистка Обезжиривание
- •Травление
- •6.4. Полирование
- •Степени чистоты поверхности стали
- •Контрольные вопросы
- •7. Противокоррозионная защита полости рвс
- •Л итература
- •Содержание
- •Противокоррозионная защита объектов трубопроводного транспорта нефти и газа
3.9. Микробиологическая коррозия стальных подземных сооружений
Подземную коррозию может вызывать жизнедеятельность микроорганизмов, большое количество которых содержится в почвах и грунтах. В настоящее время в трубопроводном транспорте нефти и газа вопросам биокоррозии придают большое значение. Некоторые зарубежные авторы считают, что на долю биокоррозии приходится значительное число всех коррозионных разрушений. Анализ опубликованных отечественных данных свидетельствует о недостаточно полном изучении проблемы микробиологической коррозии стальных подземных сооружений. Однако активное участие микроорганизмов в подземной коррозии не вызывает сомнений.
Различают анаэробные бактерии, жизнедеятельность которых может протекать при отсутствии кислорода, и аэробные - только в присутствии кислорода. Наибольшую опасность представляют анаэробные сульфатвосстанавливающие бактерии, которые широко распространены в природе и развиваются в илистых, глинистых и болотных грунтах, грязи, сточных водах, нефтяных скважинах, донных осадках, почве, цементе, где возникают анаэробные условия. Наиболее благоприятной средой для развития этих бактерий являются грунты с рН= 5 - 9 (оптимально 6 - 7,5) при температуре 25-30°С. Бактерии восстанавливают содержащиеся в грунте сульфаты, используя образующийся при катодном процессе водород, до сульфид-ионов с выделением кислорода: MgS04 + 4Н = Mg(OH)2 + H2S + О2.
Выделяющийся кислород расходуется на протекание катодной деполяризации. Сероводород снижает перенапряжение водорода в кислых и слабокислых грунтах, облегчая протекание катодного процесса в этих условиях. Сульфид-ионы ускоряют анодный процесс коррозии стальной поверхности трубопровода. В результате действия сульфатвосстанавливающих бактерий образуется сероводород, который, соединяясь с железом, дает сернистое железо FeS. По опубликованным данным отечественных и зарубежных авторов, скорость коррозионного разрушения железа при воздействии сульфатвосстанавливающих бактерий может возрастать в 20 раз. Наиболее активными анаэробные бактерии становятся весной, что подтверждается проявлением сильной коррозии в этот период года.
Не менее опасны для подземных стальных сооружений и аэробные бактерии. Важную роль в разрушении металлов играют аэробные серобактерии, которые в процессе жизнедеятельности окисляют сероводород в серу, а затем в серную кислоту по уравнениям:
2H2S + О2 = 2Н2О + S2;
(3.9.1)
S2 + 2Н2О + 3О2 = 2H2SО4.
Образовавшаяся серная кислота интенсивно разрушает стальные подземные сооружения.
Жизнедеятельность железных аэробных бактерий заключается в потреблении ими ионов железа и переработке их вместе с кислородом, что сопровождается выделением в качестве продуктов коррозии нерастворимой пленки гидроокиси железа Fe(OH)3 (буро-красного цвета), трудноотделимой от поверхности трубы.
Таким образом, влияние биологического фактора на коррозионный процесс подземных стальных трубопроводов может проявляться как в виде непосредственного воздействия на железо продуктов, вырабатываемых микроорганизмами (сероводород), так и в виде образования на корродирующей стальной поверхности пленок, способствующих возникновению коррозионных элементов дифференциальной аэрации.
Степень опасности биокоррозии устанавливают бактериологическим анализом образцов грунта. На практике такой анализ следует выполнять на месте отбора проб с целью сохранения стабильности грунтовых условий деятельности микроорганизмов.