1. Коррозия обектов магистрального трубопроводного транспорта нефти и газа

1.1. Коррозионные процессы и продукты коррозии

Общая протяженность магистральных нефтегазопроводов России достигает практически 200 тыс. км, 48.9 тыс. км из которых - магистральные нефтепроводы, 151 тыс. км магистральные газопроводы. Треть магистральных трубопроводов превысила тридцатилетний срок эксплуатации, более 40% приближаются к этому сроку. А к 2013 году практически весь трубопроводный парк, страны превысит тридцатилетний срок эксплуатации. В условиях стареющего трубопроводного парка страны, когда до 39% отказов связано с коррозией, проблема противокоррозионной защиты стала предметом пристального внимания не только исследователей, но и эксплуатационников. Затраты, связанные с устранением последствий коррозионных разрушений нефтегазопроводов и газонефтехранилищ нередко превышают стоимость новых. Стало очевидным, что дальнейший прогресс в области повышения надежности и экологической безопасности при эксплуатации объектов трубопроводного транспорта нефти и газа немыслим без основательных знаний эксплуатационным персоналом новейших достижений в области противокоррозионной защиты, эксплуатируемого оборудования.

Любая корродирующая поверхность газонефтепроводного оборудования имеет вкрапления примесей, представляющих собой совокупность электродов, замкнутых между собой через несущую конструкцию. См. рис. 1.1.

Локальные токи и коррозия оборудования не возникает, пока корродирующая поверхность остается сухой. При погружении стали в воду или водные растворы локальные элементы начинают функционировать, что сопровождается коррозионным разрушением оборудования.

Трубопроводы, трубопроводная арматура, газонефтехранилища, насосное и компрессорное оборудование, изготовленное из углеродистых и низколегированных сталей, подвержено коррозионному разрушению на воздухе, под землей, под водой и других коррозионно-активных средах. Срок службы и надежность работы объектов трубопроводного транспорта нефти и газа во многом определяются надежностью именно противокоррозионной защиты.

Рис. 1.1. Схема расположения локальных элементов на корродирующей поверхности

Коррозия углеродистых и низколегированных сталей в трубопроводном транспорте нефти и газа связана с их химическим или электрохимическим взаимодействием с коррозионно-активной средой. Продукты коррозии стальных трубопроводных конструкций - химические соединения, содержащие железо в окисленной форме, которые являются более термодинамически устойчивы в эксплуатационной среде, чем собственно стальная конструкция. Когда окисление металла – технологически необходимый процесс, термин "коррозия" обычно не употребляют. Например, при растворении анодного заземлителя в процессе катодной защиты подземных стальных сооружений, говорят не о его коррозии, а об его анодном растворении, при котором электроны растворяющегося анода принимают участие в электровосстановлении окислительных компонентов коррозионной среды (кислорода, ионов водорода) на защищаемом стальном сооружении. Также, обычно не говорят о коррозии протекторов при осуществлении катодной защиты трубопроводов, резервуаров и другого оборудования, подверженного электрохимической коррозии, хотя физико-химическая сущность процессов, происходящих со сплавами анодных заземлителей и протекторов одинакова: сплав окисляется. Тем не менее, термин "коррозия" широко используется как в технической литературе, так и в фундаментальных научных работах.

Нельзя отождествлять коррозионное и эрозионное разрушение сталей. Эрозия сталей - это процесс постепенного их разрушения путем механического износа. Например, абразивный износ днища резервуаров для хранения нефти в области приемо-раздаточных патрубков, когда нефть, поступающая от нефтепромыслов содержит песчинки, которые вызывают эрозионное разрушение днища и нижнего пояса резервуара в области приемо-раздаточных патрубков. В этом случае воздействие на сталь имеет иной механизм, чем при коррозии.