Способ оценки защитной эффективности композиций, ингибирующих коррозионное растрескивание под напряжением трубных сталей

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к защите металла от коррозии. Способ оценки защитной эффективности композиций, ингибирующих коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) трубных сталей и используемых в составе защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа, в котором выбирают фрагмент стальной трубы, вырезают образцы цилиндрической формы и модельные образцы прямоугольной формы с пропилом на поверхности. Оценивают эффективность защитных свойств композиции. Осуществляют растяжение образцов. Испытывают на КРН на воздухе. Определяют длину трещины на момент завершения испытаний и определяют значение скорости роста трещины. Если по результатам всех упомянутых испытаний, композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, признают эффективной, то ее используют в составе наружных защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа. Достигается расширение функциональных возможностей.

 

Изобретение относится к защите стальных конструкций, в т.ч. трубопроводов, от коррозионного и коррозионно-механического разрушения и может быть использовано для проведения испытаний защитных покрытий трубопроводов, содержащих ингибирующую композицию.

Известен способ оценки защитной способности диэлектрического покрытия, нанесенного на металлическую поверхность (SU 1825153 А1, опубл. 20.11.1999), в котором испытуемый образец помещают в электролитическую ванну и определяют время воздействия агрессивной среды до взаимодействия ее с материалом защищаемой поверхности. Точность измерения обеспечивается путем определения электрической емкости конденсатора, образованного испытуемым образцом и электродом, выполненным из металла, инертного по отношению к электролиту.

Однако известный метод имеет недостаток, заключающийся в том, что испытание необходимо проводить до скачкообразного увеличения емкости, указывающего на пробой покрытия дефектом, что в условиях грунтового электролита потребует значительного времени экспонирования образца или сильного смещения потенциала относительно реального потенциала трубопровода.

Наиболее близким к изобретению (прототипом) является способ определения защитных свойств полимерных покрытий (патент РФ №2148813 С1, опубл. 10.05.2000), включающий изготовление электрода, нанесение на электрод полимерного покрытия, размещение его в коррозионной среде, определение электродного потенциала, по изменению которого судят о защитных свойствах полимерного покрытия, при этом электрод изготавливают из двух материалов, различающихся электродными потенциалами, причем внешний слой электрода выполнен из защищаемого покрытием корродирующего металла.

Однако известный способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что он не позволяет исследовать защитную способность ингибирующей добавки в полимерное покрытие или грунтовку.

Защитные покрытия трубопроводов имеют определенный срок эксплуатации. По завершению данного срока, а также в случае повреждения защитного слоя покрытия происходит его медленная деградация, заключающаяся в отслаивании покрытия от поверхности трубы и попадания грунтового электролита под покрытие. При несквозном повреждении покрытия, таком как отслоение, снижается эффективность электрохимической защиты трубопровода за счет низкой проводимости электролита в узком слое отслоения, что приводит к экранированию удаленных участков металла от действия катодного тока. В связи с этим важно обеспечить дополнительную защиту внутреннего слоя покрытия для усиления его противокоррозионных свойств. Для выбора наиболее эффективных добавок, способных улучшить внутренний слой покрытия, необходимо разработать способ оценки противокоррозионных свойств таких покрытий.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в разработке способа оценки защитной эффективности композиций, ингибирующих коррозионное растрескивание под напряжением трубных сталей.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей и повышение достоверности результатов проводимых исследований, позволяющих оценить эффективность снижения скорости коррозионных и коррозионно-механических процессов разрушения трубопроводов при использовании защитных покрытий, содержащих ингибирующую композицию. Достоверность результатов обеспечивается за счет проведения испытаний в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации трубопроводов.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки защитной эффективности композиций, ингибирующих коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) трубных сталей и используемых в составе защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа,

- выбирают фрагмент стальной трубы, на котором выделяют зону для вырезки образцов и выполняют на ней неразрушающий контроль поверхности, после чего на бездефектных по результатам неразрушающего контроля участках стальной трубы вырезают образцы цилиндрической формы и модельные образцы прямоугольной формы, при этом на поверхности модельных образцов выполняют пропил длиной не более 50 мм, представляющий собой концентратор напряжений,

- вырезанные образцы разделяют на несколько частей, из них не менее трех образцов цилиндрической формы и не менее трех модельных образцов прямоугольной формы оставляют на воздухе, а остальные образцы помещают в фоновую коррозионную среду, моделирующую реальный грунтовый электролит, и в ингибированную коррозионную среду, содержащую испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, из расчета не менее трех образцов цилиндрической формы и не менее трех модельных образцов прямоугольной формы на каждую испытательную среду, для всех испытательных сред устанавливают одинаковое время экспозиции образцов не менее 72 часов,

- часть образцов цилиндрической формы, помещенных в фоновую коррозионную среду и ингибированную коррозионную среду, содержащую испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, активируют катодной поляризацией в течение не менее 15 минут, при этом через 15 минут после выключения поляризации фиксируют потенциал свободной коррозии, затем регистрируют поочередно поляризационные кривые, смещая потенциал каждого из образцов в катодную и анодную область со скоростью не более 1 мВ/с, определяют плотности тока в фоновой коррозионной среде i0 и в ингибированной коррозионной среде iинг,

- затем оценивают эффективность защитных свойств композиции, ингибирующей КРН трубных сталей, по величине защитного эффекта Z, выраженной в процентах и определяемой как отношение разности значений плотностей тока в фоновой коррозионной среде i0 и в ингибированной коррозионной среде iинг, которые определены для образцов цилиндрической формы, при заданном потенциале свободной коррозии, к значению плотности тока в фоновой коррозионной среде i0, эффективными считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, с Z больше или равным 85%,

- кроме того, образцы цилиндрической формы, испытывают на КРН, для этого осуществляют растяжение образцов с медленной скоростью деформации на воздухе, в фоновой коррозионной среде и в ингибированной коррозионной среде, содержащей испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, при этом определяют значения обобщенных показателей сопротивления трубной стали КРН в фоновой коррозионной среде Кфон и в упомянутой ингибированной коррозионной среде Кинг с учетом значений относительного сужения и относительного удлинения образцов, эффективной считают композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, для которой Кинг больше или равно 1,1 Кфон,

- затем модельные образцы прямоугольной формы с пропилом на поверхности испытывают на КРН на воздухе, на КРН при постоянном смачивании места с пропилом фоновой коррозионной средой, на КРН при постоянном смачивании места с пропилом ингибированной коррозионной средой, содержащей испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, для проведения испытаний осуществляют несколько циклов нагружения модельных образцов, причем частота нагружения составляет не более 0,5 Гц, испытания завершают при появлении трещины на поверхности модельного образца длиной не менее 5 мм в месте пропила, которая представляет собой продолжение пропила вглубь образца или в различные стороны от пропила на поверхности образца, фиксируют значение напряжения, при котором происходит образование трещины, время от начала проведения испытаний до момента появления трещины, определяют длину трещины hn на момент завершения испытаний, определяют значение скорости роста трещины V как отношение длины трещины hn на момент завершения испытаний к произведению количества циклов нагружения от момента появления трещины до момента завершения испытаний N и частоты нагружения f,

эффективными считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, удовлетворяющие следующим условиям

где Твозд - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях на воздухе,

Тинг - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях в ингибированной коррозионной среде,

Тфон _ время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях в фоновой коррозионной среде,

Vвозд - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях на воздухе,

Vинг - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях в ингибированной коррозионной среде,

Vфон - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях в фоновой коррозионной среде,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца на воздухе,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца в ингибированной коррозионной среде,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца в фоновой коррозионной среде,

- если по результатам всех упомянутых испытаний, композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, признают эффективной, то ее используют в составе наружных защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа.

Способ оценки защитной эффективности композиций, ингибирующих коррозионное растрескивание под напряжением трубных сталей осуществляется следующим образом.

Выбирают фрагмент стальной трубы, на котором выделяют зону для вырезки образцов, в выбранной зоне вырезки образцов выполняют 100% неразрушающий контроль поверхности с применением вихретокового дефектоскопа, затем проводят магнитопорошковую дефектоскопию, после чего бездефектные по результатам неразрушающего контроля участки трубы размечают и приступают к вырезке образцов, при этом образцы для испытаний вырезают из стенки трубы в направлении перпендикулярном оси трубы так, чтобы середина образца совпадала с серединой исследуемой зоны.

Для электрохимических и коррозионно-механических испытаний вырезают образцы цилиндрической формы. Кроме того, для испытаний на КРН готовят модельные образцы прямоугольной формы. При этом модельный образец представляет собой заготовку прямоугольной формы в виде сегмента трубы размером 300 мм х 120 мм. На внешней поверхности модельного образца, в центре, вдоль образующей трубы наносится концентратор напряжений в виде пропила длиной не более 50 мм, изготавливаемый гравировочным, электроэрозионным и иным режущим инструментом, недопускающим значительного изменения микроструктуры материала образца. Ширина раскрытия пропила не должна превышать 1 мм.

Затем вырезанные образцы разделяют на несколько частей, из них не менее трех образцов цилиндрической формы и не менее трех модельных образцов прямоугольной формы оставляют на воздухе. Остальные образцы помещают в фоновую коррозионную среду, моделирующую реальный грунтовый электролит, причем в качестве модели грунтового электролита рекомендуют использовать раствор 0,03 М NaCl + 0,06 М Na2SO4 + 2,5 мМ CaCO3 + 1 мМ Na2S + 8 мМ NaHCO3 в стандартном буферном растворе с рН 7, и в ингибированную коррозионную среду, содержащую испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей. Ингибированная коррозионная среда представляет собой фоновую коррозионную среду с добавкой ингибирующей композиции или вытяжку из защитных покрытий, содержащих ингибирующую композицию, которую формируют в течение 1 месяца путем экстрагирования ингибирующих компонентов в грунтовый электролит, который служит экстрагентом, сохраняя при этом соотношение площади контакта ингибированного материала с грунтовым электролитом к объему экстрагента на уровне 0,5. Для всех испытательных сред устанавливают одинаковое время экспозиции образцов не менее 72 часов, причем из расчета не менее трех образцов цилиндрической формы и не менее трех модельных образцов прямоугольной формы на каждую испытательную среду.

Лабораторные электрохимические испытания образцов цилиндрической формы проводят по методике, основанной на снятии поляризационных кривых. Для проведения испытаний используют потенциостат с диапазоном измерения напряжения ± 5 В, диапазоном измерения тока ± 100 мА, скоростью развертки потенциала от 0 до ± 100 В/с, стеклянную электрохимическую ячейку, электрод сравнения хлорсеребряный, электрод вспомогательный платиновый или графитовый.

Образцы цилиндрической формы, помещенные в фоновую коррозионную среду и ингибированную коррозионную среду, активируют катодной поляризацией при Е=-1200 мВ относительно хлоридсеребряного электрода в течение не менее 15 минут, при этом через 15 минут после выключения поляризации фиксируют потенциал свободной коррозии, затем регистрируют поочередно поляризационные кривые, смещая потенциал каждого из образцов в катодную и анодную область со скоростью не более 1 мВ/с, определяют плотности тока в фоновой коррозионной среде i0 и в ингибированной коррозионной среде iинг.

Поляризационные кривые стали регистрируют с использованием потенциостата. Полученные экспериментальные данные представляют в виде графической зависимости «отрицательный потенциал (-Еизм) - десятичный логарифм плотности тока (lgi)». Плотность тока определяют по формуле i=Iизм/S,

где Iизм - измеренный коррозионный ток, мА;

S - площадь поверхности испытуемого образца, контактирующая с коррозионной средой, см2.

Для определения величины плотности тока коррозии стали в исследуемой среде при заданном значении потенциала на графике строят горизонтальную кривую, соответствующую значению заданного потенциала. Стандартное значение потенциала в этом случае соответствует значению минус 0,6 В относительно хлоридсеребряного электрода. Значению плотности анодного тока при заданном потенциале соответствует значение абсциссы точки пересечения экспериментальной кривой и горизонтальной прямой, проведенной от соответствующего значения потенциала.

В случае, если при каком-либо значении концентрации ингибирующей композиции или вытяжки из защитных покрытий, содержащих ингибирующую композицию, на поляризационной кривой отсутствует область активного растворения стали, то плотность тока определяют при величине потенциала, равном значению минус 0,2 В относительно хлоридсеребряного электрода.

Эффективность защитных свойств композиций, ингибирующих КРН трубных сталей, оценивают по величине защитного эффекта Z, выраженной в процентах и определяемой как отношение разности значений плотностей тока в фоновой коррозионной среде i0, (А/м2) и в ингибированной коррозионной среде iинг, (А/м2) при заданном потенциале свободной коррозии, к значению плотности тока в фоновой коррозионной среде i0,

Эффективными считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, с Z больше или равным 85%.

Кроме того, образцы цилиндрической формы, предназначенные для коррозионно-механических исследований, испытывают на КРН, для этого осуществляют растяжение образцов с медленной скоростью деформации, а именно со скоростью растяжения образцов равной не более 2⋅10-6 мм/с или при скорости относительной деформации не более 10-7 с-1, на воздухе, в фоновой коррозионной среде и в ингибированной коррозионной среде, содержащей испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, при этом определяют значения обобщенных показателей сопротивления трубной стали КРН в фоновой коррозионной среде Кфон и в ингибированной коррозионной среде Кинг с учетом значений относительного сужения и относительного удлинения образцов.

До начала испытаний и после их проведения определяют геометрические размеры образцов с использованием штангенциркуля, причем длину образцов определяют с точностью не менее 0,1 мм, а диаметр рабочей зоны - не менее 0,01 мм.

Значение обобщенного показателя сопротивления трубной стали КРН в фоновой коррозионной среде Кфон вычисляют исходя из значений приведенных величин относительного сужения образца Кψ и относительного удлинения образца Кδ по формуле

Величину относительного сужения образца в фоновой коррозионной среде Кψ вычисляют по формуле

где ψфон - среднее значение относительного сужения образца, полученное при испытаниях в фоновой коррозионной среде;

ψ - среднее значение относительного сужения образца, полученное при испытаниях на воздухе.

Величину относительного удлинения образца в фоновой коррозионной среде Кδ вычисляют по формуле

где δфон - среднее значение относительного удлинения образца, полученное при испытаниях в фоновой коррозионной среде;

δ - среднее значение относительного удлинения образца, полученное при испытаниях на воздухе.

Значение обобщенного показателя сопротивления трубной стали КРН в ингибированной коррозионной среде Кинг вычисляют по формуле

Величину относительного сужения в ингибированной коррозионной среде Кψ вычисляют по формуле

где ψинг - среднее значение относительного сужения образца, полученное при испытаниях в ингибированной коррозионной среде.

Величину относительного удлинения в ингибированной коррозионной среде Кδ вычисляют по формуле

где δинг - среднее значение относительного удлинения образца, полученное при испытаниях в ингибированной коррозионной среде.

Относительное сужение образцов вычисляют по формуле

V=[(S0-SK)/S0]⋅100,

где S0 - начальная площадь сечения рабочей части образца до испытаний, мм2

Sk - минимальная площадь сечения рабочей части образца после разрыва, мм2

Относительное удлинение образцов вычисляют по формуле

δ=[(lk-l0)/l0]⋅100,

где lk - конечная расчетная длина образца после его разрыва, мм;

l0 - начальная расчетная длина образца, мм.

Эффективным считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, для которых Кинг больше или равно 1,1Кфон, т.е. Кинг>1,1Кфон.

Затем модельные образцы прямоугольной формы с пропилом на поверхности испытывают на КРН на воздухе, на КРН при постоянном смачивании места с пропилом фоновой коррозионной средой, на КРН при постоянном смачивании места с пропилом ингибированной коррозионной средой, содержащей испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, для проведения испытаний осуществляют несколько циклов нагружения модельных образцов, причем частота нагружения составляет не более 0,5 Гц, испытания завершают при появлении трещины на поверхности модельного образца длиной не менее 5 мм в месте пропила, которая представляет собой продолжение пропила вглубь образца или в различные стороны от пропила на поверхности образца, фиксируют значение напряжения, при котором происходит образование трещины, время от начала проведения испытаний до момента появления трещины, определяют длину трещины hn на момент завершения испытаний, определяют значение скорости роста трещины V как отношение длины трещины hn на момент завершения испытаний к произведению количества циклов нагружения от момента появления трещины до момента завершения испытаний N и частоты нагружения f

Зарождение трещины из пропила приводит к изменению характера зависимости относительного перемещения захватов испытательной машины, позволяющей проводить циклическое нагружение стальных образцов, от количества циклов, в связи с чем момент зарождения трещины определяют путем нахождения экстремума на указанной зависимости.

Эффективными считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, удовлетворяющие следующим условиям

где Твозд - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях на воздухе,

Тинг - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях в ингибированной коррозионной среде,

Тфон - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях в фоновой коррозионной среде,

Vвозд - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях на воздухе,

Vинг - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях в ингибированной коррозионной среде,

Vфон - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях в фоновой коррозионной среде,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца на воздухе,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца в ингибированной коррозионной среде,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца в фоновой коррозионной среде.

Таким образом, критериями оценки эффективности защитных свойств ингибирующей композиции являются: защитный эффект, обобщенный показатель сопротивления КРН, скорость роста трещины, напряжение зарождения трещины, время до зарождения трещины.

Если по результатам всех упомянутых испытаний, композицию, ингибирующую коррозионное растрескивание под напряжением трубных сталей, признают эффективной в торможении КРН трубной стали, то ее используют в составе наружных защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа.

Достоверность результатов обеспечивается за счет проведения испытаний в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации трубопроводов.

Реализация заявляемого изобретения обеспечивает возможность проведения одновременного испытания нескольких образцов, что позволяет увеличить объем получаемой в процессе испытаний информации.

Способ оценки защитной эффективности композиций, ингибирующих коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) трубных сталей и используемых в составе защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа, в котором

- выбирают фрагмент стальной трубы, на котором выделяют зону для вырезки образцов и выполняют на ней неразрушающий контроль поверхности, после чего на бездефектных по результатам неразрушающего контроля участках стальной трубы вырезают образцы цилиндрической формы и модельные образцы прямоугольной формы, при этом на поверхности модельных образцов выполняют пропил длиной не более 50 мм, представляющий собой концентратор напряжений,

- вырезанные образцы разделяют на несколько частей, из них не менее трех образцов цилиндрической формы и не менее трех модельных образцов прямоугольной формы оставляют на воздухе, а остальные образцы помещают в фоновую коррозионную среду, моделирующую реальный грунтовый электролит, и в ингибированную коррозионную среду, содержащую испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, из расчета не менее трех образцов цилиндрической формы и не менее трех модельных образцов прямоугольной формы на каждую испытательную среду, для всех испытательных сред устанавливают одинаковое время экспозиции образцов не менее 72 часов,

- часть образцов цилиндрической формы, помещенных в фоновую коррозионную среду и ингибированную коррозионную среду, содержащую испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, активируют катодной поляризацией в течение не менее 15 минут, при этом через 15 минут после выключения поляризации фиксируют потенциал свободной коррозии, затем регистрируют поочередно поляризационные кривые, смещая потенциал каждого из образцов в катодную и анодную область со скоростью не более 1 мВ/с, определяют плотности тока в фоновой коррозионной среде i0 и в ингибированной коррозионной среде iинг,

- затем оценивают эффективность защитных свойств композиции, ингибирующей КРН трубных сталей, по величине защитного эффекта Z, выраженной в процентах и определяемой как отношение разности значений плотностей тока в фоновой коррозионной среде i0 и в ингибированной коррозионной среде iинг, которые определены для образцов цилиндрической формы, при заданном потенциале свободной коррозии, к значению плотности тока в фоновой коррозионной среде i0, эффективными считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, с Z больше или равным 85%,

- кроме того, образцы цилиндрической формы, испытывают на КРН, для этого осуществляют растяжение образцов с медленной скоростью деформации на воздухе, в фоновой коррозионной среде и в ингибированной коррозионной среде, содержащей испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, при этом определяют значения обобщенных показателей сопротивления трубной стали КРН в фоновой коррозионной среде Кфон и в упомянутой ингибированной коррозионной среде Кинг с учетом значений относительного сужения и относительного удлинения образцов, эффективной считают композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, для которой Кинг больше или равно 1,1 Кфон,

- затем модельные образцы прямоугольной формы с пропилом на поверхности испытывают на КРН на воздухе, на КРН при постоянном смачивании места с пропилом фоновой коррозионной средой, на КРН при постоянном смачивании места с пропилом ингибированной коррозионной средой, содержащей испытуемую композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, для проведения испытаний осуществляют несколько циклов нагружения модельных образцов, причем частота нагружения составляет не более 0,5 Гц, испытания завершают при появлении трещины на поверхности модельного образца длиной не менее 5 мм в месте пропила, которая представляет собой продолжение пропила вглубь образца или в различные стороны от пропила на поверхности образца, фиксируют значение напряжения, при котором происходит образование трещины, время от начала проведения испытаний до момента появления трещины,

определяют длину трещины hn на момент завершения испытаний,

определяют значение скорости роста трещины V как отношение длины трещины hn на момент завершения испытаний к произведению количества циклов нагружения от момента появления трещины до момента завершения испытаний N и частоты нагружения

эффективными считают композиции, ингибирующие КРН трубных сталей, удовлетворяющие следующим условиям

где Твозд - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях на воздухе,

Тинг - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях в ингибированной коррозионной среде,

Тфон - время от начала проведения испытаний до появления трещины на поверхности модельного образца при испытаниях в фоновой коррозионной среде,

Vвозд _ скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях на воздухе,

Vинг - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях в ингибированной коррозионной среде,

Vфон - скорость роста трещины, образовавшейся на поверхности модельного образца, при испытаниях в фоновой коррозионной среде,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца на воздухе,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца в ингибированной коррозионной среде,

- значение напряжения, при котором происходит образование трещины на поверхности модельного образца в фоновой коррозионной среде,

- если по результатам всех упомянутых испытаний, композицию, ингибирующую КРН трубных сталей, признают эффективной, то ее используют в составе наружных защитных покрытий трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике в области климатических исследований и может быть использовано для испытания изделий, материалов или покрытий с целью определения их коррозионной стойкости. Предложена камера соляного тумана, содержащая рабочий объем, в котором размещены генератор тумана с пьезоэлементом, установленный на параллелограммном механизме, с закрепленным на нем отражателем и соединенный с трубопроводом для подачи рабочего раствора, контуры ускоренного и основного обогрева, расположенные под теплоизолирующим элементом, охватывающие весь рабочий объем, за исключением полусферической теплоизолированной крышки камеры, ко дну рабочего объема подсоединен сливной трубопровод, при этом камера оснащена устройством для перекачивания соляного тумана из рабочего объема, содержащим не менее трех последовательно расположенных, отделенных друг от друга отсеков с жидкостью, через которые проходят не менее трех опущенных в жидкость трубок, на концах которых расположены мелкодисперсные сетки, с возможностью удаления очищенного воздуха из камеры через мембранный вакуумный насос.

Изобретение относится к области защиты от коррозии промысловых нефтепроводов, работающих под одновременным воздействием агрессивной среды, механических напряжений и абразивных частиц, и может быть использовано для оценки стойкости трубопроводных сталей к "канавочной" или "ручейковой" коррозии. Способ включает изготовление пластины из анализируемой стали, изгиб пластины в скобе до необходимой стрелы прогиба, при этом длина и остаточная стрела прогиба пластины берутся в соотношении, которое обеспечивает возникновение в средней точке пластины уровня остаточных напряжений, имеющего место в трубопроводе, в средней точке пластины с внутренней стороны поперек длины наносится округлый надрез радиусом 0,5 мм и глубиной до 0,3 мм, установку пластины в горизонтальном положении стороной с надрезом вниз в термостат с агрессивной средой, в качестве которой используют водный раствор NaCl концентрации от 2 до 3%, проведение термостатирования при температуре от 55 до 65°С в течение от 5 до 50 часов с подачей потока воздуха к месту надреза и фиксацией времени выдержки, при этом поверхность пластины вокруг надреза покрывают защитным лаком, который перед измерениями удаляют, а глубину надреза до Нi и после Нi* воздействия среды определяют в n ≥10 точках по его длине, при этом пластину размещают под оптическим микроскопом и проводят измерение тонкой фокусировкой расстояния между дном надреза и поверхностью пластины, затем определяют изменение глубины надреза ΔНi в каждой точке, как ΔНi = Нi* - Нi, в результате коррозионного воздействия среды, далее определяют среднее изменение ΔНср, как ΔНср = ΣΔНi / n и рассчитывают скорость коррозии по формуле К = (ΔНср / t) 8760 [мм/год], где ΔНср, мм, t - время термостатирования, час, 8760 - число часов в году.

Изобретение относится к способам анализа коррозии в промышленной системе. Способ анализа подложки, соприкасающейся с флюидом, присутствующим в промышленной системе, включает создание цифрового изображения подложки, когда указанная подложка соприкасается с флюидом, присутствующим в промышленной системе, определение изучаемого участка на цифровом изображении указанной подложки, идентификацию признаков коррозии на изучаемом участке цифрового изображения указанной подложки, и анализ признаков коррозии на изучаемом участке цифрового изображения указанной подложки.

Изобретение относится к области эксплуатации скважин газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений и может быть использовано для определения фактической скорости коррозии металла в различных интервалах насосно-компрессионных труб без остановки работы скважины. Способ определения фактической скорости коррозии металла в интервалах максимального коррозионного воздействия включает подготовку и взвешивание образцов-свидетелей коррозии, крепление образцов-свидетелей при помощи болта крепления к металлическому стержню цилиндрической формы с углублениями, вкручивание металлического стержня при помощи резьбового крепления в автоотцеп и опускание на заданную глубину в колонну насосно-компрессорных труб, извлечение по истечении заданного времени автоотцепа с прикрепленным к нему металлическим стержнем с образцами-свидетелями коррозии из насосно-компрессорных труб и определение по образцам-свидетелям коррозии гравиметрическим методом фактической скорости коррозии, при этом установка образцов-свидетелей коррозии производится без остановки работы скважины.

Изобретение относится к контролирующему устройству и способу контроля коррозии проволочной сетки. Контролирующее устройство для проволочной сетки, прежде всего для защитной сетки для стабилизации, перехвата, и/или улавливания, и/или удержания тяжелых грузов имеет по меньшей мере два входящих в зацепление друг с другом сеточных элемента, из которых по меньшей мере один сеточный элемент изготовлен по меньшей мере из одной отдельной проволоки, пучка проволок, проволочной пряди, проволочного троса и/или другого продольного элемента, по меньшей мере с одной проволокой, прежде всего изготовленной из высокопрочной стали, отличающееся наличием по меньшей мере одного блока контроля коррозии, который предусмотрен для контроля по меньшей мере одного индикатора коррозии, включающего в себя по меньшей мере одну подверженную влиянию коррозии характеристику, индикативную в отношении коррозии защитной сетки, причем индикатор коррозии позволяет определять интенсивность и/или прогресс коррозии, а блок контроля коррозии имеет по меньшей мере один модуль передачи данных, выполненный, прежде всего, по меньшей мере, для выдачи обнаруженного индикатора коррозии.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля уровня отложений. Системы потока текучей среды могут содержать один или несколько резистивных температурных датчиков (RTD), контактирующих с жидкостью, протекающей через систему.

Изобретение относится к устройствам для оценки скорости коррозионного износа внутренней стенки трубопроводов и технологического оборудования. Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области исследования надежности технических систем, а именно к созданию экспериментальных способов ускоренных испытаний защитного снаряжения, в частности противогазов. В способе выполняют последовательные воздействия на противогазы климатических факторов, вызывающие процессы старения лицевых частей и фильтрующе-поглощающих коробок, а также механических факторов, вызывающие процессы накопления повреждений в элементах конструкции противогазов и их износа и включающие механические удары, надевание и снятие противогазов.

Изобретение относится к области испытаний материалов и может быть использовано для определения скорости коррозии переходных металлов кислородсодержащих средах, когда продукты коррозии находятся в твердом агрегатном состоянии. Способ определения скорости коррозии переходных металлов в кислородсодержащих средах включает в себя размещение образца в коррозионной среде и выдерживание в ней в течение времени t, после извлечения образца из коррозионной среды на нем выбирают участок вдоль фронта окисления образца без отслоений продуктов коррозии и осуществляют его локальный количественный спектральный анализ, при помощи которого находят распределение весового содержания интегрированной массовой доли металла, химически связанного с кислородом, и массы кислорода, вступившего в химическое взаимодействие с металлом, а среднюю скорость коррозии К вычисляют по формуле K=[n⋅mO2/(1-n)]/t⋅S, где n - распределение весового содержания интегрированной массовой доли металла, химически связанного с кислородом; mO2 - распределение массы кислорода, вступившего в химическое взаимодействие с металлом; S - площадь поверхности образца; t - время выдержки образца в кислородсодержащей среде.

Изобретение относится к стационарным неполяризующимся электродам сравнения длительного действия и предназначено для систем коррозионного мониторинга и электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Неполяризующийся электрод сравнения содержит токонепроводящий корпус, заполненный электролитом из насыщенного раствора соли, в который частично погружен металлический стержень с подключенным к нему снаружи проводником в изоляторе, а также бентонитовую смесь со смачиваемым сепаратором и корпусную перегородку, разделяющую бентонитовую смесь и электролит из насыщенного раствора соли, содержащую одно или несколько сквозных отверстий, заполненных ионообменным материалом, в качестве ионообменного материала используется как минимум один капиллярный стержень, представляющий собой микроканалы, заполняющие внутреннюю часть трубчатого корпуса, нижний конец стержня при этом находится в электролите из насыщенного раствора соли, а верхний - в бентонитовой смеси, при чем в перегородке также зафиксирован металлический стержень.

Способ испытания высокотемпературной газовой коррозии, абразивной и температурной стойкости материалов и покрытий газотурбинных двигателей в высокоскоростных газовых потоках относится к области аэрокосмического и энергетического машиностроения и может использоваться для нанесения регламентированных коррозионных повреждений, одновременных испытаний коррозионной, абразивной и температурной стойкости материалов и сплавов в среде продуктов сгорания жидких и/или газовых топлив, загрязненных оксидами серы, углерода, азота, пылью, парами воды, хлористым водородом, солями и другими коррозионно-активными агентами. Предложен способ испытания высокотемпературной газовой коррозии, абразивной и температурной стойкости материалов и покрытий газотурбинных двигателей в высокоскоростных газовых потоках, включающий размещение исследуемых образцов во вращающейся кассете, которая вращается с заданной скоростью и снабжена коллектором ввода охлаждающего воздуха, подачу и регулирование расхода горючего газа в реакторе, подачу и регулирование расхода воздуха для охлаждения исследуемых образцов снаружи и по внутренним каналам посредством системы распределения сжатого воздуха, подающей воздух, необходимый для внутреннего охлаждения образцов, внутрь вращающейся кассеты, и холодный воздух на поверхность исследуемых образцов, ввод абразивных частиц в солевой раствор, который далее впрыскивают в реактор, ввод и вывод исследуемых образцов в факел пламени посредством серверного электродвигателя с приводом, размещенного на подвижной платформе, передвигающейся по рельсам, расположенным перпендикулярно потоку пламени. Причем ход привода задан таким образом, чтобы исследуемые образцы в одном крайнем положении находились в зоне нагрева, а в другом - в зоне охлаждения. При этом для испытаний при высоких температурах в качестве горючего газа используют один из газов - пропан, водород или ацетилен, а абразивные частицы представляют собой измельченные порошки диоксида кремния и/или корунда и/или железа и/или вулканического пепла. Технический результат - обеспечение возможностей нанесения регламентированных коррозионных повреждений, одновременных испытаний коррозионной, абразивной и температурной стойкости в диапазоне 500-2350°С образцов сплавов, в том числе лопаток газовых турбин, охлаждаемых по внутренним каналам воздухом, в среде высокоскоростных потоков продуктов сгорания жидких и/или газовых топлив, загрязненных оксидами серы, углерода, азота, пылью, парами воды, хлористым водородом, солями и другими коррозионно-активными агентами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх