Виды корозии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Коррозионное разрушение нефтепромыслового оборудования заметно сокращает срок его службы, приводит к частым аварийным изливам нефти и отделяемой от нее минерализованной воды, что, в конечном счете, ведет к загрязнению окружающей среды.

Коррозия наносит народному хозяйству огромный, трудно исчисляемый ущерб; полагают, что около 10% массы ежегодного производства черных металлов расходуется на возмещение потерь металлов от коррозии. Расходы, связанные с изготовлением конструкций, многократно превышают стоимость разрушенного металла. Ремонт сооружений, как правило, исключительно дорогостоящее мероприятие из-за больших затрат труда и применения дорогих дефицитных материалов [4].

Если учесть также расходы, связанные с потерями производства в период репарации, ремонта и аварийных остановок, то становится ясно, что коррозия причиняет неисчислимый ущерб [2].



1.Общие сведения о коррозии

Коррозия -- это процесс разрушения металлов вследствие химического, электрохимического или биохимического взаимодействия их с окружающей средой. Коррозия протекает самопроизвольно согласно законам кинетики возможных термодинамических реакций и приводит к понижению свободной энергии металла, в результате чего образуются более устойчивые в термодинамическом отношении соединения.

Для процессов коррозии металлов решающее значение имеют следующие факторы: природа металла, однородность его структуры и чистота поверхности, величина электродного потенциала и способность металла к пассивации (Пассивирование металлов, т. е. замедление коррозионного процесса, вызывается изменением металлической поверхности при образовании на ней адсорбционных пленок).

Также стоит отметить существование коррозии неметаллических материалов, механизм которых еще недостаточно изучен. Так, если коррозия металлов происходит главным образом на границе раздела двух фаз металл-среда, то при коррозии полимерных материалов набухание и растворение под влиянием среды не только происходит на поверхности, но и распространяется в глубь материала и обусловливается процессами диффузии. При этом определяющими факторами являются природа материала и коррозионной среды (концентрация, температура, продолжительность воздействия и др.). При воздействии на резины одних сред (концентрированных кислот, сильных окислителей и пр.) они постепенно «стареют», т. е. теряют свою эластичность, твердеют и становятся хрупкими; под влиянием других сред, наоборот, набухают, увеличиваясь в объеме, вплоть до растворения, при этом прочностные свойства их резко снижаются.

Аналогично происходит коррозия пластмасс. Коррозия материалов неорганического происхождения связана с постепенным разрушением под влиянием напряжений, возникающих при образовании в порах этих материалов новых соединений большого объема, или вследствие взаимодействия отдельных компонентов со средой (например, Si02 со щелочами) [3].

На скорость и распределение коррозии подземного и наземного оборудования скважин оказывают влияние следующие факторы:

* Тип скважины и способ добычи нефти;

* Производительность и режим движения в скважине газожидкостной смеси;

* Давление на забое и устье скважины и распределение температуры по ее стволу;

* Уровень жидкости и состав газовоздушной среды в кольцевом (затрубном) пространстве скважины;

* Состав и свойства добываемой нефти;

* Состав и свойства извлекаемой вместе с нефтью пластовой воды;

* Состав и свойства попутного нефтяного газа и содержание в нем коррозионноактивных примесей (сероводорода, СО2 и др.);

* Соотношение нефти и воды в добываемой продукции и характер распределения этих фаз друг в друге;

* Образование защитных пленок на металлической поверхности из органического и неорганического материала (парафин, смолы, сульфид железа, карбонаты кальция, магния и железа);

* Наличие абразивных частиц в потоке жидкости (песок, сульфид железа, кристаллы солей, глина и др.);

* Проявление жизнедеятельности бактерий.

Исходя из способа эксплуатации и конструкции нефтяных скважин рассмотрим, где и какому виду коррозионного разрушения подвергается подземное оборудование скважин.

Если в скважине добывают не содержащую сероводород нефть, то коррозия подземного металлического оборудования проявляется в ней незначительно. Лишь при наличии в добываемой продукции сероводорода и сильной обводненности нефти, общая коррозия труб проявляется в первую очередь в кольцевом пространстве скважин. Возможен и коррозионно-эрозионный износ внутренней поверхности насосно-компрессорных труб под действием поднимающегося из пласта потока нефти. Однако в этом случае металл разрушается лишь при достаточно высокой обводненности нефти и наличии в ее потоке песка.

1.1 Фонтанный способ эксплуатации скважины

В фонтанных скважинах, у которых межтрубное (кольцевое) пространство изолировано специальным пакером для улучшения условий подъема нефти из скважин, область коррозионного воздействия сероводородсодержащей газовой среды на обсадную и насосно-компрессорную колонны в случае негерметичности пакера значительно расширяется.

1.2 Газлифтный способ эксплуатации скважины

При подаче в компрессорную скважину в качестве рабочего агента нефтяного или другого углеводородного газа без агрессивных примесей распределение и характер коррозии в компрессорной скважине почти не будут отличаться от коррозии оборудования в фонтанных скважинах.

При подаче сжатого воздуха, содержащего влагу и кислород, коррозия развивается в кольцевом (межтрубном) пространстве скважины в присутствии кислорода воздуха и в условиях непрерывной конденсации влаги на металлической поверхности. Происходит интенсивный процесс накопления продуктов коррозии, называемых железистыми сальниками. Они затрудняют, а иногда приводят к полному прекращению подачи воздуха в скважину.

Если вместо воздуха подают углеводородный газ с примесью сероводорода и влаги, это приводит к аналогичным, если не более серьезным последствиям в отношении коррозии.

Кроме кольцевой части скважин сильной коррозии в компрессорных скважинах подвергается внутренняя поверхность насосно-компрессорных труб, по которым движется аэрированная жидкость.

1.3Глубинно-насосный способ эксплуатации

При добыче слабоагрессивной и сильно обводненной нефти значительное число ремонтов скважины приходится на штанговую колонну, которая работает в условиях потока высоковязкой жидкости и больших циклических нагрузок. Большое число поломок штанг в этих условиях можно объяснить коррозионно-усталостным разрушением металла под воздействием агрессивной среды и значительных знакопеременных нагрузок. Остальное металлическое оборудование, если межтрубное пространство скважины достаточно герметично, заметных коррозионных повреждений в глубиннонасосных скважинах не имеет.

Когда из скважин добывают сероводородсодержащую нефть, возможно проявление различных видов коррозионного разрушения. Так, глубинно-насосные штанги подвергаются общей коррозии, коррозионно-механическому износу в условиях знакопеременных нагрузок, коррозии при трении колонны штанг о поверхность насосно-компрессорных труб (фреттинг-коррозия), наводороживанию под влиянием сероводорода. Штанговые насосы подвергаются фреттинг-коррозии при трении плунжера в цилиндре насоса, наводороживанию в условиях циклических ударных нагрузок (работа клапана насоса). Насосно-компрессорные трубы подвергаются коррозии с внутренней и внешней сторон, иногда колонны наводороживаются и обрываются.

Обсадная и насосно-компрессорная колонна в затрубном пространстве подвергаются общей коррозии под действием находящейся там нефти, коррозии в газовоздушной среде при непрерывной конденсации жидкой фазы. Опасный характер приобретает разрушение труб при попадании сюда кислорода воздуха через негерметичное устье скважины.

В нефтях, где сероводород отсутствует, коррозионная активность, хотя и может изменяться в довольно широких пределах, все же не достигает той степени агрессивности, которая характерна для сероводородсодержащих нефтей.



2.Виды коррозии нефтегазопромыслового оборудования

Коррозионные процессы отличаются широким распространением и разнообразием условий и сред, в которых они протекают. Поэтому пока нет единой и всеобъемлющей классификации встречающихся случаев коррозии.

Различают два вида общей коррозии -- равномерную и неравномерную. При общей неравномерной коррозии вся поверхность металла покрыта продуктами коррозии, под которыми имеются более глубокие поражения -- каверны. К этому же виду коррозии относится и структурно-избирательная коррозия, когда один из компонентов сплава растворяется с большей скоростью, чем другой.

Местная (локальная) коррозия характеризуется разрушением отдельных участков поверхности металла, причем она бывает нескольких видов:

* Коррозия пятнами, когда диаметр пятна значительно превышает глубину проникновения коррозии;

* Язвенная коррозия, при которой диаметр пораженного участка соизмерим с глубиной проникновения;

* Точечная (питтинговая) коррозия, когда диаметр пораженного участка значительно меньше глубины проникновения;

* Межкристаллитная коррозия, когда разрушение сосредоточено по границам зерен.

Местная коррозия более опасна, чем общая, так как при сравнительно небольших потерях металла полностью выходят из строя дорогостоящие конструкции.

Механические воздействия на металл (внешние и внутренние напряжения, вибрация) ускоряют коррозионнный процесс; в таких случаях наблюдаемое разрушение конструкций называют коррозией под напряжением (коррозионное растрескивание) и коррозионной усталостью. Разрушение металлов может протекать по границам кристаллитов или в их толще. В последнем случае коррозия называется транскристаллитной.

В зависимости от условий контактирования металла с коррозионно-активными растворами различают коррозию:

* При полном погружении;

* При неполном погружении;

* При периодическом погружении;

* Струйную.

2.1 Виды коррозии по механизму протекания процесса

1. Химическая коррозия - это процесс, протекающий за счет гетерогенной химической реакции. Продукты коррозии образуются непосредственно на корродируемых участках.

2. Электрохимическая коррозия - это процесс, подчиняющийся законам электрохимической кинетики. Электрохимическая коррозия металлов возникает на границе раздела фаз металл - электролит. Единственное условие, необходимое для осуществления процесса - это возможность совместного протекания анодной реакции ионизации металлов и катодной реакции восстановления тех или иных ионов и молекул на поверхности металла.

Оно реализуется в том случае, когда равновесный анодный потенциал более отрицателен, чем потенциал хотя бы одной из возможных катодных реакций. Компромиссный (стационарный) потенциал поверхности металла имеет промежуточное значение. Это условие должно выполняться для всех видов электрохимической коррозии - от атмосферной до коррозии под действием блуждающих токов.

3. Биохимическая коррозия - это процесс, связанный с воздействием микроорганизмов на металл. При этом металл может разрушаться как из-за того, что он служит питательной средой для микроорганизмов, так и под действием продуктов, образующихся в результате их жизнедеятельности. Биохимическая коррозия в чистом виде встречается редко, поскольку в присутствии влаги протекает одновременно и электрохимическая коррозия.

2.2 Виды коррозии по типу агрессивных сред

1. Газовая коррозия - это разновидность химической коррозии металлов. Она протекает в условиях, исключающих наличие влаги на поверхности металла и возникновение электрохимической коррозии. Поэтому в большинстве случаев считают, что газовая коррозия протекает при повышенной температуре, когда вода находится в газовой фазе, или при обычной температуре, но в сухой атмосфере. На скорость газовой коррозии влияют различные факторы, но прежде всего температура и состав газовой среды. Наличие водорода в газовой среде при повышенной температуре и давлении вызывает водородную хрупкость стали. Возникновение водородной хрупкости можно объяснить не только обезуглероживанием поверхностного слоя вследствие восстанавливающего действия водорода, но и образованием молекулярного водорода из находящегося в кристаллической решетке металла атомарного водорода, а также выделением метана и водяного пара по границам зерна. Каждый из этих процессов приводит к генерированию газа, создающего очень высокое давление в металле, и к появлению многочисленных микротрещин.

2. Атмосферная коррозия - наиболее распространенный вид электрохимической коррозии, протекающий во влажном воздухе при обычной температуре. Коррозионная среда во всех случаях представляет собой слой влаги, в которой растворены кислород и двуокись углерода, а в промышленной атмосфере еще и двуокись серы, окислы азота, сероводород и-др. Механизм атмосферной коррозии в значительной мере зависит от толщины слоя электролита. При толщине слоя до 100 А наблюдается так называемая сухая атмосферная коррозия, которая имеет те же особенности, что и химическая коррозия. При толщине слоя от.100 А до 0,1 мкм наблюдается так называемая влажная атмосферная коррозия, а при толщине от 0,1 мкм до 0,1 мм - мокрая атмосферная коррозия. Влажная и мокрая атмосферная -коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. Скорость мокрой атмосферной коррозии уменьшается с увеличением толщины слоя влаги вследствие концентрационной поляризации.

3. Коррозия в электролитах - коррозия в водных растворах солей, кислот и щелочей. При этом растворы классифицируют по величине их водородного показателя рН на кислые, нейтральные и щелочные. Особенно важны такие разновидности коррозии в электролитах, как коррозия в почвах и атмосферная коррозия. В условиях атмосферной коррозии электролитом служит тонкая пленка водного раствора, образующаяся на поверхности металлического изделия во влажной атмосфере [6].

4. Коррозия в неэлектролитах - разновидность химической коррозии. Органические жидкости, не обладающие электропроводностью, исключают возможность протекания электрохимических реакций. К неэлектролитам относятся органические растворители: бензол, толуол, четыреххлористый углерод, жидкое топливо (мазут, керосин и бензин) и некоторые неорганические вещества, такие, как бром, расплав серы и жидкий фтористый водород. В этих средах коррозию вызывает химическая реакция между металлом и коррозионной средой. Наибольшее практическое значение имеет коррозия металлов в нефти и ее производных. Сероводород образует сульфиды с железом, свинцом, медью, а также со сплавами свинца и меди. При взаимодействии меркаптанов с никелем, серебром, медью, свинцом и со сплавами меди и свинца получаются металлические производные меркаптанов - меркаптиды. Сера реагирует с медью, ртутью и серебром с образованием сульфидов. Повышение температуры ускоряет коррозию металлов в нефти, содержащей серу, фенолах, крекинг-бензине.

5. Подземная коррозия - коррозия относится к разновидностям электрохимической коррозии. Коррозионная активность почвы зависит от ее воздухопроницаемости, влажности, солевого состава, электропроводности, величины рН.. Особенно опасны в коррозионном отношении почвы с рН 3 и влажностью около 15-20%. В сухих почвах коррозионные процессы протекают с невысокой скоростью. Благодаря фиксированному положению, т. е. неподвижности твердой составляющей почвы, диффузионные процессы в ней очень сильно замедлены, что способствует образованию защитных пленок на поверхности металла, и коррозионные процессы с течением времени постепенно затухают. Химический состав водной вытяжки из разных почв очень разнообразен. В песчаных почвах содержание солей составляет всего 10-20 мг/л, в то время как в коррозионно-активных почвах концентрация хлор- и сульфат-ионов достигает 4000 мг/л. Более высокому содержанию солей соответствует более высокая агрессивность почвы. Структура почвы оказывает существенное влияние на скорость коррозии, так как от нее зависит скорость диффузии кислорода. Общие потери металла больше в песчаных почвах, а глубина локального проникновения коррозии больше в глинистых почвах. В почвах со средней влажностью и хорошей воздухопроницаемостью механизм подземной коррозии аналогичен механизму атмосферной коррозии или механизму коррозии при полном погружении металла в электролит.

6. Биокоррозия - тип коррозионного разрушения в условиях воздействия микроорганизмов. Продукты жизнедеятельности различных микроорганизмов, которые присутствуют в воде, грунте, интенсифицируют процесс коррозии [6].

7. Коррозия блуждающим током - коррозия под действием внешнего источника постоянного тока, т. е. так называемых блуждающих токов, возникающих вблизи электрифицированных железнодорожных линий, трамвайных путей, силовых шин и цехов электролиза, доков для ремонта судов, оснащенных электрооборудованием и электросварочными аппаратами, и пр. Если в зоне действия блуждающих токов оказываются металлические трубопроводы или кабели, то они выполняют роль параллельной цепи тока, поскольку обладают гораздо большей проводимостью, чем почва. Участок около входа электрического тока становится катодной зоной, участок около выхода -анодной зоной, а средняя часть трубопровода или кабеля -нейтральной зоной. Разрушение металлических сооружений под влиянием электрокоррозии происходит со значительной скоростью, так как общая сила блуждающих токов находится в пределах от 10-20 до 200 А. Если сталь корродирует лишь в анодной зоне, то амфотерные металлы - свинец, алюминий и др. - разрушаются на катодных участках вследствие подщелачивания среды при протекании коррозионного процесса с кислородной деполяризацией.



3.Способы борьбы с коррозией

Мероприятия, направленные на предупреждение и уменьшение коррозионных разрушений, играют важнейшую роль в обеспечении надежной, безаварийной работы аппаратуры, коммуникаций и машинного оборудования. В нефтепереработке основные проблемы коррозионного износа связаны с наличием сероводорода, образующегося при разложении сероорганических соединений нефти и присутствующего практически во всех процессах вместе с хлористым водородом, выделяющимся при пиролизе содержащихся в нефти хлористых солей (в виде эмульсии высокоминерализованной пластовой воды). Сероводород образуется также при разложении хлорорганических соединений. Кроме того, коррозия вызывается охлаждающей оборотной водой, содержащей кислород, растворенные газы, соли, примеси продуктов нефтехимпереработки и др. Различные коррозионные разрушения вызывают также реагенты, используемые при переработке сырья: растворы щелочей, серная кислота, фенол, фурфурол, кетоны и т. д. В высокотемпературных процессах с использованием водорода (гидроочистка, каталитический риформинг, производство жирных спиртов и т. п.) серьезную опасность представляет водородная коррозия [1].

Основные способы борьбы с коррозионным износом оборудования можно условно разделить на три группы:

* Использование химико-технологических методов;

* Применение коррозионностойких металлов;

* Применение защитных неметаллических покрытий;

3.1 Коррозионностойкие материалы

В настоящее время для сооружения промысловых и магистральных газонефтепроводов и водоводов применяют металлические (стальные, чугунные и алюминиевые), реже неметаллические (пластмассовые, железобетонные и асбоцоментные) трубы. Перспективным является применение алюминиевых сплавов в качестве конструкционных материалов для объектов нефтяной и газовой промышленности. Алюминиевые сплавы обладают коррозионной стойкостью во многих средах нефтегазопромыслов. Трубы из алюминиевых сплавов имеют небольшую массу, достаточно высокие механические и технологические свойстве. За счёт гладкости стенок труб повышается производительность трубопроводов, а такие предотвращается отложение парафина и других примесей на их стенках. Насосные штанги, применяемые при добыче нефти, изготавливают из углеродистых и низколегированных сталей.

3.2 Защитные покрытия

Основные требования, предъявляемые к защитным покрытиям, являются их сплошность, непроницаемость, высокая прочность сцепления, твердость, износостойкость, равномерное распределение по защищаемой поверхности. Различают металлические и неметаллические защитные покрытия.

* Металлические покрытия по механизму защиты распределяют на анодное и катодные. Анодные покрытая имеют электродный потенциал, более отрицательней, чем потенциал защищаемого металла. В коррозионной среде они разрушаются, обеспечивая электрохимическую защиту основного металла. К ним относятся цинковое, кадмиевые, алюминиевые покрытия. Катодные металлические покрытия, электродный потенциал которых более положителен, чем потенциал основного металла, могут служить надежной защитой от коррозии только при условии отсутствия в них пор, трещин и других дефектов, так как они защищают изделие благодаря изоляции его от внешней среды. К ним относятся хромовые и никелевые покрытия.

* Неметаллические покрытия подразделяются на органические и неорганические. К неорганическим покрытиям: относятся эмалевые, стеклянные, цементные, оксидные, фосфатные; к органическим - на основе высокомолекулярных соединений (синтетические соли, полимеры), битум, не застывающие смазки, герметики.

Для защити промысловых трубопроводов, транспортирующих высокоагрессивные среды, содержащие сероводород, двуокись углерода и абразивные частицы, перспективным является применение эмалированных труб. Эмаль представляет собой стеклообразную массу, наносимую на металлическую поверхность в тонкоизмельчённом состоянии, спекаемую с ней путём обжига при высокой температуре. Эмаль получают сплавлением горных пород (кварцевый песок, глина, мел, полевой шпат) с плавнями (буры, сода, поташ) при высоких температурах.

Современная технология позволяет получить кислото- и щелочестойкие эмали, обладающие высокой сплошностью и износостойкостью. Однако широкое использование эмалевых и остеклованных труб для сооружения нефтегазопромысловых трубопроводов затруднено (особенно в долевых условиях) из-за сложностей их соединения (при сверке происходит разрушение таких покрытый) и ремонт дефектов, возникающих при транспортировке и эксплуатации.

Перспективной является также защита внутренней поверхности промысловых трубопроводов цементными композициями. Одним из достоинств этого способа защиты. особенно для сред содержащим двуокись углерода, наряду с технологичностью является повышенная коррозионная стойкость цементного камня за счёт образования в процессе эксплуатации нерастворимой плёнки углекислого кальция. Кроме того, цементное покрытие способствует пассивации стали, обладает достаточно высокой прочностью, твёрдостью, износостойкостью, малой чувствительностью к перепаду температур. В настоящее время разработана технология нанесения цементных покрытий в промысловых условиях на трубопроводы протяжённостью до двух километров.

К недостаткам цементных покрытий относится невысокая адгезия к основному материалу и диффузионная проницаемость, особенно в агрессивных средах, содержащих хлор-ионы.

3.3 Электрозащита

Электрохимическая защита металлов о коррозии основана на уменьшении скорости коррозии металлических конструкций путём их катодной и анодной поляризации. Наиболее распространена тек называемая катодная защита металла, которая может осуществляться присоединением защищаемой металлической конструкции к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока или к металлу имеющему более отрицательной потенциал (протекторная защита).

Катодная защита

Катодная поляризация защищаемой поверхности может быть достигнута двумя способами:

1. Наложением внешнего источника тока. Такая системе носит название катодной защиты, электрозащита (Рис.3.1)

Рис.3.1. Схема катодной защиты:1 - защищаемый объект; 2 - анодное заземление;



2. Искусственным созданием крупных гальванических элементов, в которых катодом является защищаемое сооружение. Такая катодная защита получила название протекторной защиты; Защиты гальваническими анодами или защиты автономными анодами (Рис.3.2).

Рис.3.2. Схема протекторной защиты: 1 - защищаемый объект; 2 - протектор

Анодное заземление

Анодное заземление служит для ввода тока в грунт при защите подземного сооружения. К анодным заземлителям предъявляются следуюшие требования:

* Минимальное переходное сопротивление растеканию тока;

* Наименьшие габаритные размеры;

* Наиболее долговечный и недефицитный материал;

* Простота установки;

* Наименьшая стоимость;

Анодное заземление может быть изготовлено из любого токопроводящего материала. В настоящее время анодное заземление изготовляют из стали, чугуна, железокремнистого чугуна, кокса, графита, графитопласта и т.д. Но наибольшее распространение получили заземлители из чёрных металлов, устанавливаемые в электропроводящие засыпки из измельчённой и утрамбованной коксовой или угольной крошки.



Протекторная защита

Протекторная защита имеет те же основы, что в катодная. Необходимый для защиты тон создаётся крупным гальваническим элементом, в которое роль катода играет защищаемый объект, а роль анода более электроотрицательный, чем защищаемый объект, металл.

Рис. 3.3. Схема протекторной защиты 1 - соединительный изолированный провод; 2 - защищаемый трубопровод; 3 - гальванический анод;

Необходимо иметь в виду, что положительный полюс находится на защищаемом объекте, а отрицательный на аноде, т.е. в обратном порядке, чем при катодной защите с наложенным током.

Повышение эффективности действия протекторной установки достигается погружением в специальную смесь солей, называемую активатором.

Электродренажная защита

Влияние блуждающих токов можно предупредить или совсем устранить применением установок дренажной защиты. Основной принцип электродренажной, защиты состоит в устранении анодных зон на подземных трубопроводах. При этим катодные зоны, образовавшиеся на трубопроводе в местах входа блуждающих токов, сохранятся. Это достигается отводом (дренажом) блуждающих токов с участков анодных зон трубопровода в рельсовую цепь электротяги, имеющей отрицательный или знакопеременный потенциал, или на сборную шину отсасывающих линий тяговой станции. Потенциал трубопровода смещается в отрицательную сторону, а анодные зоны, вызванные утечкой тяговых токов электротранспорта, ликвидируются.

Поляризованные дренажные установки по принципу исполнителя устройства односторонней проводимости разделяются на электромагнитные и вентильные (Рис.3.4 а, б).

Преимущество вентильных дренажей по сравнению с электромагнитными - отсутствие движущихся частей и контактов, недостаток -чувствительность к повышению температуры и мгновенным перегрузкам по напряжению и току в прямом и обратном направлениях, обусловленная характеристикой вентильных элементов. Кроме того, электромагнитная дренажная установка не может быть применена для усиленного дренажа.

Усиленный дренаж - это комбинация вентильной электродренажной установке и станции катодной защиты, назначение которой -создание защитного отрицательного потенциала не трубопроводе в момент, когда участок рельсового пути приобретает потенциал более положительный, чем потенциал близрасположенного участка трубопровода, и вентильный блок запирается, а электродренажное устройство функционирует. Заземление (анодным) в это случае служат рельсы электрифицированной железной дороги (Рис.3.4 в).



Рис.3.4. Структурная схема поляризованных (а, б) и усиленных (в) станций дренажной системы; а - электромагнитная электродренажная установка; б - вентильная электродренажная установка; в - усиленная электродренажная установка; 1 - трубопровод; 2 - поляризованное реле; 3 - дренажная обмотка электромагнита контактора; 4 - дренажный контакт; 5 - рельс; 6 - вентильный блок; 7 - трансформатор;

3.4 Обработка коррозионной среды

Деаэрация

Обескислороживание промысловых сред может быть осуществлено химическими и физическими методами. К химическим методам относятся обработка среды восстановителями. Например, дезактивация с помощью стальных стружек или опилок, через которые пропускается кислородосодержащая среда. К физическим методам удаления кислорода из промысловых вод относятся термическая и вакуумная деаэрация путем повышения температуры и создания разряжения создаются условия, при которых растворимость кислорода в воде приближается к нулю.

Десорбционный метод деаэрации воды используется в условиях нефтепромыслов на установках для обескислороживания пресных и сточных вод типа УДВ производительностью 1000 и 3000 м3 в сутки.

Сущность метода заключается в том, что кислород, содержащийся в воде, контактирует в эжекторе с газом десорбентом (инертный или нефтяной газ) и уносит их из системы (УДВ - 1000) либо воду, содержащую кислород, диспергируют в вакуумной колоне, отделяя от нее кислород (УДВ - 3000).

Рис.3.5 УДВ - 1000. 1 - эжектор; 2 - десорбер;

Рис.3.6. УДВ-3000. 1 - деаэратор; 2 - кольца Рашига; 3 - насос вакуумный;

Ингибирование

Основными преимуществами ингибирования является технологичность, высокая эффективность без больших капитальных вложений, возможность применения для защиты большого количества уже действующего наземного и подземного оборудования (ёмкостей, резервуаров, трубопроводов и др.), выполненных без защитных покрытий из углеродистых сталей. Применительно к условиям подготовки нефти и сточных вод на нефтепромысловых существует два метода ввода ингибиторов в агрессивную среду: Подача углеродорастворимого ингибитора совместно с деэмульгатором в поступающую на обработку нефть с промыслов; не исключено при этом, что возникает необходимость введения и других поверхностно-активных реагентов, усиливающих переход ингибитора вместе с нефтью в водную фазу;

* Подача водорастворимого или вододиспергируемого ингибитора непосредственно в подготовленную для выкачки в пласт сточную воду.

3.5Рациональное конструирование

Конструкция металлических сооружений должна быть рациональной не только с точки зрения механической прочности, но и коррозионной стойкости. В процессе проектирования путём разработки рациональных форм аппаратуры следует предусмотреть такие конструктивные решения, которые устранили бы возможность ускорения коррозионного процесса, удлинили бы срок службы данной конструкции. Таким образом, рациональное в противокоррозионном отношении конструирование следует рассматривать как один из методов защиты оборудования. Среди большого числа вопросов, которые необходимо решать при конструировании наиболее стойкой в коррозионном отношении конструкции, основными являются следующие:

1. Правильный выбор металлов и средств противокоррозионной защиты;

2. Нахождение наиболее удачной конструктивной формы элементов и конструкций;

3. Применение методов сборки элементов, исключающих по возможности щелевую коррозию;

4. Рациональный выбор контактирующих разнородных металлов;

5. Учёт на стадии проектирования реальных условий эксплуатации оборудования;

6. Применение методов расчёта, позволяющих научно-обосновано учитывать поправку на процесс коррозии в зависимости от агрессивности коррозионно-активной среды, величины действующих напряжений и условий нагружения [7].



Заключение

Проблема предотвращения коррозии наиболее актуальна для нефтяной и газовой промышленности, отказы объектов которой часто связаны с взрывами, возгоранием, выбросом углеводородного сырья, что наносит значительный экономический и экологический ущерб, а в ряде случаев сопровождается человеческими жертвами.

Очевидно, что высокое качество функционирования, дальнейшее развитие и совершенствование нефтегазового и нефтегазопромыслового оборудования может быть обеспечено лишь при соответствующем состоянии методов и средств его защиты от коррозии. Нарушение этого, соответствия приводит к тому, что до 25 млн тонн всех металлоконструкций, поражённых коррозией, ежегодно направляется на переплавку, а общая сумма всех прямых и косвенных потерь и дополнительных затрат по экспертным оценкам составляет около 4 млр. руб.

Следует такие особо подчеркнуть его, что при реальном снижении материалоёмкости металлического оборудования уровень развития методов и средств защиты от коррозии должен быть поднят на качественно высокую ступень. Это объясняется тем, что с применением высокопрочных материалов, более чувствительных к коррозии, особенно к коррозии под напряжением, может быть достигнуто значительное снижение материалоёмкости.

Исходя из вышеперечисленных причин, сложно игнорировать актуальность вопросов, связанных с коррозией нефтегазоносного оборудования. Так как проявление халатности в данной области повлечет за собой не только экономические проблемы, но и проблемы экологического характера.



Список литературы

металл коррозия электрохимический

1.Бард В.Л., Кузин А.В. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах - М., Химия 1984 - 248 с.

2.Рачев Х., Стефанова С. Справочник по коррозии. - Мир, 1982. 519 с.

3.Воробьева. Г.Я. Коррозионные свойства материалов в агрессивных средах химических производств - М., Химия 1967 - 844 с.

4.Гоник А.А. Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры предупреждения - М. Недра 1978 - 193 с.

5.Муравьев И.М., Репин Н.Н. Исследование движения многокомпонентных смесей в скважинах. - М., Недра 1972, 208 с.

6.Путилова И.Н., Левант Г.Е., Райцын Г.А. Курс общей химии. - Высшая школа 1964 - 587 с.

7.Абдуллин И.Г., Давыдо С.Н. Коррозия нефтегазопромыслового оборудования - Уфимский нефтяной институт 1990, 72с.

Размещено на Allbest.ru