WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Целью докторской работы И. Г. Абдуллина на тему «Повышение долговечности напряженных нефтегазовых трубопроводов в условиях воздействия грунтовых и транспортируемых активных сред» явилось совершенствование эксплуатационной надежности напряженных нефтегазовых трубопроводов на основе исследований и повышение их коррозионно-механической стойкости7 и долговечности в условиях воздействия грунтовых и транспортируемых агрессивных сред путем разработки организационных и конструкторско-технологических мероприятий. В результате проведенных исследований, сформулированы научно обоснованные рекомендации, направленные на повышение стойкости магистральных газопроводов к карбонатному коррозионному растрескиванию8 на этапах изготовления труб, проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводов. Разработан и исследовании способ их защиты путем формирования на поверхности трубы при ее изготовлении пассивирующей фосфатной пленки, позволяющей многократно снизить максимальную плотность тока анодного растворения в опасной области потенциалов ККР.

Анализ причин отказов магистральных трубопроводов показал, что в большинстве случаев отказы происходят вследствие коррозионно-механического разрушения9 металла трубопроводов, обусловленного совместным влиянием на него КАС, минерализованных грунтовых электролитовых и механических напряжений статического или переменного характера при участии остаточных напряжений, приобретенных в силу технологической наследственности в процессе изготовления труб, строительства и эксплуатации трубопровода.

Проанализированы существующие критерии оценки влияния КАС и концентрации напряжений на стойкость металла к коррозионному растрескиванию при переменном нагружении. Показано, что существующие нормы и методы расчета магистральных трубопроводов не учитывают специфического воздействия КАС на их долговечность и переменного характера нагружения в условиях концентрации напряжений. Для получения расчетной зависимости, откорректированной с учетом одновременного воздействия на металл КАС и переменных концентрированных напряжений (деформаций) было использовано уравнение Коффина-Мэнсона для условий жесткого малоциклового нагружения:

l0 = ln (1/[1-]) N –m + -1 /E l0 – амплитуда упругопластической деформации; N – долговечность до разрушения;

-1 – предел усталости материала на воздухе; E – модуль упругости.

– относительное поперечное сужение при разрыве;

m – показатель степени, зависящий от физико-механических свойств материала;

В результате работы было осуществлено теоретическое обобщение и реше далее по тексту – КМС.

далее по тексту – ККР.

далее по тексту – КМР.

ние крупной научно-технической проблемы, заключающейся в разработке организационных и конструкторско-технологических методов и средств совершенствования эксплуатационной надежности и долговечности нефтегазовых трубопроводов, позволяющих повысить несущую способность и долговечность объектов в 1,5 – 2,5 раза. Были систематизированы основные факторы, определяющие чувствительность магистральных газопроводов к карбонатному коррозионному растрескиванию (ККР), разработаны рекомендации по снижению интенсивности протекания отказов трубопроводов и повышению их долговечности на стадиях металлургического производства труб, строительства и эксплуатации. Разработаны критерии и оценки совместного влияния коррозионно-активных сред и механических напряжений на долговечность и надежность нефтегазовых трубопроводов в условиях их переменного коррозионно-механического нагружения;

исследована коррозионно-механическая стойкость нефтесборных коллекторов при расслоенном течении газоводонефтяной смеси; установлена природа аномального характера коррозионно-механических повреждений таких трубопроводов (канавочное разрушение, питтинг и наводороживание), разразработаны меры повышения их эксплуатационной надежности на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. Разработанная методология выявленных закономерностей позволила получить экономический эффект 1,7 млн руб. (доля автора – 30%).

В работе А. Г. Гареева «Прогнозирование долговечности магистральных трубопроводов, эксплуатирующихся в условиях коррозионно-механических воздействий» на основании обобщения отечественного и зарубежного опытов борьбы с проявлением коррозионно-механических разрушений, теоретических и экспериментальных исследований автора, включая изучение очаговых зон разрушения магистральных нефте- и газопроводов, были разработаны методы прогнозирования наиболее характерных для трубопроводного транспорта отказов.

В результате проведенной работы над кандидатской диссертацией А. И. Габитовым на тему «Ингибирование ацеталями и их аналогами сероводородной коррозии низколегированных сталей» была показана принципиальная возможность использования ацеталей и их аналогов в качестве высокоэффективных ингибиторов сероводородной коррозии низколегированных сталей, выявлено наиболее эффективных соединений, применение 6 из которых в качестве ингибиторов коррозионно-механического разрушения сталей защищено патентом (табл. 7). Предложен и обоснован механизм ингибирования сероводородной коррозии низколегированных сталей ацеталями и их аналогами. В качестве высокоэффективного и недорогостоящего ингибитора коррозионно-механического разрушения сталей была предложена композиция, полученная модифицированием отходов производства диоксановых спиртов. Опытно-промышленные испытания исследованных ингибиторов показали, что при их применении коррозионно-механическая прочность технологического оборудования повышается в среднем в 1,3 раза.

В ходе работы «Ингибиторы на основе ацеталей и их производных для защиты сталей от коррозионно-механического разрушения» А. Б. Лаптева проводилось исследование эффективности и механизма защитного действия индивидуальных соединений и композиций дешевых доступных нефтехимических продуктов и разработка на их основе новых ингибиторов коррозии под напряжением и внедрение их на объектах нефтегазовой промышленности; проводилось определение электрохимических, адсорбционных, квантово-механических характеристик защитной способности ряда индивидуальных соединений и композиций класса ацеталей и их производных; был изучен механизма защитного действия соединений, проявивших максимальную ингибирующую эффективность.

Таблица Параметры исследуемых соединений в качестве ингибиторов коррозии Влияние ингибиторов на общую коррозию стали на механические свойства стали скорость кор- степень степень защиты, % Среда испытания розии, г/(м2ч) защиты, от наводораживания от коррозион % и сероводородного ной усталости растресскивания NACE 6,27 - - NACE + 0,1 г/л:

АОД 2,44 61,1 96,5 36,ДОД 2,36 62,3 97,2 37,АОФ 2,71 56,7 96,6 36,ДИ 2,16 65,5 95,5 31,01 2,27 63,8 93,1 28,02 2,26 64,0 97,6 32,МД 2,21 64,7 96,3 31,КБ 1,76 71,9 97,2 34,U-I-E - - 67,3 13,ИФХАНГАЗ - - 83,7 26,*Примечание: NACE - 5 % NaCl + 0,5 % CH3COOH + 3,4 г/л H2S; АОД – 4-аллилоксиметил1,3-диоксолан; ДОД – 4-децилоксиметил-1,3-диоксолан; АОФ – 2-аллилоксиметилтетрагидрофуран; ДИ – ди (4-метиленокси-1,3-диоксолан)изобутилен; 01 – 3,6-диметил-6-фенилтетрагидро-1,3-оксазин; 02 – 3,6-диметил-2-изобутил-6-фенилтетрагидро-1,3-оксазин;

МД – 4-метилен(N-метиламиноэтенол)-1,3-диоксолан; КБ – о-[(тетрагидрофурил-2)метил]-N-(3-изоцианато-4-метил)фенилкарбомат; U-I-E – известный ингибитор; ИФХАНГАЗ – известный ингибитор.

Была осуществлена разработка технологии производства нового ингибитора коррозионно-механического разрушения, проведение его опытнопромышленных испытаний и внедрение на промышленных объектах. В результате работы были выявлены четыре новых высокоэффективных ингибитора коррозионно-механического разрушения сталей в сероводородсодержащих минерализованных средах. В работе были выявлены ингибиторы, наиболее эффективно препятствующие коррозионно-механическому разрушению низколегированной строительной стали 17Г1С.В работе приводится принципиальная схема установки для производства разработанного ингибитора Реакор-1 (рис. 3).

По результатам диссертационного исследования М. В. Голубева «Разработка и исследование свойств ингибиторов сероводородной коррозии на основе кислородсодержащих продуктов нефтехимии» были разработаны технологии получения ингибиторов коррозии, основными компонентами которых являются ацетали и их гетероаналоги: «Реакор-1», «Реакор-2», «Реакор-3», «Реакор-4», «Реакор-5», «Реакор-6», которые проявляют высокую защитную эффективность в условиях механохимической коррозии строительных сталей в минерализованных средах, содержащих сероводород и «Реакор-2 В» - ингибитор пассивирующего действия.

Помимо них были разработаны ингибиторы «Реакор-7», Реакор-21, «Реакор-7Т», «Реакор-11ЮА», «Реакор-11ЮСП», которые также подтвердили свою высокую защитную эффективность и технологичность.

Рис. 3. Схема установки производства ингибитора КМР Реакор-Целью докторской работы А. И. Габитова по теме «Технологии производства и применения ингибиторов коррозии на нефтехимических и нефтедобывающих предприятиях» явился подбор высокоэффективных, недорогостоящих ингибиторов коррозии нового поколения для различных агрессивных сред на базе нового теоретического подхода к выбору реагентов и разработки их состава, а также создание энергосберегающих технологий их производства и применения. В результате работы было установлено, что линейные и циклические ацетали, их серо- и азотосодержащие гетероаналоги являются эффективными ингибиторами коррозии низкоуглеродистых и низколегированных сталей в кислотных и сероводородосодержащих средах, в том числе при действии на металл механических нагрузок. Впервые было установлено, что при одновременном осуществлении ингибиторной и электрохимической защитой оборудования и трубопроводов возможно значительное снижение (до 30%) энергозатрат без уменьшения защитного эффекта. Разработанная технология производства многокомпанентных ингибиторов коррозии (рис. 4) была внедрена на заводе малотоннажных химических продуктов и реактивов «Уфареактив», НПФ «Икар», ПО «Уфанефтехим», на опытном заводе институте проблем нефтехимпереработки (ИПНХП) АН РБ, а также на Стерлитамакском нефтехимическом заводе, что позволило в период с 1995 – 1998 гг. наработать более 1000 т ингибиторов серии «Реакор».

В результате докторской работы Д. Е. Бугая на тему «Теория и методология разработки и использования ингибиторов коррозии под напряжением на основе продуктов нефтехимии» был разработан теоретический критерий и методология создания и оценки эффективности ингибиторов коррозии металлов под напряжением в сероводород содержащих средах, характерных для процессов добычи и переработки углеводородного сырья. Автором работы была предложена методология для создания новых ингибиторов коррозии под напряжением и для оценки эффективности известных ингибиторов в условиях механохимической коррозии металла.

Рис. 4. Технологическая установка для производства многокомпонентного ингибитора: Е1, Е2, Е3, Е4 – емкости; HD1, HD2, HD3 –дозировочные насосы; Р-реактор.

Помимо этого, в работе Д. Е. Бугая была исследована ингибирующая способность ряда силиловых эфиров, кетоспиродиоксанов и аминов при коррозии под напряжением стали 17Г1С в среде NACE по ТМ 01-77 (5 % NaCl + 0,5 % CH3COOH + 3,4 г/л H2S). Наиболее эффективными индивидуальными соединениями оказались: 5-метил-5-ацетил-1,3-диоксан (КД); 2,4,8,10-тетраоксоспиро5,5-ундекан (СД); изобутил (2-триметилсилокси (этил) циклогексан-2-он,1-ил) метиламин (КАС). В соответствии с примененными в работе подходом и методологией, совместно с Институтом проблем транспорта энергоресурсов и Оренбургским государственным университетом был разработан руководящий документ Минтопэнерго РФ РД 39-141-96 «Ингибиторы коррозионно-механического разрушения (КМР) металлов», по методике которого было разработано более двадцати высокоэффективных ингибиторов КМР, получивших название «Реакор» и «Башик».

Работа М. В. Кузнецова «Некоторые вопросы надежности работ объектов трубопроводного транспорта» является одним из первых исследований по определению оптимального расстояния между точками измерения коррозионной активности грунтов, влияния газовыделения на работу анодных заземлителей, а также применению глубинных анодных заземлителей и определение зоны действия катодной установки. В результате теоретических и экспериментальных исследований были предложены оптимальные расстояния при измерении коррозионно-активных грунтов по трассе и площади сооружений, показана экономическая эффективность применения глубинных анодных заземлителей, предложены зависимости для определения зоны действия катодной установки в условиях густо-разветвленной сети подземных трубопроводов.

В результате работы Д. М. Мубинова по теме «Исследование и разработка механохимического способа очистки внутренней поверхности трубопроводов» была обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования механохимического эффекта для интенсификации процесса очистки поверхности сооружаемых трубопроводов от продуктов высокотемпературной газовой коррозии (окалины). Разработаны методики исследования локального разрушения окисленного слоя металла в условиях одновременного воздействия на него механических напряжений и химически активной среды, а также влияние режимов механохимической обработки на степень очистки поверхности труб.

Получена аналитическая зависимость, связывающая режимы обработки и количества продуктов коррозии, удаляемых с внутренней поверхности трубопровода.

Показана возможность повышения сопротивления поверхностного слоя металла труб коррозионно-усталостному разрушению за счет уменьшения его физикохимической гетерогенности и образования пассивных пленок после механохимической обработки. В работе обоснована и экспериментально подтверждена эффективность механохимического способа очистки поверхности промысловых и магистральных трубопроводов от продуктов коррозии. Показано, что в отличие от существующих способов, разработанный механохимический способ обеспечивает повышение степени очистки в 2,5 – 5 раз, при сокращении трудоемкости процесса удаления продуктов коррозии в 2-3 раза.

ВЫВОДЫ 1. Впервые на основе изучения архивных и иных документов показано, что широкомасштабные комплексные научные исследования по созданию коррозионно-стойких материалов и защите металлов от коррозии возникла в Высших учебных заведениях РБ в результате эвакуации в Уфу в 1941 г. Московского нефтяного института, имеющего в своем составе кафедру «ТМ», которая традиционно занималась проблемами защиты от коррозии, 2. Установлено, что исследования по теории коррозионных процессов осуществлялись в УФМНИ в 1943-1948 гг. и получили наибольшее свое развитие с момента образования самостоятельного УНИ в 1948 г.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»