Противокорризионная защита. Лекции 1. Факультет энергетики и нефтегазовой индустрии д х. н., ассоц профессор Сигитов В. Б
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
Факультет энергетики и нефтегазовой индустрии д.х.н., ассоц.профессор Сигитов В.Б. Алматы, 2019 г. КБТУ Противокоррозионная защита нефтегазового оборудования Силлабус (Syllabus) для студентов 3 курса по специальности: «Нефтегазовое дело» - 5B070800Описание курса Цель курса Список литературы Структура курса Оценка Цель преподавания дисциплины: Целью преподавания дисциплины студентам является ознакомление и усвоение студентами основных понятий и закономерностей коррозионных процессов. Цель курса состоит: - в изучении фундаментальных основ науки о коррозии, видах коррозии, зависимостей процесса коррозии от различных естественных и искусственно созданных факторов. - в изучении причин и условий возникновения коррозии оборудования нефтегазовых промыслов, анализ степени разрушения внутрискважинного оборудования, способы защиты от коррозии в конкретных условиях эксплуатации. Задачи изучения дисциплины: Студенты должны иметь представление о месте данной дисциплины среди других естественных и технических наук, о значении проблемы коррозии металлов на современном уровне развития науки и техники. Знать основные понятия и законы, определяющие коррозионные процессы, современные методы и способы защиты оборудования нефтегазовых промыслов. Уметь точно и обстоятельно применить полученные знания, проанализировать технологические проблемы, возникающие при эксплуатации объектов нефтяной и газовой отрасли. Приобрести навыки- выполнения технологических расчетов по определению параметров защиты оборудования от коррозии. Список литературыОсновная: 1. Кузнецов М.В., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И. и др. «Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров». М.: Недра, 1992. 2. Дизенко Е.И., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И., Юфин В.А. «Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров». Учебник. М., Недра, 1978. 3. Мустафин Ф.М., Быков Л.И. и др. «Защита трубопроводов от коррозии», Санкт-Петербург: Недра, 2007. 4. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии Под ред. И.В. Семеновой — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 336 с. 5. Легезин Н.Е., Глазков Н.П., и др. «Защита от коррозии промысловых сооружений в газовой и нефтедобывающей промышленности» М.: Недра, 1973. Дополнительная: 6. СТ 39-009-2005 «Противокоррозионные мероприятия при эксплуатации магистральных нефтепроводов». КазТрансОйл, Астана, 2005. 7. Стрижевский И.В. и др. «Защита подземных металлических сооружений от коррозии». Справочник М., Стройиздат.1990. 8. Методические указания к практическим занятиям "Противокоррозион-ная защита нефтегазового оборудования" Сигитов В.Б. Электр. версия. Структура курса (лекции)
Структура курса (практика)
Критерии оценки знаний, % Контрольные работы – 14 Лабораторные занятия – 16 СРС – 10 Midterm – 10 End of term – 10 Финальный экзамен – 40 Формы контроля знаний Midterm : промежуточный экзамен на 8-й неделе семестра . End of term на 15-й неделе семестра . Лабораторные работы: 7 работ в семестр . Контрольные работы: в виде открытых и тестоых вопросов Выполнение курсового проекта: в течение всего семестра Финальный экзамен: в период экзаменационной сессии Лекция 1. Значение проблемы коррозии металлов при эксплуатации нефтегазового оборудования. Классификация процессов коррозииОбъекты нефтегазовой промышленности проектируются и эксплуатируются в течение продолжительного времени. Срок эксплуатации объектов во многом определяется их коррозионной сохранностью. В комплекс предприятий нефтяной и газовой промышленности включается большое число производств, характеризующихся различной технологией и специфическим оборудованием, которое определяется значительным объемом металлозатрат и эксплуатируется в жестких условиях. Причины коррозии нефтепромыслового оборудования различны. Разработка месторождений сопровождается эксплуатацией подземного оборудования при наличии агрессивной рабочей среды, содержащей сероводород, углекислый газ, органические кислоты, пластовые воды с растворенными минеральными солями, которые приводят к образованию коррозионных процессов. Кроме влияния агрессивных компонентов на коррозию оборудования оказывают влияния высокие температуры и давления, приводящие к увеличению скорости коррозии и возникновению коррозионно-усталостных процессов металла. Нефтегазовое оборудование применяемое в нефтегазовой отрасли, как правило, изготавливают из углеродистых и низколегированных сталей. Всюду, где эксплуатируются металлические конструкции (в воздухе, воде, под землей) есть много веществ, которые взаимодействуют с металлами и постепенно их разрушают. Коррозия металлов наносит большой ущерб народному хозяйству. Можно выделить три категории убытков наносимых коррозией: убытки, складывающиеся из стоимости изготовления металлических конструкций, пришедших в негодность вследствие коррозионных разрушений; убытки, в результате безвозвратных потерь металла в виде продуктов коррозии; убытки, связанные с косвенными потерями (остановка предприятий из-за не поставки газа, потери и перекачиваемого газа, загрязнения окружающей среды и т.п.). Необходимость проведения противокоррозийных мероприятий определяется тремя аспектами: первый – экономический, имеющий целью уменьшения материальных потерь в результате коррозийных повреждений оборудования; второй аспект – повышение надежности оборудования, которое может разрушаться с катастрофическими последствиями; третьим аспектом является сохранность металлического фонда, т.к. он в любом государстве, как и в мире, ограничен, а на его воспроизводство необходимы затраты человеческого труда, интеллекта и разнообразных материально-технических средств. Коррозия – это разрушение твердого тела (металла), вызванное химическими или электрохимическими процессами при взаимодействии с окружающей средой. Среда, в которой металл подвергается коррозии, называется коррозионной или агрессивной. По характеру взаимодействия металла с окружающей средой различают два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую. Химическая коррозия подчиняется основным законам чисто химической кинетики гетерогенных реакций и относится к случаям коррозии, не сопровождающейся возникновением и протеканием электрического тока, при этом продукты коррозии образуются непосредственно на всем участке поверхности металла, находящегося в контакте с агрессивной средой. С химическим механизмом протекают следующие виды коррозии: газовая коррозия (окисление металла кислородом или другим газом при высокой температуре и полном отсутствии влаги на поверхности металлического изделия, например, коррозия лопаток газовых турбин на компрессорных станциях); коррозия в неэлектролитах – разрушение металла в жидких или газообразных агрессивных средах, обладающих малой электропроводностью (например, коррозия стали в бензине, содержащем сернистые соединения). Электрохимическая коррозия подчиняется законам электрохимической кинетики; это окисление металла в электропроводных средах сопровождающиеся образованием и протеканием электрического тока. При этом взаимодействие металла с окружающей средой характеризуется катодным и анодным процессами, протекающими на различных участках поверхности металла. Продукты коррозии образуются только на анодных участках. По электрохимическому механизму протекают следующие виды коррозии: коррозия в электролитах – коррозия металлов в жидких средах, проводящих электрический ток (кислотная, щелочная, солевая коррозии); почвенная коррозия – разрушение подземных металлических сооружений под воздействием почвенного электролита; атмосферная коррозия – разрушение металла в атмосфере воздуха или в среде любого газа; контактная коррозия – коррозия вызванная электрическим контактом двух металлов, имеющих различный электрохимический потенциал; биокоррозия – частный случай почвенной коррозии, протекающий под воздействием микроорганизмов, например, ускорение коррозии железа в грунтах с сульфатредуцирующими бактериями. Помимо перечисленных видов возможны также коррозия под напряжением (при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений в металле); щелевая коррозия – ускорение коррозионного разрушения металла электролитом в узких зазорах и щелях; коррозионная эррозия – при одновременном действии коррозионной среды и трения; кавитационное коррозионное разрушение металла – при коррозионном и ударном воздействии окружающей среды и многие другие специфические виды коррозионных разрушений. Классификация коррозионных процессов представлена на рисунке 1. Рисунок 1 Классификация коррозионных процессов Процесс коррозии начинается с поверхности металла и распространяется вглубь него. При этом изменяется внешний вид металла: на его поверхности образуются углубления (язвы, пятна) заполненные продуктами коррозии. Схемы основных видов коррозионных разрушений металлов представлены на рисунке 2. Рисунок 2 Основные виды коррозионнных разрушений а - сплошная равномерная; б - сплошная неравномерная; в- пятнами; г- язвенная; д – точечная (питтинговая); е - подповерхностная; ж - структурно-избирательная; з - межкристаллитная; и - коррозионное растрескивание. Статистические исследования типов и видов коррозии, встречающихся в практических условиях работы оборудования показали, что они распре-деляются следующим образом. Эти данные наглядно характеризуют значение отдельных видов коррозии. Следует отметить, что встречается много случаев, когда коррозионное разрушение имеет черты двух или нескольких видов, а иногда и типов коррозии. Поэтому указанное статистическое соотношение можно считать приблизительным. Особенно опасна язвенная и точечная коррозия, так как разрушение очень трудно обнаружить из-за малых размеров язв и их заполнения продуктами коррозии. В результате такой коррозии сквозные проржавления сооружений, трубопроводов, резервуаров наблюдаются уже на
Таблица 1 Распространенность коррозии третьем году их эксплуатации и могут быть обнаружены в момент аварии. Аварийное разрушение металла сооружения часто объясня-ется тем, что около каверн и питтингов происходит концентрация местных напряжений. Для сооружений находящихся под нагрузкой (нефтепромысловое оборудование, тросы, емкости высокого давления особенно опасны межкристальная коррозия и коррозионное растрескивание). В нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности принята десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов (таблица 2).
Таблица 2 Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов Рекомендуемая литература: Осн. 1[1-8], 2[6-8], 1[8-10], 2[12-14] Контрольные вопросы: 1. Как классифицируются убытки от коррозии оборудования? 2. Какие типы коррозии вы можете назвать? 3. Изобразите схемы основных видов коррозионных разрушений. Объясните. 4. Что лежит в основе десятибалльной шкалы коррозионной стойкости металлов? 5. Каким баллом характеризуются совершенно стойкие к коррозии металлы? Спасибо за внимание |