Методические указания по испытанию ингибиторов коррозии
advertisement
реклама на сайте UralStroyInfo СоюзстройиндустрииСвердловской области Логин: Регистрация Забыли пароль? Пароль: ????? ПрайсОбъекты Оборудование Главная листы | Предприятия строительства и спецтехника Тендеры Статьи Документы Нормативно-техническая литература Исследования Союз стройиндустрии Поиск: Каталоги НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ Методические указания по испытанию ингибиторов коррозии для газово промышленности Раздел: Методические указания Расширенный поиск по строительному порталу Номер: Методические указания Дата введения: 30.09.1996 Статус: действующий Область и условия применения: Методические указания представляют со руководство по методам испытаний ингибиторов коррозии, применяемы газовой промышленности при добыче и переработке газа, содержащего сероводород, углекислый газ и другие коррозионно агрессивные компоне указаниях предусмотрено определение необходимых для практики физик химических свойств, технологических параметров и противокоррозионно эффективности ингибиторов на различных стадиях испытаний, включая лабораторные, автоклавные, опытно-промышленные и промышленные. У связывают разработку и подбор ингибитора для каждого конкретного усл применением комплексного методического подхода, позволяющего всест оценить его свойства и осуществить исследования с большой степенью эффективности. Методические указания рассчитаны на применение в научно-исследовате институтах газовой промышленности и производственных объединениях занимающихся разработкой и испытанием новых ингибиторов коррозии, вводятся в действие вместо аналогичных указаний, изданных в 1979г., и являются их более современной редакцией. Опубликован в: ВНИИГАЗ № 1996 Разработан в: ВНИИгаз 142717, Московская обл. п. Развилка, ВНИИГАЗ Утвержден в: РАО "Газпром" (30.09.1996) Заменяет собой: «Методические указания по испытанию ингибиторов коррозии дл газовой промышленности» (изд. 1979 г.) Скачать документ (Размер файла, Кб: 110.57) * Документы для скачивания доступны БЕСПЛАТНО только для зарегистрированных пользователей. - Регистрация юридических лиц; - Регистрация физических лиц. Блок авторизации пользователей находится в правом верхнем углу страницы. РАО "ГАЗПРОМ" ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ВНИИГАЗ) МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПЫТАНИЮ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (второе издание) СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДЕНО Начальником Отдела защиты Членом правления от коррозии РАО "Газпром" РАО "Газпром" И.А. Тычкиным В.В. Ремизовым 30.09.1996г. Москва 1996 Методические указания представляют собой руководство по методам исп ингибиторов коррозии, применяемых в газовой промышленности при до переработке газа, содержащего сероводород, углекислый газ и другие коррозионно агрессивные компоненты. В указаниях предусмотрено опре необходимых для практики физико-химических свойств, технологически параметров и противокоррозионной эффективности ингибиторов на разл стадиях испытаний, включая лабораторные, автоклавные, опытнопромышленные и промышленные. Указания связывают разработку и под ингибитора для каждого конкретного условия с применением комплексн методического подхода, позволяющего всесторонне оценить его свойств осуществить исследования с большой степенью эффективности. Методические указания рассчитаны на применение в научно-исследовате институтах газовой промышленности и производственных объединениях занимающихся разработкой и испытанием новых ингибиторов коррозии, вводятся в действие вместо аналогичных указаний, изданных в 1979г., и являются их более современной редакцией. Указания разработаны сотрудниками ВНИИГАЗа к.т.н. Куделиным Ю.И Легезиным Н.Е. Авторы благодарны за помощь в работе над рукописью Румянцевой Е.Л. Мельситдиновой Р.А., Валяевой А.М., Скворцовой Н.В., Цениной Г.В. Замечания и предложения просьба направлять по адресу: 142717 Москов область, Ленинский район, пос. Развилка, ВНИИГАЗ. ВВЕДЕНИЕ Применение ингибиторов в газовой промышленности является эффектив средством снижения коррозионных разрушений. Особенно остро пробле разработки ингибиторов коррозии встала с открытием Оренбургского месторождения, месторождений Средней Азии, а впоследствии и Астрах в газе которых содержится сероводород. Эксплуатация сероводородсодер месторождений выдвинула целый ряд вопросов, касающихся эффективно применения ингибиторов коррозии. Новые аспекты технологии использования ингибиторов коррозии, новые требования к ингибиторам, которые учитывают необходимость защиты о коррозии всей технологической цепочки: скважина - шлейф - УКПГ - газ - ГПЗ, не могли не отразиться на подходе к их подбору и испытаниям. Пр во внимание то, что созданием ингибиторов для газовой промышленност занимается целый ряд научно-исследовательских институтов отрасли, Ак наук и других ведомств, многие зарубежные фирмы, а проверкой их пара подразделения промышленных предприятий, ВНИИГАЗом, как головны институтом отрасли, с целью унификации указанного подхода, в 1979 г. разработаны методические указания по испытанию ингибиторов коррози газовой промышленности. Настоящая редакция, в целом оставляя основн положения предыдущей, как прошедшие проверку опытом эксплуатации оборудования в средах, характерных для газовой промышленности, и оправдавшие себя в течение длительного времени, является ее переработ обновленным вариантом с некоторыми дополнениями. Использование этих методических указаний не исключает применения д методов испытаний ингибиторов, традиционно сложившихся в каждом н учреждении. В данном случае преследуется цель, позволяющая облегчит сопоставление результатов эксперимента, выработать единую объективн точку зрения на эффективность действия предлагаемых ингибиторов кор сертифицировать их при необходимости. При разработке методических указаний проанализирован и обобщен опы проведения лабораторных и промысловых испытаний ингибиторов, нако в лаборатории ингибиторов коррозии ВНИИГАЗа и других специализиро научных подразделениях. Практика эксплуатации месторождений природного газа, содержащего агрессивные компоненты, такие как сероводород, двуокись углерода, низкомолекулярные органические кислоты, показала, что применение ингибиторов коррозии действительно является одним из наиболее технич оправданных и экономически эффективных средств защиты от коррозии газопромыслового оборудования, если ингибитор удовлетворяет определ требованиям. Главным требованием, предъявляемым к ингибиторам коррозии, являетс достижение эффективной защиты от коррозии. Однако на окончательный ингибитора для различных случаев применения зависит от его технологи свойств. В этом смысле требования к ингибитору определяются рядом ус которые формулируются отдельно для каждого процесса, и в общем определяются: - составом и физико-химическими свойствами среды, а также параметрам технологических потоков; - технологией добычи и подготовки газа и конденсата; - технологией последующей переработки продуктов добычи; - конструктивными особенностями оборудования. То есть, ингибиторы коррозии должны обладать такими физико-химичес технологическими свойствами, чтобы не влиять отрицательно на техноло добычи и переработки газа, а в ряде случаев даже интенсифицировать эт процессы. Разделы методических указаний, касающиеся определения защитных и технологических свойств в лабораторных условиях, методов стендовых и опытно-промышленных испытаний, призваны всесторонне исследовать ингибиторы коррозии и сводить к минимуму неудачи при промышленно внедрении. Исходя из сказанного, стадия лабораторных испытаний ингибиторов кор включает в себя два направления: - определение физико-химических и технологических характеристик инг - определение защитных свойств ингибитора коррозии. Последовательность испытания ингибиторов предусматривает отбраковк нетехнологичных и малоэффективных ингибиторов уже на этапах предварительного исследования их технологических свойств лабораторн путем и позволяет выявить участок наиболее эффективного применения ингибитора в технологической цепочке: скважина - шлейф - УКПГ - газо ГПЗ. 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО ХИМИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ 1.1. Измерение плотности ингибиторов корроз Плотность является важным параметром ингибитора, используемым для количественных расчетов как при покупке, так при составлении рабочих растворов. Как правило, плотность жидкостей, в частности нефтепродукт считается для практических измерений аддитивной величиной, т.е. средн плотность смеси нескольких жидкостей может быть вычислена по прави смешения. На этом может быть основан один из способов контроля прав приготовления растворов ингибиторов. При использовании этого показат всегда важно помнить, что он зависит от температуры. Данное обстоятел требует при измерениях и оценках параллельного определения температу для сравнения измеренного значения с другими - приведения их к одной температуре, например, 20 °С. Учитывая близость значений плотности большинства ингибиторов и нефтепродуктов, а также ввиду того, что при растворении ингибиторов часто используют нефтепродукты, для определ плотности ингибиторов могут быть рекомендованы методики, основанны ГОСТ 3900. "Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности." 1.2. Измерение вязкости ингибиторов коррози Вязкость характеризует свойство данной жидкости оказывать сопротивле перемещении одной части жидкости относительно другой. Различают вя кинематическую и динамическую. Обе представляют определенные характеристики, связанные между собой. Кинематическая вязкость (v) - отношение динамической вязкости жидкос плотности при той же температуре. Это мера сопротивления жидкости те под влиянием гравитационных сил. Единицей кинематической вязкости, используемой на практике, является мм2/с или сантистокс (сСт = мм2/с). Динамическая вязкость (η) - отношение действующего касательного напр к градиенту скорости. Она является мерой сопротивления жидкости тече Единицей динамической вязкости на практике является миллипаскаль-се (мПа·с) или сантипуаз (сП = мП·с). Динамическую вязкость вычисляют к произведение кинематической вязкости и ее плотности при той же темпе Исходя из общей близости физико-химических параметров ингибиторов нефтепродуктов и предположения, что ингибиторы так же, как и нефтепр являются ньютоновскими жидкостями, кинематическую вязкость можно определять по методике, основанной на ГОСТ 33 "Нефтепродукты. Мето определения кинематической вязкости." В этом случае вязкость ингибит определяется с помощью простых стеклянных вискозиметров (ГОСТ 100 ГОСТ 33 дает определение, когда жидкость можно считать ньютоновско Однако ингибиторы могут не соответствовать определению ньютоновска жидкость. К таковым, в частности, относятся ингибиторы коллоидного т также разного рода рабочие коллоидальные растворы, в которые введены ингибиторы и особенно при пониженных температурах. Для коллоидных внутреннее трение является аномальным, и его называют структурной вя В этом случае частицами, которые перемещаются относительно друг дру потоке, являются не молекулы, как в нормальных жидкостях, а коллоидн мицеллы, способные дробиться и деформироваться при увеличении скор изменении условий потока, в результате чего измеряемое с помощью про вискозиметров внутреннее трение либо уменьшается, либо увеличиваетс Вязкость жидкостей, имеющих признаки коллоидной структуры, можно с помощью ротационных вискозиметров, например, по ГОСТ 1929. Так же, как и плотность, вязкость зависит от температуры. Поэтому вязк указания температуры, при которой она измерена - это ничего не говорящ цифра. Важно помнить, что вязкость не является аддитивным свойством, вязкость смеси нельзя вычислить как среднее арифметическое. Это следу учитывать при составлении смесей (комбинаций) ингибиторов, и их рабо растворов. Величина вязкости ингибитора может быть различной в зависимости от о и условий использования и должна быть определена соответствующими требованиями. Так, ингибиторы коррозии должны быть достаточно подв жидкостями при введении их в рабочую среду для обеспечения эффектив доступа к защищаемой поверхности. В других случаях, например, при за трубопроводов большого диаметра или емкостей методом нанесения ингибиторной пленки желательна повышенная вязкость с тем, чтобы инг (или рабочий раствор) не стекал с поверхности. 1.3. Определение температуры застывания ингибиторов Температура застывания является параметром, имеющим важное практи значение особенно в районах с низкой температурой окружающего возду оказывающим непосредственное влияние на энергетические затраты при приготовлении рабочих растворов и удобство ввода ингибитора в защищ объекты. Исходя из непрерывности эксплуатации оборудования в круглогодичном периоде, требования к температуре застывания ингибит могут основываться на наиболее низкой годовой температуре, характерн региона, в котором ингибитор будет использоваться. Однако требование низкой температуры застывания может оказаться не всегда практичным. температуру застывания снижают путем введения в рецептуру низкозамерзающих растворителей. В этом случае снижается количество эффективной составляющей ингибитора, и перевозить приходится не сто ингибитор, сколько растворитель. Оптимальный вариант в решении данн вопроса должен учитывать возможность использования имеющихся на промыслах растворителей в том числе природных в виде углеводородног конденсата или нефти. Застывание различных жидкостей может происходить разным путем. На вода или глицерин могут переходить из жидкого состояния в твердое. Эт переход характеризуется определенной температурной точкой. Такое пов характерно для индивидуальных химических соединений. Ингибиторы, как и нефтепродукты, чаще являются смесями разнообразн соединений и их застывание, как правило, происходит в некотором температурном диапазоне постепенно. Они лишаются подвижности глав образом из-за резкого увеличения вязкости при понижении температуры Следовательно, термин "температура застывания" в данном случае услов Условность этого параметра усугубляется относительностью способов ег определения. Поэтому важна унификация метода определения температу застывания. Исходя из перечисленного, температуру застывания следует определять 20287 "Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания." Сущность метода заключается в предварительном нагреван образца ингибитора с последующим охлаждением его с заданной скорост максимальной температуры, при которой образец остается неподвижным В практической работе всегда приходится хранить некоторое количество ингибитора (или рабочего раствора ингибитора). А так как должна быть уверенность в сохранении свойств продукта на определенном уровне, то периодически контролировать этот параметр, обращая внимание на его постоянство в течение гарантийного срока (один - два года). 1.4. Определение температуры вспышки Температурой вспышки называется минимальная температура, при котор продукт, нагреваемый в строго определенных условиях, выделяет такое количество паров, которое образует с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Многие ингибиторы относятся к легко воспламеняющимся и горючим веществам. Поэтому температура вспышки ингибитора определяет во мн отношение к нему с противопожарной точки зрения. Ее необходимо учит при хранении и эксплуатации ингибиторов и их рабочих растворов. Температура вспышки непосредственно связана с другими термическими характеристиками продукта такими, например, как температура кипения давление паров и испаряемость. Чем выше температура кипения, тем выш температура вспышки. Из внешних факторов на температуру вспышки оказывает влияние велич атмосферного давления (Р). В практических целях для вычисления температурной поправки на атмосферное давление (Δt) можно пользоват следующей формулой: Δt = 0,0362 (760 - Р), где 0,0362 - изменение температуры вспышки при изменении атмосферн давления на 1 мм рт. ст. Температура вспышки, как и вязкость, не подчиняется закону аддитивно Поэтому для ингибиторов и ингибирующих рабочих растворов, являющи правило, смесями, температуру вспышки нельзя определить по температ вспышки индивидуальных компонентов. Различие между экспериментал определенной и вычисленной величинами при этом будет тем больше, че значительнее различаются температуры вспышки смешиваемых веществ связано с тем, что температура вспышки смеси будет в основном зависет упругости пара более легкой примеси. Из практики определений температуры вспышки также известно, что она от устройства аппарата и метода работы. Существуют два основных типа приборов для этих определений: открытого типа и закрытого типа. Разни значений температуры вспышки, полученная на этих типах, может соста 3 до 50° С для различных веществ. При этом в закрытом тигле она меньш нем испарение испытуемого вещества происходит быстрее. Поэтому для ингибиторов рекомендуется определять температуру вспышки в закрыто в аппарате ТВЗ, используя ГОСТ 6356 "Нефтепродукты. Продукты хими органические. Метод определения температуры вспышки в закрытом тиг 1.5. Исследование растворимости (диспергируемости) ингибиторов В целях эффективной защиты оборудования ингибитор должен равномер доставляться ко всей его поверхности. Основным подводящим агентом п непрерывном ингибировании объектов является сама среда (добываемый продукт). Это подразумевает, что ингибитор должен быть растворим или диспергируем в ней.1 Важно это и с точки зрения механизма защиты. Час относительно небольших требуемых количеств ввод ингибитора в виде ч продукта затруднен, и в этом случае используются растворы ингибитора иной концентрации. В качестве растворителей применяют вещества совм с добываемой (обрабатываемой) продукцией либо продукты, специально добавляемые в соответствии с технологическим процессом (например, м при борьбе с гидратообразованием). _________________ Имеются в виду жидкие фазы. При введении в газ ингибитор может быт диспергирован, например, с помощью форсунок и т.п.. Требования по растворимости в этом случае должны основываться на механизме действ ингибитора. 1 Исходя из сказанного, видно, что растворимость (диспергируемость) явл одним из наиболее важных свойств ингибитора. Т.к. растворимость може полной или частичной, то для практики имеют значение как качественны количественные показатели. Перечень сред, в которых устанавливается это свойство, зависит от объек использования, условий эксплуатации, экономических факторов, предпо технологии ингибирования. В наиболее распространенный перечень растворителей входят: вода (включая реальные водные растворы и их иммитанты), углеводороды (керосин, бензин, очищенные конденсат или спирты (метанол, этанол), гликоли и т.д. Испытания для определения и растворимости, и диспергируемости прово стеклянной прозрачной химической посуде с пробкой при комнатной температуре. В них готовятся смеси ингибитора в исследуемом раствори различных концентраций (от 0 до 50%). Смеси интенсивно перемешиваю встряхиванием. При этом ингибитор либо растворяется, либо, диспергир образует эмульсию. Для практики имеет значение устойчивость возникш состояния. Оба показателя оцениваются визуально на фоне листа белой б проходящем свете периодически в течение интервала времени от 1 ч до 7 Признаком растворимости испытуемого количества ингибитора в выбран растворителе является отсутствие после тщательного перемешивания рас или осадкообразования и сохранение раствора прозрачным в течение 7 с случае частичного растворения растворимость может быть предваритель оценена по положению линии раздела фаз с учетом исходных объемов компонентов. Признаком хорошей диспергируемости испытуемого колич ингибитора является отсутствие расслоения образованной эмульсии в теч сут. Для вариантов периодического ингибирования трубопроводов и емкостн оборудования возможно использование эмульсий с меньшей устойчивос времени. При этом время устойчивости таких эмульсий для необходимы концентраций ингибитора должно не менее, чем в два раза превышать су время, реально используемое на подготовку раствора и проведение опера ингибирования. Устойчивость ингибиторов ингибиторных растворов и эмульсий в проце приготовления, хранения и использования определяется визуально в инт температур -30 ÷ +30°С (в зависимости от необходимости). 1.6. Исследование влияния ингибиторов на эмульсеобразование в системе жидкие углеводороды - вода На установках комплексной подготовки газа происходит сепарационное разделение смеси углеводород - вода и отделение углеводородной части. Ингибиторы коррозии, используемые для защиты скважин, технологичес оборудования и трубопроводов не должны замедлять процесс сепарацион разделения смеси углеводородный конденсат - вода. В противном случае неполное или длительное разделение эмульсии приведет к нарушению технологического режима работы сепарационных установок и может выз потери углеводородного конденсата. Испытания влияния ингибиторов на эмульсеобразование проводятся в прозрачном сосуде (цилиндр диаметром 50 мм) с мешалкой (типа "миксе обеспечивающей постоянное количество оборотов. Для измерений при температуре кроме комнатной сосуд может быть термостатирован. Мето состоит в сравнении времени разделения модельной эмульсии, не содерж содержащей рекомендованную защитную концентрацию ингибитора. В к составляющих эмульсии в соотношении 1:1 (например, по 50 мл для указ диаметра цилиндра) используется углеводородный конденсат (или нефть пластовая вода соответствующего месторождения. В лабораторных испы углеводородная составляющая может быть заменена керосином, а водная водным раствором NaCl (3%), подкисленным уксусной кислотой (250 мг ингибитор добавляется в виде раствора, то предварительно испытывается влияние используемого растворителя в соответствующих количествах. В 10 мин смесь углеводород - вода интенсивно перемешивается, после чего фиксируется время до полного расслаивания смеси. Измеренный парамет должен превышать время, требуемое для разделения смеси в разделителе Отечественная и зарубежная практика проектирования аппаратов раздел исходит из времени отстоя в них в интервале 10-30 мин. Соответственно желательное время расслаивания смеси в присутствии ингибитора на пер этапе испытаний не должно быть более 10 мин. В качестве примера на рис. 1 показаны результаты испытания на склонно ингибиторов СЕКАНГАЗ 9, 9Б, и 10 способствовать эмульсеобразованию различных средах. Видно, что рекомендуемая среда (подкисленный соле раствор - углеводород) действительно обладает лучшей способностью образовывать эмульсию и в лабораторных испытаниях наиболее целесоо Все три ингибитора удовлетворяют указанному выше требованию в представленном диапазоне концентраций, а СЕКАНГАЗ 10 сохраняет сво не способствовать эмульсеобразованию даже при высоких концентрация 1.7. Исследование влияния ингибиторов на вспенивание абсорбентов Для очистки природных газов от Н2S и СО2 используются растворы диэтаноламина (ДЭА) или метилдиэтаноламина (МДЭА). Ингибитор коррозии, как и любой другой ПАВ, попадая в рабочие раство установки сероочистки, может вызвать их вспенивание, что нарушает реж работы установки и снижает ее производительность по газу. Оценку вспенивающих свойств ингибиторов осуществляют в соответств методическим руководством ВНИИГАЗ Р51-00158623-11-95 "Абсорбент очистки природных газов от Н2S и СО2. Определение пенных характерис Испытание проводится на колонке барботажного типа, в которую залива рабочий раствор и продувается азот или очищенный воздух с различной линейной скоростью. К пенным характеристикам относят высоту пены и стабильность пены (время жизни пены). Для моделирования процессов сероочистки при испытаниях применяютс растворы ДЭА (20% об.) или МДЭА (10% об.) в воде. Рис. 1.Влияние ингибиторов СЕКАНГАЗ 9, 9Б, 10 на время разделения э в смесях (1:1) керосина с водным раствором состава: 1-0.1 г/л NaCl, рН г/л NaCl, pH 7; 3 - 30 г/л NaCl + 250 мг/л СН3СООН, рН 7 На рис. 2 показано влияние скорости потока азота на высоту столба пены различных ингибиторов коррозии в водном растворе ДЭА (20% об.). Сра параметрами для чистого раствора хорошо иллюстрирует, что ингибитор быть как пеногасителями, так и действительно способствовать пенообраз Склонность к пенообразованию имеет существенное значение при выбор ингибитора для защиты трубопроводов, подводящих газ к перерабатываю заводу, с которым ингибитор может попасть на установки очистки. И хот ингибитор, обладающий повышенными пенными характеристиками не с рекомендовать для защиты указанных газопроводов, однако повышенны характеристики не являются поводом для отбраковки всех ингибиторов п данному показателю. Такие ингибиторы весьма успешно могут быть использованы, в частности, для защиты скважинного и другого добываю оборудования. В то же время при оценке пенных свойств большое значен имеет концентрация ингибитора. Для пенообразующих ингибиторов с увеличением концентрации ПАВ вероятность пенообразования возрастае как на практике ингибитор может накапливаться в системах подготовки исследование вспенивающих свойств ингибиторов допускается проводит концентрациях, превышающих защитную в 2 раза. Испытания более выс концентрации ингибитора являются неоправданными, так как это может приводить к отбраковке высокоэффективных ингибиторов коррозии. В практических условиях необходимо обоснованно подходить к возможн величине концентрации ингибитора, накапливаемой в аппаратах подгото постоянно контролировать содержание ингибитора и не допускать его превышения более двукратной защитной концентрации из соображений повышенного пенообразования, используя необходимые технологически приемы. Расход азота, V, л/ч Рис. 2. Влияние добавки ингибиторов на вспенивание абсорбента 1 - Исходный раствор; 2 - ИКТ; 3 - ИК-36-90; 4 - И-55-Д; 5 - ИФХАНГ Виско 904; 7 - Виказол 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНЫ СВОЙСТВ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ В ЛАБОРАТОРНЫ УСЛОВИЯХ Коррозия в средах, характерных для газовой промышленности, является сложным и окончательно не изученным до настоящего времени процессо Коррозионные проявления в присутствии сероводорода, углекислого газа других агрессивных агентов не ограничиваются просто растворением ме вызывающим утоньшение стенок оборудования и зависящим от большог факторов. Кроме того, что коррозия носит более опасный неравномерны местный характер в виде питтингов и язв, она вызывает наводороживани приводит к сероводородному и карбонатному растрескиванию стали, находящейся под напряжением. Наиболее подвержены последнему виду разрушения высокопрочные углеродистые стали. Опасность растрескива состоит в том, что от него не спасает обычный припуск на коррозию, и в кажущееся неповрежденным оборудование может мгновенно разрушить Ингибиторная защита значительно снижает скорость коррозионных проц однако не сводит их к нулю. К сожалению, снижение скорости растворен не всегда адекватно снижению вероятности ее растрескивания - это одно проявлений сложности рассматриваемых коррозионных процессов, к кот дополнительно следует отнести и то, что коррозионные проявления нося накопительный характер. Если учесть еще и вероятность производственн сбоев даже при хорошо налаженной противокоррозионной службе на производстве, то становится понятным, что следствием перечисленного я невозможность считать ингибиторы средством, способным обеспечить за оборудования от растрескивания. Именно поэтому при всей ее эффектив ингибиторная защита в случае вероятности коррозионного растрескивани должна сочетаться с правильным выбором сталей для оборудования и трубопроводов. Сложность и многофакторность коррозионных процессов определяет и сложность всего цикла исследований и испытаний, связанных с разработ внедрением ингибиторов. Перечисленное объясняет также и то, что не м существовать одного или нескольких ингибиторов, пригодных для всех с Наоборот каждый конкретный случай практически всегда требует приме специального ингибитора, разработанного для данных специфических ус Целью лабораторных исследований является всестороннее изучение свой ингибиторов коррозии применительно к заданным условиям и выявление помощью экспресс-методов наиболее эффективных из них для последую автоклавных и опытно-промышленных испытаний. Стадия лабораторных исследований включает ряд последовательных эта включающих в частности: - определение эффективности защитного действия электрохимическими методами; - измерение скорости коррозии и эффективности действия ингибиторов гравиметрическим или аналитическим методами; - определение влияния ингибиторов на водородопроницаемость стали; - оценку влияния ингибиторов коррозии на снижение агрессивности коррозионной среды, вызывающей охрупчивание. Любой из этапов может включать один или несколько методов. Рассмотр отдельности каждый из методов испытаний ингибиторов. 2.1. Электрохимические методы Электрохимические методы определения скорости коррозии основаны н результатах поляризационных измерений, получаемых чаще всего с помо потенциостатов или различного рода коррозиметров. Преимущество этих методов проявляется в возможности для ряда случаев оценить механизм процессов. Их недостатком является не полная адекватность получаемых результатов и теоретических представлений, используемых при их интерпретации, которые не всегда могут учесть всю сложность явлений, происходящих на поверхности. До настоящего времени большинство методов оценки параметров корроз процесса построено на анализе кинетического уравнения: I = Iкор(e π/b'a - e -π/b'k) где ba = ba' ln10 и bk = bk', ln10 соответственно анодная и катодная постоя Тафеля, a π = E - Eкор - поляризация электрода, измеряемая от потенциала коррозии (Екор). 2.1.1. Метод экстраполяции Классическим методом анализа поляризационных кривых является метод экстраполяции. На рис. 3 схематически показаны анодные и катодные поляризационные кривые в среде с ингибитором коррозии и без него. В полулогарифмических координатах эти кривые при достаточном удалени потенциала коррозии превращаются в прямые. Экстраполяция прямолин участков анодной либо катодной поляризационной кривой на стационарн потенциал позволяют определить плотность тока коррозии (iкор), А/м2) и рассчитать ее скорость (К, г/м2ч): Рис. 3. Схема. Анодные и катодные поляризационные кривые с ингибит без ингибитора коррозии где А - атомная масса металла (55,85 для железа); n - валентность ионов металла (2 для железа); F - постоянная Фарадея, А·ч/г-экв. Сравнение величин тока коррозии в присутствии ингибитора (iикор) и без iкор) дает возможность рассчитать защитный эффект (Z, %) и коэффициен защиты (γ): Наклон прямолинейных участков поляризационных кривых связан со сте поляризуемости соответственно анодной или катодной составляющих коррозионного процесса, позволяет рассчитать константы Тафеля и выяс характер тормозящего действия ингибитора по виду контроля (катодный анодный, смешанный) и определить его степень. Испытания, связанные с получением поляризационных кривых, проводят соответствии с инструкцией к используемому потенциостату и ГОСТ 9.5 "Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы опре защитной способности". В качестве среды для испытаний используются электролит (например, пластовая вода или 3% раствор NaCl + 250 мг/л СН3СООН) с растворенными в них исследуемыми агрессивными газами смеси электролит - жидкий углеводород (углеводородный конденсат, кер Последовательное испытание образца в растворе с ингибитором и без не выдержки в ингибированном растворе) позволяет оценить эффект послед ингибитора. Недостатком метода экстраполяции является необходимость значительно поляризации электрода (~ ±0,5 ÷ 1,5 В) с тем, чтобы могли отчетливо выя Тафелевы участки на кривых. Это же определяет и ограничения метода, связаны с возможными необратимыми изменениями электродной систем приводящими к невоспроизводимости и гистерезису кривых потенциал - Для оценки влияния ингибитора отдельно на катодный или анодный про можно использовать поляризацию электрода в соответствующем направл некоторую постоянную величину, например, в диапазоне 5÷30 мв. При выбранном смещении потенциала от стационарного значения определяю значение тока. Такие определения выполняются для чистого и ингибиров растворов либо из обеих пар поляризационных кривых, либо (что предпочтительнее из-за меньшего воздействия на электрод) непосредств измерением значения тока при соответствующем смещении потенциала. результате таких определений будут найдены две пары значений тока (см 3): ik, ikи и ia, iaи - связанные в основном со скоростью катодного и анодно процессов в исходной и ингибированной среде. Сопоставление значений характеризует действие ингибитора на анодную, a ik и ikи на катодную составляющие процесса. 2.1.2. Метод поляризационного сопротивления Этот метод часто соотносят с именами Стэрна Гири, внесших наибольши в его развитие. Он основан на предположении о том, что связь между потенциалом и наложенным током при потенциале, близком к потенциал коррозии не соответствует уравнению (2), а является линейной. Указанно предположение приводит к простому соотношению между током корроз поляризационным сопротивлением Rp: Метод поляризационного сопротивления исключает большинство пробле связанных с интенсивной поляризацией электрода. В практических измер величина поляризации электрода редко превышает ±20 мВ и чаше всего ограничивается значением ±10 мВ. Метод предусматривает использовани обычной лабораторной техники для поляризационных измерений. Кроме простота метода стимулировала разработку многими фирмами коррозим основанных на измерении поляризационного сопротивления. При работе следует руководствоваться прилагаемыми к ним инструкциями, учитыва недостатки метода. Одним из недостатков метода являются заложенные в нем предположени линейности основного кинетического уравнения систематические ошибк ошибки тем больше, чем больше величина поляризации, и могут достига нескольких десятков процентов. Другой недостаток метода связан с неопределенностью константы В, величина которой не может быть получ непосредственно при измерении Rp и задается априори либо определяетс отдельном эксперименте, и использование того или иного ее количествен значения должно быть аргументировано в каждом конкретном случае. Теоретически величина В может изменяться от 6,5 до 51,11. Дополнител затруднения в интерпретации полученных результатов имеют место в низкоэлектропроводных средах, а так же при отложении продуктов корр коррозирующей поверхности, как это имеет место и в случае сероводоро коррозии. Применение коррозиметров, основанных на измерении поляризационног сопротивления, с учетом сделанных оговорок может быть рекомендовано необходимости получения большого числа измерений за короткий проме времени, например, при выборе ингибитора из большой серии проб, для получения зависимости изменения скорости коррозии во времени, для ко за эффективностью ингибирования при неизменном характере коррозион процесса и т.п. 2.1.3. Смежные методы Смежные методы анализа поляризационных кривых в большой мере соче преимущества обоих предыдущих методов, практически не имея их недо Они также, как и метод поляризационного сопротивления предусматрива относительно небольшую по величине поляризацию, но в отличие от нег будучи основаны на нелинейности уравнения (2), позволяют в одном эксперименте определить все три параметра коррозионного процесса (bа, Для этого требуется лишь определить несколько значений тока при незначительной поляризации электрода вблизи патенциала коррозии. Отличительной чертой этих методов, разработанных различными автора между собой является характер необходимой поляризации и ее направле определениям она может быть либо катодной, либо анодной, либо катодн анодной. Наиболее удобными являются смежные методы Белеевского-Ку позволяющие ограничиться либо катодными, либо анодными измерениям выбору экспериментатора или, использовать поляризацию обеих знаков, из целесообразной необходимости. В частности, катодные измерения предпочтительны для систем, где анодные токи вызывают протравливани поверхности. Анодная поляризация имеет преимущество, когда катодны потенциала приводит к осаждению на электроде продуктов коррозии или восстановлению окиси, образовавшейся при потенциале коррозии, а такж наложении другого электродного процесса (например, катодного выделе водорода при исследовании коррозии с кислородной деполяризацией). Для анализа экспериментальных данных, соответствующих соотношению могут быть использованы два варианта, основанные на точном аналитиче решении системы исходных уравнений при определенном выборе переме и π. В частности, для точек какой-либо ветви поляризационной кривой, выбр равным шагом (π, 2π, 3π) или (-π, -2π, -3π) искомые значения определяют следующим формулам: При другом выборе переменных, а именно при шаге π, кратном двум: (π, (-π, -2π, -4π) ток коррозии и константы Тафеля находятся из: где знаки "+" и "-" в (8), (9), (11), (12) относятся к анодным токам, а "-" и катодным, a I1, I2, I3, I4 - токи соответственно при поляризации π, 2π, 3π, 4 В условиях применимости уравнения (13), являющегося частным случаем уравнения (2) при условии bk → ∞ (диффузионный контроль катодной ре например, в случае коррозии с кислородной деполяризацией) или bа → ∞ (пассивность металла): или расчет ba, bk, Iкор в принципе возможен по (7) - (12). Целесообразней одна определение параметров таких электродных систем по двум значениям т I2, соответствующим анодной (катодной) поляризации электрода π и 2π ( поляризации одного знака). В этом случае: 2.2. Гравиметрический метод Этот метод используется для определения скорости коррозии с целью коррозионного контроля и оценки защитного действия ингибиторов корр Гравиметрический метод основан на измерении разности массы контрол металлических образцов до и после экспозиции в коррозионной среде. Ограничением, связанным с использованием этого метода, является то, ч характеризует усредненную скорость коррозии без учета неравномернос коррозии. В общем при работе следует руководствоваться действующим 9.506 "Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности". Для моделирования реальных условий эксплуатации промыслового оборудования в двухфазных системах испытания ингибиторов проводят лабораторных установках с интенсивным перемешиванием среды. На ри приведен типичный для таких экспериментов лабораторный прибор. В двухкамерном сосуде 9 создают с помощью мешалки 1, приводимой в дв через гидрозатвор 2, поток исследуемой среды. Камера, в которой устанавливаются образцы-свидетели 8, снабжена термометром 7 и обрат холодильником 6. Исследуемая среда насыщается сероводородом, которы барботирует через трубку 4. Скорость потока жидкости, омывающей обр свидетели коррозии, определяют с помощью изогнутой трубки, опущенн поток жидкости. Для этого сначала определяют скорость потока жидкост вытекающей из сифона при неподвижной среде. Жидкость из сифона отб в течение определенного времени (10 с) в бюкс и взвешивается на аналит весах. Затем включается мешалка и вновь измеряется расход жидкости и сифонной трубки. Расчет скорости (W, м/c) производится по уравнению: где Н - глубина погружения сифонной трубки в статических условиях, см Q1 ,Q2 - скорость истечения жидкости через сифон соответственно в стат и динамических условиях, г/с; g - ускорение силы тяжести, см/с2 Если из сифонной трубки отбирается постоянный объем жидкости (напр см3), формула примет вид: где τ1 и τ2 - время, в течение которого отводится из сифона калиброванны жидкости соответственно в статических и динамических условиях. Рис. 4. Сосуд для лабораторных гравиметрических исследований 1 - мешалка; 2 - гидравлический затвор; 3 - гнездо; 4 - подача агрессивно - выход агрессивного газа; 6 - холодильник; 7 - термометр; 8 - исследу образцы; 9 - U-образный сосуд Методика позволяет измерять скорость потока жидкой среды практическ любом диапазоне скоростей, а отобранные при измерении скорости пото жидкости могут быть использованы при коррозионных исследованиях дл количественного определения рН и состава агрессивных компонентов ср Для испытаний могут быть использованы и другие варианты установок, необходимой мере моделирующие требуемые условия. Контрольные образцы вырезаются в виде пластин из листовой стали 20. необходимости образцы могут быть из той же стали, из которой изготовл оборудование. Размеры образцов выбираются минимальными для компактности, но достаточными для получения величин скорости коррозии, значительно превышающих предел чувствительности данного метода. В лабораторно практике наиболее часто используются образцы размером 40×20×2 мм ил 50×20×2 мм. Скорость коррозии К (г/м2·ч) вычисляют по формуле: где g1 - масса образца до испытания, г; g2 - масса образца после испытания, г; s - поверхность образца, м2; τ - время испытания, ч. Защитное действие ингибиторов коррозии (Z, %) определяется по потере контрольных образцов в отсутствии и в присутствии ингибиторов корроз рассчитывается по формуле: где K - скорость коррозии образцов в отсутствии ингибитора, г/м2·ч; Kи - скорость коррозии образцов в присутствии ингибитора, г/м2·ч. Защитный эффект (γ) определяется как отношение: 2.3. Аналитический метод Наиболее достоверные результаты метод дает для чистых металлов. Он м быть использован и при измерении коррозии железа и сталей с высоким содержанием железа в том числе углеродистых сталей и основан на расч скорости коррозии по содержанию железа в продуктах коррозии, определ с помощью стандартных методов аналитической химии (титрования, фотоколориметрии). Метод является в определенном смысле противоположностью гравиметр метода. Так, если в гравиметрическом методе удаляют продукты коррози поверхности образца и оценивают потери массы, то в данном методе их необходимо тщательно собрать для определения содержащегося в них ме Оба метода предназначены для определения скорости общей коррозии, и предположения о ее равномерности. Особенностями аналитического метода являются различная валентность железа, которые могут присутствовать в анализируемой среде (Fe2+, Fe3+ соответственно и различные свойства, присущие этим формам, различна растворимость их соединений. Соединения двухвалентного железа в вод обычных условиях не устойчивы, т.к. оно легко окисляется кислородом в Все это, как правило, учитывают стандартные методы. Нерастворимые в исследуемом растворе продукты коррозии растворяются в растворах с ни рН. В растворенную форму переводятся продукты, находящиеся в виде в осадков в среде, а также в виде отложений на образцах, подвесках, меша стенках испытательного сосуда. Растворение продуктов коррозии с образ необходимо проводить в растворах, не вызывающих растворения металл как это делается в гравиметрическом методе. Растворенные продукты объединяются в исследуемой среде. Двухвалентное железо переводится в трехвалентное и анализируется. При определении содержания общего же водных прозрачных растворах можно использовать ГОСТ 4011-72 (Вода питьевая. Методы определения общего железа). При применении в качестве испытательной среды различного рода смесе включающих углеводороды, ПАВ и проч., среда может быть непрозрачн этих случаях должен быть использован или специально разработан метод анализа, учитывающий особенности среды, включая возможность различ распределения продуктов коррозии по фазам смеси. 2.4. Определение влияния ингибиторов на водородопроницаемость стали Водородное охрупчивание металлов при сероводородной коррозии связа наводороживанием, происходящим при проникновении внутрь металла немолизованной части водорода, образующегося в процессе катодной ре Ингибиторы, снижая скорость коррозии в целом, оказывают свое влияни катодную составляющую. При этом они могут не только уменьшить скор катодного выделения водорода, но и изменить соотношение между моли (выделившейся в окружающую среду) и немолизованной (проникшей в м частями водорода. Оценить это соотношение и влияние на него ингибито коррозии можно в экспериментах при одновременном определении водородопроницаемости стали и скорости общей коррозии. Обычно водородопроницаемость измеряют волюмометрическим, масспектрометрическим, радиографическим или потенциостатическим м На рис. 5 показана схема простой установки, позволяющей с достаточно точностью определять водородопроницаемость стальной мембраны, одна сторон которой подвергается коррозии. Скорость последней измеряется гравиметрическим или аналитическим методом. Рис. 5. Схема установки: 1 - стеклянная ячейка; 2 - мешалка с электроприводом; 3 - центрирую устройство с самоуплотняющимся сальником; 4 - образец (мембрана); 5 для уплотнения образца; 6 - устройство для замера проникшего через о водорода; 7 - узел ввода добавок и выхода продуваемого сероводород термостат; а - заливка раствора и продувка сероводорода; б - ввод добавок; в - в сероводорода Образец из исследуемого материала с помощью фланцев и прокладок из вакуумной резины снизу герметично подсоединяется к ячейке, создавая замкнутый объем. Такая конструкция позволяет легко производить смену образцов, не нарушая герметичности остальных уплотнений установки. Я сборе помещается в воздушный термостат. Проникший через мембрану водород накапливается в полости под мембр его количество может быть измерено одним из указанных выше способов рассматриваемом варианте (рис. 5) проницаемость водорода измеряется волюмометрически. В нижнем объемном фланце сделан проход для выво диффузионного водорода к манометру. Рабочий раствор в установке инт перемешивается мешалкой. Постоянство концентрации сероводорода поддерживается с помощью непрерывной продувки его через раствор пр атмосферном давлении. В работе используются плоские образцы, вырезанные из листовой стали мм и толщиной 0,5 мм. На рис. 6 иллюстрируется зависимость количества проникшего через мем водорода в процессе коррозии от времени, а также влияние ингибитора н снижение. Суммарное количество проникшего водорода в присутствии ингибитора более, чем на порядок ниже eго количества для случая корро ингибитора. Из рисунка видно, что действие ингибитора начинается прим через 1,5 ч после введения его в раствор. Рис. 6. Количество проникшего водорода в зависимости от времени: I ингибитора; II - с ингибитором То есть в течение короткого времени метод достаточно эффективно позв судить о влиянии ингибитора. Водородопроницаемость рассчитывается, исходя из количе проникшего водорода (ΔVнcм3) за определенное время (τ, ч), по формуле где S - поверхность мембраны, см2; δ - толщина мембраны, мм. Оценка эффективности ингибитора коррозии производится путем сравне количества проникшего через металлический образец водорода без ингиб с ингибитором. Расчет производится по формуле: где Z - степень защиты от наводороживания, %; П и Пи - водородопроницаемость при коррозии в среде без ингибитора и ингибитором соответственно. Сравнение общего количества проникшего водорода с рассчитанным, ис потерь массы образца при коррозии, в предположении, что коррозия пол протекает с водородной деполяризацией, может ориентировочно дать до немолизованного на корродирующей поверхности водорода. Более точны результат даст учет того количества водорода, которое осталось растворе металле. Для этого следует использовать существующие методы анализа водород (например, вакуумного нагрева, плавления или анодного раство 2.5. Применение колец Одинга Опыт исследований показывает как существенно корректное сопоставлен агрессивности коррозионной среды в лабораторных, автоклавных и промышленных условиях. Эта сопоставимость позволяет охарактеризова степень моделирования данной агрессивной среды в лаборатории и оцен возможность переноса лабораторных и автоклавных результатов в промышленные условия. При оценке агрессивности среды всегда важна кратковременность испытаний. Особенно остро этот вопрос встает для ср относительно малой агрессивностью при определении их склонности охрупчивать металл. Характерно это и для сред, включающих в свой сост ингибиторы коррозии, т.к. агрессивность такой среды резко снижается. В случаях удобно использование колец Одинга, тем более, что кроме незначительных затрат, связанных с их изготовлением, не требуется прим никакого другого дополнительного оборудования за исключением секунд Некоторым неудобством их использования является необходимость част вскрывать оборудование, либо размещать образцы за прозрачной перегор При использовании указанных образцов определяется время до их разруш при заданном уровне нагрузки. Образцы (рис. 7) нагружаются путем введения клина в разрез. Размеры к выреза в нем и клина фиксированы. Максимальные приложенные напряж точке, противоположной клину) определяются по соотношению: где σ - величина приложенных напряжений, кг/мм2; δ - величина заданной деформации, определяемая разностью размеров кл и выреза в кольце (В), δ =А-В, мм; Е - модуль нормальной упругости материала кольца, кг/мм2; R2ср - средний радиус кольца, мм; h - высота сечения кольца, выполняемого квадратным, мм. Для оценки склонности выбранного металла к растрескиванию образцы м быть изготовлены из эксплуатационных труб. Для оценки степени агресс коррозионной среды и эффективности ингибиторной защиты кольца Оди изготавливаются из высокопрочной стали, подверженной растрескивани например, закаленной и отпущенной стали У8 или У10. Закалка образцов проводиться таким образом, чтобы механические свойства (например, твердость), были одинаковы во всех образцах. Рис. 7. Кольцо Одинга 1 - образец; 2 - клин; Ø D - средний диаметр кол ширина клина; h - высота сечения кольца; В - размер выреза в коль Характеристикой чувствительности метода может служить следующий п сероводороде 100% относительной влажности время до разрушения при температуре 40° С напряженных колец из стали У10А(σ = 55 кг/мм2, HRС составляет в среднем 24 мин (при этом скорость коррозии образцов стали ~0,3 г/м2ч), в то время как в сероводороде 90% влажности кольца не разр в течение семи часов (скорость коррозии стали 2 ~0,06 г/м2ч). Оценка эффективности ингибиторной защиты осуществляется путем сра времени до растрескивания колец в коррозионной среде в отсутствии и в присутствии ингибитора по формуле: где γ - защитное действие; τ - время до разрушения образцов в агрессивной среде без ингибитора, ч; τи - время до разрушения образцов в присутствии ингибитора, ч. При использовании данного метода следует учитывать, что для полученн помощью результатов характерен значительный разброс. В связи с этим рекомендуемое количество образцов на каждую точку должно составлят более. 2.6. Определение влияния ингибиторов на снижение степени охрупчивания методом пер Метод основан на сравнении числа перегибов на 180°, которые выдержи металлические образцы в исходном состоянии и после испытаний в коррозионной среде без ингибитора и с ингибитором коррозии. Количест перегибов образца определяют по ГОСТ 1579. Для испытаний на перегиб используется прибор ИХ5111 или машина ИХ Контрольные образцы изготавливаются в виде проволоки или ленты. Рекомендуется использование проволоки из стали СВ-08А диаметром 2-4 длиной 90-150 мм. Обезжиренные образцы в количестве 3-7 штук подвергают коррозионны испытаниям, аналогичным изложенному в описании гравиметрического После окончания коррозионных испытаний образцы вынимают из корроз среды, ополаскивают дистиллированной водой, просушивают фильтрова бумагой и испытывают на перегиб, пользуясь инструкциями на средства испытания и указанным ГОСТом. Недостатком метода, как и в предыдущ случае, является заметный разброс данных. Одной из основных его прич является высокая диффузионная подвижность внедряющегося в металл в Поэтому метод имеет ограничение, связанное с промежутком времени от окончания коррозионных испытаний до начала испытаний на перегиб. Длительность этого промежутка должна быть по возможности минималь его величина должна фиксироваться, быть одинаковой в каждой серии испытаний и указываться вместе с результатом испытаний на перегиб с ц сопоставимости с другими. Степень охрупчивания (N, %) образцов рассчитывается по формулам: Степень защиты (Z, %) от охрупчивания металла испытуемым ингибитор рассчитывается по формуле: где nо - среднеарифметическое число перегибов до разрушения исходных образцов; n - среднеарифметическое число перегибов до разрушения образцов, исп в агрессивной среде без ингибитора; nи - среднеарифметическое число перегибов до разрушения образцов, испытанных в агрессивной среде в присутствии ингибитора. 3. АВТОКЛАВНЫЕ ИСПЫТАНИ Преимуществом автоклавных испытаний является возможность создать р условия эксплуатации оборудования по температуре и давлению и варьи их значения в зависимости от поставленной задачи. Испытания проводят в специальных автоклавах, предназначенных для коррозионных испытаний в сероводородсодержащей среде. Так как сероводородная коррозия сопровождается наводороживанием металла, т определяют не только скорость коррозии, но и изменение его механическ характеристик в зависимости от температуры, давления сероводорода и д газов, величины растягивающих напряжений, общего состава коррозионн среды, вида и концентрации ингибитора, а также местонахождения образ жидкой или газовой фазе. Поскольку для обустройства сероводородсодержащих месторождений используются мягкие стали с Rс ≤ 22 единиц (стали типа стали 20), то исп проводят на образцах, изготовленных из этой стали. Измерения скорости коррозии проводятся, как правило, гравиметрически методом аналогично описанному в разделе 2.2. При оценке воздействия на сталь коррозионных испытаний целесообразн определить изменение ее пластических свойств, так как именно пластиче свойства мягких углеродистых сталей убывают практически линейно при увеличении содержания водорода в металле (по крайней мере до 5 нсм3/1 Прочностные свойства не меняются адекватно в той же мере. Для указанной цели удобны стандартные образцы по ГОСТ 1497 Ø 5 мм рабочей части 25 мм. Образцы могут быть как в напряженном, так и в ненапряженном состоянии. С точки зрения создания напряжений в метал моделирующих условия работы оборудования, наиболее подходящими я образцы с одноосным напряжением. Для испытаний в напряженном сост используются аналогичные образцы с удлиненной резьбовой частью с од сторон. Для создания и поддержания напряжений в образце в процессе коррозио испытаний применяют специальные нагружающие кольца. На рис. 8 пок образцы и нагружающие кольца отдельно, а на рис. 9 вместе с со вспомогательным устройством, позволяющим производить нагружение о с применением разрывной машины. Материалом для колец служит сталь Х17Н13М2Т, которая практически не корродирует в сероводородсодерж средах и не меняет своих характеристик. Нагружение образцов производ желаемой величины и образцы проходят коррозионные испытания в сбор совместно с кольцом. Предельное допустимое напряжение, при котором еще работает в области упругих деформаций, зависит от толщины стенок Для толщин стенок 5, 6 и 7 мм оно составляет 750, 1200 и 2000 кгс соответственно. Рис. 8. Образец (а), нагружаемый с помощью кольца (б) Рис. 9. Образец с нагружающим кольцом в реверсоре: 1 - шпилька; 2 - реверсор; 3 - образец; 4 - гайка; 5 - кольцо; 6 - перехо Исходя из того, что наводороживание в процессе коррозии стабилизируе течение 2-3 суток, время экспозиции металлических образцов в коррозио среде при сравнительных экспериментах принято равным 72 часам. После выдержки в автоклавах, если образцы не разрушились в результат сульфидного растрескивания, они разрываются на разрывной машине с ц определения изменения механических свойств стали. Испытания провод ГОСТ 1497. За критерии оценки коррозионно-механической стойкости п относительное удлинение (δ, %), относительное сужение (ψ, %) и работа разрушения образца (А). Работа разрушения является величиной, включа себя прочностные характеристики и характеристики пластичности матер может служить более универсальным показателем. Количественно велич работы разрушения образца оценивается площадью диаграммы разрушен ограниченной кривой разрушения в координатах Р - Δl, где Р - нагрузка, удлинение. Оценка степени охрупчивания образцов осуществляется путем сравнени до и после коррозионных испытаний образцов по формуле: где ΔС - относительное изменение изучаемого свойства, % , С0 и С - величина свойства (δ, ψ, А) до и после коррозионных испытаний Определение степени защиты с помощью ингибитора (Z, %) от снижения величины того или иного пластического свойства стали производится по формулам, аналогичным формуле (27): где Си - величина свойства (δ, ψ, А) после коррозионных испытаний в сре ингибитором коррозии. В зависимости от поставленной задачи в автоклавах могут быть использо образцы для испытаний на перегиб и типа колец Одинга (см. разделы 2.5 а также другие виды образцов под напряжением. 4. ИСПЫТАНИЯ ИНГИБИТОРО КОНТРОЛЬ ЗА ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯ Испытания в промышленных условиях могут быть частичными или полномасштабными. Полномасштабное испытание - испытание, проводи всей цепочке технологического цикла, может предоставить максимум информации, однако из-за своей дороговизны проводится крайне редко. практической точки зрения более целесообразным является частичное испытание. Частичным испытание является тогда, когда проводится ингибирование какой-либо части оборудования (например, сважины или емкости). Условия данных испытаний достаточно полно соответствуют реальным. Разновидностью частичного испытания являются стендовые испытания, проводящиеся на специально построенном стенде, подключенном к технологической нити. Условия стендовых испытаний в той или иной ме приближаются к реальным. Целью испытаний в промышленных условиях является уточнение и окончательная отработка всех параметров процесса ингибирования, рекомендованных в результате предварительных испытаний. При исследовании эффективности защитного действия ингибиторов корр промышленных условиях определяются: - механические (пластические) свойства металла; - водородопроницаемость металла; - вид и скорость коррозии оборудования; - концентрация ингибитора коррозии; - параметры, оказывающие влияние на технологический процесс (при необходимости). В испытаниях отрабатывается также технология использования ингибито 4.1. Влияние ингибиторов на механические свойства металла определяют использованием предварительно напряженных образцов- свидетелей (см 3), которые через специальные лубрикаторы вводятся в работающее оборудование или заранее устанавливаются и снимаются в периоды осмо ревизии оборудования. Для сравнительных испытаний могут быть испол ненапряженные образцы, а также образцы по методам, изложенным в раз 2.5., 2.6. 4.2. Определение вероятности наводороживания металла производится с помощью устройств, называемых водородными зондами, и имеющих раз конструкцию и средства измерения проникающего через стенки устройст водорода. Водородный зонд может быть выполнен в виде заполненной с уменьшения внутреннего объема трубки, заглушённой с одного конца, конструкции "труба в трубе" или в виде образующей герметичную полос накладки на стенке действующего оборудования. Количество водорода, проникающего во внутреннюю полость зонда, фиксируется измерительн устройствами. Оценку водородопроницаемости и эффективности ингиби защиты производят также, как это описано в разделе 2.4. 4.3. Вид и скорость коррозии оборудования. Характер коррозии определя помощью визуального осмотра поверхности оборудования и/или образцо Оценивается степень неравномерности коррозионных проявлений по пло глубине проникновения. Наличие язв и питтингов даже при небольшой в скорости общей коррозии говорит о недостаточности противокоррозионн защиты. Для определения скорости общей коррозии используется несколько мето (поврозь или одновременно, последнее предпочтительнее). Гравиметрический метод. Гравиметрический метод (см. раздел 2.2.) наиб распространен. Для его реализации используются образцы-свидетели кор которые вводятся в рабочую среду также, как и образцы для коррозионно механических испытаний (см. п. 4.1.). Метод дает усредненную скорость коррозии образцов за время испытаний в предположении, что она являет равномерной. При использовании метода следует учитывать, что условия протекания коррозионных процессов на оборудовании и на образцах в не помещенных, даже в случае изготовления из одного и того же материала являются идентичными из-за различного состояния поверхности и гидродинамических условий. Метод поляризационного сопротивления (см. раздел 2.1.2). Метод дает з мгновенной скорости коррозии. При условии установления адекватности показаний прибора характеру коррозионных процессов может характери изменение степени агрессивности среды в разные периоды эксплуатации Соответственно при сопоставлении показаний во времени может позволи быстро оценивать эффективность ингибирования. Абсолютные значения скорости коррозии, полученные этим методом, для оценки их достоверно следует сравнивать с результатами других методов (например, гравиметрического, ультразвукового). Определение скорости коррозии методом измерения электросопротивлен образца. Метод позволяет прослеживать непрерывно изменение скорости коррозии, не вынимая образец (зонд). Другим его преимуществом являет возможность измерений в слабо или в неэлектропроводной среде, наприм газе, в отличие от метода поляризационного сопротивления. К недостатк метода относятся невозможность его использования в сильно электропро электролитах и трудности, связанные с переносом полученных результат коррозию непосредственно оборудования, учитывая различия в форме и материале зонда и контролируемого объекта. Анализ содержания железа. Скорость общей коррозии и эффективность ингибирования определяется также с помощью контроля за содержанием в жидкой фазе. Использование метода химического анализа на железо дл контроля за коррозией и оценки эффективности защиты от нее основано определении количества образовавшихся продуктов коррозии, которые в иной форме переходят в коррозионную среду и выносятся с потоком жид В промышленных условиях (в отличие от лабораторных см. разд.2.3.) это является приближенным, т.к. значительное количество продуктов корроз сохраняется на поверхности металла и в застойных зонах и не может быт учтено. Однако практика показала, что применение метода химического на железо весьма полезно при сравнении скорости коррозии в одном и то месте в различное время для оценки эффективности защиты от коррозии В случае, если другими методами дополнительно установлено, что корро носит равномерный характер, то возможна оценка и абсолютных коррози потерь. Для этого обычно определяют допустимую "норму" содержания жидкости, исходя из величины допуска на общую коррозию поверхности проектного времени эксплуатации контролируемого оборудования. Срав полученных величин с содержанием железа в отобранной пробе жидкост определяют степень допустимости коррозионных потерь. Следует всегда помнить, что получаемый этим методом результат является интегральны относится ко всей площади оборудования, находящейся по пути потока продукции до места отбора пробы. Место отбора пробы перед моментом отбора следует тщательно продува скопившихся осадков. Для химического анализа на железо можно исполь существующие методы (например, фотометрический или трилонометрич учетом мешающего фактора жидких углеводородов. Ультразвуковая толщинометрия. Метод эффективен в случае большой чувствительности применяемого прибора, а также при относительно дли периоде испытаний (эксплуатации). Измерения толщины стенок оборудо следует производить в наиболее опасных местах (наибольшие скорости п высокие температуры, изгибы трубопроводов и т.п.) до и после испытани заранее подготовленной карте. Эффективность метода возрастает при систематическом его использовании непосредственно в процессе эксплуа оборудования и накоплении банка данных в результате коррозионного ко Зонды предупреждения. Применение зондов предупреждения также, как ультразвуковой толщинометрии, наиболее эффективно при коррозионно контроле за состоянием оборудования в процессе эксплуатации. Но при б скоростях коррозии их использование может быть полезным уже на подготовительных и испытательных этапах, учитывая накопительный ха коррозионных проявлений. К зондам предупреждения относятся такие устройства, стенка которых разрушается в результате воздействия коррозионной среды раньше, чем оборудования. Момент разрушения фиксируется показывающим приборо соединении его с системой сигнализации соответствующие сведения мог подаваться на диспетчерский пульт. Зонды предупреждения могут конструироваться в расчете как на общую коррозию, так и на коррозию п напряжением. Зондами предупреждения могут быть и те из водородных зондов, которы изготовлены с пониженной толщиной стенки. Такие зонды могут быть вс в оборудование любого вида. Примером зондов, имитирующих работу трубопроводов, являются зонды которых показана на рис. 10. Вариант 10а позволяет создать более напряж состояние металла в реально используемой трубе, не нарушая надежност трубопровода в целом. В варианте 10б напряженное состояние металла практически неизменно. Используя набор зондов с разлличной толщиной можно эффективно прогнозировать продолжительность безаварийной эксплуатации трубопроводов в том случае, когда вероятны разрушения з коррозионных процессов. Совместное использование перечисленных методов позволяет получить обобщенную картину коррозионного процесса и в большой мере достове интерпретировать полученные результаты. Рис. 10. Схема. Зоны предупреждения разрушения: а - от коррозионного растрескивания; б - от общей коррозии (1 - отрезок - вставка, 3 - накладка) 4.4. Аналитический контроль рабочей концентрации ингибитора в жидко является важным методом определения действительной эффективности ингибирования. Он не только позволяет сравнивать действие реально им в среде концентрации ингибитора с рекомендованной защитной, но и производить необходимые корректировки по количеству вводимого инги позволяя поддерживать рабочую концентрацию на заданном уровне или своевременно изменять его при возможных изменениях количества жидк и агрессивности среды. Для анализов следует использовать методы, рекомендованные в технических условиях на ингибитор, либо специальн разработанные. Проба для анализа должна отбираться таким образом и и мест, чтобы она была представительной по существу технологического п Применение комплекса различных методов контроля позволяет надежно за эффективностью ингибирования при испытаниях, а на стадии промыш использования оперативно вносить коррективы в технологию ингибитор защиты, в том числе и в случаях изменения технологического режима ил условий работы оборудования на всей производственной цепочке от сква газоперерабатывающего завода. Содержание ВВЕДЕНИЕ 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ СВОЙСТВ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ 1.1. Измерение плотности ингибиторов коррозии 1.2. Измерение вязкости ингибиторов коррозии 1.3. Определение температуры застывания ингибиторов 1.4. Определение температуры вспышки 1.5. Исследование растворимости (диспергируемости) ингибиторов 1.6. Исследование влияния ингибиторов на эмульсеобразование в систем жидкие углеводороды - вода 1.7. Исследование влияния ингибиторов на вспенивание абсорбентов 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ИНГИБИТОРОВ КОРРО ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ 2.1. Электрохимические методы 2.1.1. Метод экстраполяции 2.1.2. Метод поляризационного сопротивления 2.1.3. Смежные методы 2.2. Гравиметрический метод 2.3. Аналитический метод 2.4. Определение влияния ингибиторов на водородопроницаемость стали 2.5. Применение колец Одинга 2.6. Определение влияния ингибиторов на снижение степени охрупчиван методом перегиба 3. АВТОКЛАВНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 4. ИСПЫТАНИЯ ИНГИБИТОРОВ И КОНТРОЛЬ ЗА ЭФФЕКТИВНОСТ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ версия для печати * Документы для скачивания доступны БЕСПЛАТНО только для зарегистрированных пользователей. - Регистрация юридических лиц; - Регистрация физических лиц. Блок авторизации пользователей находится в правом верхнем углу страницы. Назад Наверх Главная | Союз стройиндустрии | Прайс-листы | Тендеры | Объекты строительства | Предприятия | Оборудование и спецтехника | Каталоги | Литература | Допуск СРО [AD]
