национальный минерально-сырьевой университет «горный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП по
направлению 151000
д.т.н. проф. В.В. Габов
_______________________
Зав. кафедрой АТПП
доц. А.А. Кульчицкий
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ»
Направление подготовки:151000 Технологические машины и оборудование
Профиль подготовки: Оборудование нефтегазопереработки
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составители:
Профессор каф. АТПП В.А. Гуськов
Ассистент каф. АТПП Н.А. Романова
Ассистент каф. АТПП П.А. Петров
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Цель дисциплины – дать студентам теоретическую и практическую подготовку,
необходимую для самостоятельной оценки коррозионной активности среды, выбора
конструкционных материалов и средств антикоррозионной
защиты оборудования
нефтегазового комплекса.
Решаемые в курсе задачи включают:
–
знакомство студентов с современной теорией коррозии, методами
коррозионных испытаний и средствами защиты насосов , компрессоров и оборудования
нефтегазовых и нефтехимических производств от агрессивного воздействия среды.;
– развитие практических навыков коррозионных исследований и выбору средств
антикоррозионной защиты типового и нестандартного оборудования.
2. Место дисциплины в структуре ООП: Данная учебная дисциплина относится к
вариативной части профессионального цикла для подготовки по профилю «Оборудование
нефтегазопереработки», относится к разделу дисциплин по выбору.
Для успешного усвоения дисциплины приобретения необходимых знаний, умений
и компетенций к началу изучения дисциплины «Защита оборудования от коррозии»
студент должен обладать соответствующими знаниями, умениями и компетенциями,
полученными им при освоении Учебных дисциплин: Математики, Физики, Химии,
Информационных технологий, Экологии, Теоретической механики, Компьютерной
графики, Гидравлики, Основ научных исследований, Моделирования процессов и
объектов в химических технологиях, Теплотехники и нагревательных устройств,
Инженерной графики, Технической механики, Материаловедения, Метрологии,
стандартизации и сертификации, Электротехники и электроники, Основ проектирования,
Основ технологии машиностроения, Конструирование и расчет аппаратов отрасли,
Процессы
и
аппараты
нефтегазопереработки
и
нефтехимии,
Технология
нефтегазопереработки и нефтехимического синтеза.
Учебная дисциплина «Защита оборудования от коррозии» является
предшествующей для ряда учебных дисциплин по направлению подготовки 151000
«Технологические машины и оборудование», профилю подготовки «Оборудование
нефтегазопереработки» и на основе знаний, умений и компетенций, приобретенных
студентом в процессе ее освоения формируются соответствующие знания, умения и
компетенции для последующих учебных дисциплин. К таким дисциплинам относятся:
Машины и аппараты нефтегазопереработки, Реакторные процессы и оборудование в
производствах.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- умение использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
- способность обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умение контролировать соблюдение технологической дисциплины при
изготовлении изделий (ПК-1);
- способность участвовать в работах по доводке и освоению технологических
процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество
монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий,
узлов и деталей выпускаемой продукции (ПК-3);
- умение применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих
и
экологически
чистых
машиностроительных
технологий,
обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных
2
последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, умение применять способы
рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в
машиностроении (ПК-8);
- умение подготавливать исходные данные для выбора и обоснования научнотехнических и организационных решений на основе экономических расчетов (ПК-14);
- способность к систематическому изучению научно-технической информации,
отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки (ПК17);
- способность участвовать в работе над инновационными проектами, используя
базовые методы исследовательской деятельности (ПК-20);
- способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию,
оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия
разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим
условиям и другим нормативным документам (ПК-23);
- умение проводить патентные исследования с целью обеспечения патентной чистоты новых проектных решений и их патентоспособности с определением показателей
технического уровня проектируемых изделий (ПК-25);
- умение применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере
профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических
процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их предупреждению (ПК26);
- понимание основных тенденций развития соответственно - металлургических
машин и оборудования, оборудования нефтегазопереработки и торфяных машин и
оборудования (ПКД-1);
- владение
методами конструктивных решений при проектировании
соответственно - металлургических машин и оборудования, оборудования
нефтегазопереработки и торфяных машин и комплексов с учетом условий эксплуатации
(ПКД-2);
- владение основами соответственно - гидро- и пирометаллургических процессов,
а также вторичной переработки металлов и сплавов, нефтегазопереработки и
нефтихимии, переработки торфа на топливо (ПКД-6).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
 основные типы металлических и неметаллических коррозии; –
основные
положения современной теории химической и электрохимической коррозии;
 виды коррозионных разрушений, их причины и механизм в искусственных и
природных средах;
 конструкционных материалов, используемых для аппаратурного оформления
нефтегазовоперерабатывающих производств, а также способы антикоррозионной
защиты оборудования этих производств.
Уметь:
выполнять термодинамическую оценку устойчивости материалов в агрессивных
средах и степени их коррозионной активности;
 проводить кинетический анализ коррозионных процессов;
 принимать обоснованные решения по выбору оборудования в антикоррозионном
исполнении, включая различные активные средства коррозионной защиты;
 самостоятельно проводить основные коррозионные испытания конструкционных
материалов и принимать правильные решения по защите оборудования на стадии
проектирования производств.
3

Владеть:
 современной терминологией в области химической и электрохимической коррозии
и защиты конструкционных материалов и оборудования;
 навыками правильного использования в работе литературно-спраочной
информации.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.
Всего часов
Вид учебной работы
Семестры
7
Аудиторные занятия (всего)
72
В том числе:
72
-
Лекции
-
17
17
Лабораторные работы (ЛР)
34
34
Самостоятельная работа (всего)
93
93
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
В том числе:
-
-
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
40
40
Реферат
21
21
Другие виды самостоятельной работы
32
32
Домашнее задание
32
32
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
экзамен
экзамен
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
144
144
5
5
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1.
Наименование раздела
дисциплины
Введение
Содержание раздела
Понятие о коррозии и устойчивости материалов как о
научной дисциплине. Исторические этапы развития
учения об устойчивости металлов и роль российских
учёных в его становлении. Классификация коррозионных
процессов и разрушений. Значение повышения
коррозионной устойчивости конструкционных
материалов для народного хозяйства и нефтегазового
комплекса.
4
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Химическая коррозия
Термодинамическая оценка устойчивости металлов,
сплавов и других конструкционных материалов к
агрессивному воздействию среды. Влияние температуры,
давления газа, фазовых переходов и взаимной
растворимости фаз на термодинамическую устойчивость
материалов. Природные и промышленные коррозионные
среды,
термодинамическая
характеристика
их
агрессивности. Кинетика и механизм химической
коррозии. Показатели устойчивости и скорости коррозии,
способы их выражения. Механизм образования плёнок на
поверхности металла. Защитные свойства плёнок и
условие сплошности. Теория жаростойкого легирования
Электрохимическая
Общие представления об электрохимической коррозии.
коррозия
Электродные потенциалы и Э.Д.С. электрохимических
систем.
Необратимые
электродные
потенциалы.
Термодинамические
аспекты
коррозионных
электрохимических процессов. Диаграммы Пурбэ.
Зависимость устойчивости металлов и сплавов от состава,
структуры и состояния поверхности. Поляризуемость
электродных процессов, её причины и значение для
повышения устойчивости металлов в растворах.
Коррозионные диаграммы. Кинетика и
механизм
анодных и катодных реакций коррозионных процессов, в
том числе при саморастворения металлов в кислотах.
Катодное
восстановление
ионов
водорода
и
молекулярного кислорода. Пассивность металлов и
повышение коррозионной устойчивости металлов и
сплавов на основе их пассивируемости.
Основные
виды Атмосферная коррозия, подземная и биологическая
коррозии
и коррозия,
морская
коррозия.
Коррозионное
коррозионных
растрескивание и усталостная прочность, питтинг,
разрушений
межкристаллитная, контактная и другие виды коррозии.
Методы коррозионных
испытаний
и
коррозионностойкие
материалы
для
нефтегазовых
производств
Химическое
оборудование
в
коррозионностойком
исполнении
Гравиметрические, химические, электрохимические и
другие
методы
коррозионных
испытаний
и
разрушающего
и
неразрушающего
контроля
коррозионной устойчивости материалов и оборудования.
Испытания пластмасс, резин, лакокрасочных покрытий и
других неметаллических материалов.
Коррозионностойкие металлы и сплавы на основе
чёрных, цветных и редких металлов. Полимерные,
углеграфитовые и силикатные материалы, их свойства и
применение для оборудования нефтегазового комплекса.
Стандартное оборудование из металлов и неметаллов.
Антикоррозионная
Основные способы защиты от коррозии оборудования.
защита конструкций и Обработка агрессивной среды и защита оборудования с
аппаратуры
помощью ингибиторов. Электрохимическая защита –
нефтегазовых
катодная, анодная и протекторная. Защита оборудования
производств
от
коррозии
с
помощью
металлических
и
неметаллических покрытий.
5
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
№
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
Машины и аппараты
+
нефтегазопереработки,
Реакторные процессы
и оборудование в
производствах.
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
5.
6.
7.
+
+
+
-
+
+
-
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
п/п
1.
2.
3.
4.
+
Введение
2
Химическая коррозия
2
Электрохимическая коррозия
4
Основные виды коррозии и
2
коррозионных разрушений
Методы коррозионных испытаний и 3
коррозионностойкие материалы для
нефтегазовых производств
Химическое оборудование в
2
коррозионностойком исполнении
Антикоррозионная защита
2
конструкций и аппаратуры
нефтегазовых производств
Итого: 17
Семин
2
6
12
4
8
14
18
10
Всего
час.
12
22
34
16
4
10
17
6
18
26
15
17
93
144
34
СРС
6. Лабораторный практикум
№
п/п
№ раздела
дисциплины
1.
1.
2.
3.
5
4.
4.
2.
5.
3.
Наименование лабораторных работ
Техника безопасности при проведении лабораторных
работ, обработка полученных результатов, отчётность.
Методы коррозионных испытаний
Металлы и сплавы. Методы определения показателей
коррозии и коррозионной стойкости
Установление закона роста оксидной плёнки во
времени при высокотемпературном окислении на
воздухе исследуемого металла.
Методы определения значений и природы электродных
потенциалов некоторых металлов в различных
электролитах.
6
Трудоемкость
(час.)
2
4
4
6
4
6.
7.
8.
Локальные виды коррозии коррозионностойких
(нержавеющих) сталей типа 12Х18Н10Т. Подробно с
привлечением наглядного материала (образцов –
вырезок из натурного аппарата) рассматриваются
вопросы межкристаллитной (МКК), питтинговой
коррозии и коррозионного растрескивания (КР)
3.
Исследование пассивности нержавеющих сталей типа
12Х18Н10Т потециостатическим методом.
6.
Изучение стандартного оборудования в
коррозионностойком исполнении.
Итого:
7. Практические занятия (семинары)
3.
4
4
6
34
Не предусмотрены
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Не предусмотрены
Примерные темы рефератов:
1. Химическая коррозия
2. Электрохимическая коррозия
3.Основные виды коррозии и коррозионных разрушений
4. Методы коррозионных испытаний и коррозионностойкие материалы для нефтегазовых
производств
5. Химическое оборудование в коррозионностойком исполнении
6. Антикоррозионная защита конструкций и аппаратуры нефтегазовых производств
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература
1. Умергалин Т.Г., Галиаскаров Ф.М. Методы расчетов основного оборудования
нефтепереработки и нефтехимии: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело»,
2007. – 236 с.
2. Ахметов С.А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа:
Учебное пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов; под ред.
С.А. Ахметова. – СПб.: Недра, 2006. – 868 с.
3. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для
вузов / А.Г. Касаткин. – М. : ООО ТИД «Альянс», 2008. – 753 с.
4. Калекин В. С. Процессы и аппараты химической технологии: Массообменные и
механические процессы: учеб. пособие. в 2 ч. / В. С. Калекин – Омск: Изд-во ОмГТУ,
2007. Ч.2. – 200 с.
5. Процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособие для вузов / А. А.
Захарова, Л. Т. Бахшиева, Б. П. Кондауров и др.; под ред. А. А. Захаровой. — М.:
Издательский центр «Академия», 2006. — 528 с.
б) дополнительная литература
1.
2.
3.
Шлугер М.А. Коррозия и защита металлов / М.А. Шлугер, Ф.Ф. Ажогин, Е.А.
Ефимов. М.:Металлургия, 1981. 216 с.
Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты
оборудования от коррозии / Под ред. Б.В. Строкана, А.М. Сухотина. Л.: Химия, 1987.
280 с.
Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия,
1976.
472 с.
7
Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. М: Изд-во АН СССР, 1959. 591с.
3.Малахов А.И. Коррозия и основы гальваностегии / А.И. Малахов, К.М. Тютина, Т.Е.
Цупак. М.: Химия, 1987. 208с.
в) программное обеспечение
4.
1. Windows XP.
2. Microsoft Office.
3. Программное обеспечение GIBBS.
4. Программный комплекс ReactOp, разработчик РНЦ «Прикладная Химия»
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Занятия по дисциплине проводятся в специально оборудованных аудиториях и с
применением персональных компьютеров.
Компьютерный класс – ауд. 6502. В компьютерном классе установлены 12
компьютеров P4, лазерный принтер. На стенах вывешены наглядные пособия с
основными программами по специальным дисциплинам. В классе проводятся занятия в
соответствии с расписанием, а также выполняются курсовые и дипломные проекты по
направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование». В классе
одновременно могут заниматься до 18 человек, из них 12 человек непосредственно за
компьютерами.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Для успешного изучения дисциплины студент должен посещать все занятия.
Лекции читаются с использованием интерактивных средств обучения, лабораторные
работы выполняются на персональных компьютерах. В случае возникновения
недопонимания материала, студент может воспользоваться методическими пособиями как
по лекционному материалу, так и по лабораторным занятиям, а также посещать
консультации преподавателей.
Задания студент выполняет самостоятельно на лабораторных занятиях или дома.
Следующее задание выдается только после защиты предыдущего. С целью
промежуточной проверки знаний проводится контрольная работа. Студенты,
пропускающие занятия, получают дополнительные домашние задания и пишут реферат.
Разработчики:
Горный университет
Профессор
каф. АТПП
В.А. Гуськов
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Горный университет
Ассистент
каф. АТПП
П.А. Петров
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Горный университет
Ассистент
каф. АТПП
Н.А. Романова
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Эксперты:
Горный университет
и.о зав. каф.АТПП
А.А. Кульчицкий
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
8