Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Современные представления о механизмах коррозионного растрескивания трубных сталей в водных средах 9
1.1.1. Механизмы коррозионного растрескивания 9
1.1.2. Водородное охрупчивание 11
1.1.3. Анодное растворение, рост и разрушение оксидных пленок 15
1.1.4. О механизмах растрескивания трубных сталей в условиях эксплуатации 18
1.2. Основные факторы, определяющие развитие крн подземных трубопроводов 21
1.2.1. Температура 22
1.2.2. Химический состав коррозионной среды 24
1.2.2.1. Величина рН грунтового и подпленочного электролитов 25
1.2.2.2. Концентрация углекислого газа и карбонат ионов 26
1.2.2.3. Анионный состав коррозионной среды 28
1.2.2.4. Кислород 29
1.2.2.5. Катионный состав коррозионной среды 29
1.2.3. Роль потенциала, анодного растворения металла и сорбированного водорода в процессе транскристаллитного КРН трубных сталей 30
1.3. Анализ возможности ингибирования трубной стали по отношению к КРН 37
1.3.1. Ингибиторы коррозионного растрескивания сталей 37
1.3.1.1. Неорганические ингибиторы коррозионного растрескивания сталей 46
1.3.1.2. Органические ингибиторы коррозионного растрескивания сталей 54
1.4. Защитные полимерные покрытия 58
1.4.1. Конструкция битумно-полимерного покрытия «Деком-Газ» 58
1.4.2. Наружное полиуретановое двухкомпонентное защитное покрытие на основе термореактивных материалов «РПУ-1001» 61
1.5. Постановка задачи исследования 62
Глава 2. Методика проведения экспериментов 64
2.1. Материалы и растворы 64
2.2. Метод испытания на одноосное статическое растяжение 66
2.3. Метод измерения скорости роста трещин 67
2.3.1. Подготовка образцов 67
2.3.2. Схема рабочей установки 68
2.3.3. Расчет скорости роста трещин 71
2.4. Метод испытания на растяжение с медленной скоростью деформации (метод SSRT) 72
2.4.1. Подготовка образцов 73
2.4.2. Схема рабочей установки 74
2.4.3. Критерии оценки стойкости стали к КРН после испытаний по методу SSRT 76
2.5. Электрохимические исследования 77
2.5.1. Поляризационные измерения 77
2.5.2. Метод измерения скорости внедрения водорода в сталь 78
2.6. Спектрофотометрический метод анализа концентрации ингибитора 81
2.7. Методика определения адгезии полимерных покрытий 83
2.8. Методика определения водостойкости полимерных покрытий и стойкости адгезии покрытий к катодному отслаиванию 88
ГЛАВА 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение 92
3.1 Влияние органических ингибиторов коррозии на скорость роста трещины в трубной стали х70 в слабокислом растворе. 92
3.1.1. Влияние ингибиторов коррозии на скорости анодного растворения железа и внедрения водорода в металл в слабокислом растворе 92
3.1.2. Влияние ингибиторов коррозии на скорость роста коррозионной трещины в трубной стали Х70 95
3.1.3. Связь роста трещины со скоростями анодного растворения и наводороживания стали 97
3.2. Влияние органических ингибиторов коррозии на трещиностойкость трубной стали х70 в нейтральной среде 101
3.2.1. Влияние ингибиторов коррозии на скорости анодного растворения железа и внедрения водорода в металл в нейтральной среде 102
3.2.2. Влияние ингибиторов на общую трещиностойкость трубной стали. результаты коррозионно-механических испытаний стали Х70 методом медленного растяжения образца с постоянной скоростью 104
3.3. Влияние температуры на рост трещины в трубной стали х70 в слабокислом электролите 115
3.4. Исследование выхода ингибирующих компонентов и промоторов адгезии из объема полимерного покрытия к поверхности металла. 122
3.4.1. ИК-Фурье спектроскопия водных вытяжек ингибированной грунтовки «Деком-Газ» 122
3.4.2. ИК спектроскопия адсорбции ВС на поверхности трубной стали из водной вытяжки ингибированной грунтовки «Деком-Газ» 124
3.4.3. Кинетика выхода кремнийорганических соединений из объема полимерного покрытия в электролит 126
3.4.4. Кинетика выхода органических ингибиторов из объема полимерного покрытия в электролит 127
3.4.5. Электрохимическое поведение трубной стали в водных вытяжках из грунтовочного покрытия содержащего ингибиторы коррозии 130
3.5. Разработка ингибирующих композиций для предотвращения коррозионного растрескивания под напряжением магистральных газопроводов 133
3.5.1. Влияние ингибирующих КРН составов на адгезионную прочность полимерных покрытий в «сухом» состоянии 134
3.5.2. Влияние ингибирующих КРН составов на водостойкость адгезии полимерных покрытий 140
3.5.3. Влияние ингибирующих КРН составов на стойкость адгезии битумно-полимерного покрытия «Деком-Газ» к катодному отслаиванию 142
3.6. Стендовые испытания адгезионной прочности битумно-полимерного покрытия с ингибирующими крн композициями 143
Выводы 149
Список литературы 152
