Введение
Глава 1. Анализ вопроса эффективности противокоррозионной защиты длительно эксплуатируемых объектов ГТС 17
1.1 Анализ повреждений магистральных газо и конденсатопроводов 17
1.2 Методы защиты металла труб от почвенной коррозии 22
1.3 Классификация повреждений покрытия 26
1.3.1 Сквозные повреждения 26
1.3.2 Сдвиг покрытия 28
1.3.3 Отслаивания 29
1.4 Факторы, снижающие защитную способность покрытий 30
1.4.1 Грунтовые условия 30
1.4.2 Электрохимзащита 32
1.4.3 Качество строительства и балластировки 33
1.5 Примеры отслаиваний покрытия и связанной с ними коррозии на газопроводах 34
1.6 Обзор результатов лабораторного моделирования локально-щелевой коррозии 36
1.7 Особенности электрохимической защиты трубопроводов промышленных площадок 40
1.8 Анализ средств и методов оценки эффективности противокоррозионной защиты трубопроводов 44
1.9 Виды и методы выявления повреждений покрытий заводского нанесения 51
1.10 Развитие коррозии внутренней стенки трубопроводов, транспортирующие жидкие углеводороды 53
1.10.1 Исследование продуктов коррозии 54
1.10.2 Результаты металлографических исследований металла 55
1.10.3 Методы повышения коррозионной стойкости трубопроводов, подверженных внутренней коррозии 57
Глава 2. Исследование эффективности противокоррозионной защиты в отслаиваниях покрытия 67
2.1 Методы лабораторных и трассовых исследований 67
2.1.1 Сущность стендового моделирования коррозии в условиях отслаивания покрытия 67
2.1.2 Стандартные измерительные приборы и оборудование 68
2.1.3 Образцы для испытания 69
2.1.4 Сборка образца 70
2.1.5 Система подачи электрического тока на образец 71
2.1.6 Система измерительных электродов 71
2.2 Методика проведения испытаний 78
2.2.1 Лабораторные испытания 78
2.2.2 Полевые испытания 79
2.3 Способ оценки степени коррозионных повреждений стального образца 84
2.4 Анализ результатов лабораторного моделирования коррозии в отслаиваниях покрытия 87
2.4.1 Исследование потенциалов под покрытием при различных геометрических и электрических параметрах натекания тока 88
2.5 Оценка коррозионных повреждений стального образца 105
2.6 Исследование влияния внешнего источника переменного тока распределение потенциала в модели 112
2.7 Полевые испытания в районе прокладки действующих газопроводов 115
2.7.1 Результаты оценки скорости коррозии резистивными датчиками 115
2.7.2 Результаты наблюдения за изменением поляризационного потенциала во времени 118
2.7.3 Результаты влияния выходных режимов УКЗ на распределение потенциала в оболочке 121
Глава 3. Повышение эффективности противокоррозионной защиты Трубопроводов промышленных площадок 128
3.1 Методика лабораторных испытаний 128
3.1.1 Назначение методики 128
3.1.2 Сущность методики 128
3.1.3 Образцы для испытаний 128
3.1.4 Имитатор трассы трубопровода 129
3.1.5 Модель станции катодной защиты 129
3.1.6 Стандартное оборудование и приборы 130
3.1.7 Подготовка к испытаниям 131
3.1.8 Порядок проведения измерения 134
3.1.9 Анализ результатов испытаний 136
3.2 Анализ результатов лабораторных испытаний 137
3.2.1 Результаты измерений направленных на подготовку к экспериментам 137
3.2.2 Результаты имитационных испытаний в условиях действия двух станций 139
3.3 Практический регламент оптимизации работы средств электрохимической защиты промышленных площадок 147
3.4 Методика оптимизации работы средств ЭХЗ 153
3.4.1 Подготовительные работы 153
3.4.2 Проведение натурных исследований 156
3.4.3 Методика определения наличия и локализации возможного источника блуждающих токов 159
3.4.4 Методика определения и восстановления эффективности ЭХЗ 161
3.4.5 Методы оценки свойств изоляционного покрытия 164
3.5 Пример проведения работ по оптимизации работы ЭХЗ на трубопроводах компрессорного цеха 166
3.5.1 Методика проведения испытаний 166
3.5.2 Результаты полевых испытаний 169
3.5.3 Анализ результатов испытаний 174
Глава 4. Совершенствование средств иметодов измерения поляризационного потенциала трубопровода 180
4.1 Аналитическая модель поляризационного токораспределенртя в условиях действия катодной защиты 180
4.1.1 Исследование неравномерности I рода(по длине катода) 183
4.1.2 Исследование неравномерности II рода (по окружности катода) 186
4.2 Совершенствование способов и устройств измерения поляризационного потенциала 193
4.2.1 Определение плотности поляризующего тока 193
4.2.2 Совершенствование метода отключения 199
4.2.3 Измерение плотности поляризующего тока 204
4.2.4 Оценка влияния уравнительных токов между трубопроводами в многониточной системе 204
4.2.5 Коррозионный мониторинг трубопровода. Резисторные датчики коррозии 206
4.2.6 Исключение влияния электрического поля соседних ниток трубопровода 207
4.3 Разработка устройства оценки эффективности ЭХЗ в отслаивании покрытия 211
4.3.1 Конструкция устройства 211
4.3.2 Тестирование устройства в лабораторных условиях 212
Глава 5. Методы выявления сквозных повреждений в изоляции с учетом условий измерений 218
5.1 Методика определения повреждений в покрытии трубопровода 218
5.1.1 Теоретическое обоснование метода 218
5.1.2 Последовательность операций по выявлению сквозных повреждений в 220 покрытии
5.1.3 Пример реализации способа 221
5.2 Методика определения местоположения повреждения в покрытии на трубопроводе 226
5.2.1 Учет асимметрии электрического поля в многониточной системе газопроводов 226
5.2.2 Разработка способа определения координаты повреждения покрытия на трубопроводе 230
5.3 Метод прогнозирования повреждений покрытия трубопроводов 235
5.3.1 Сущность методов обработки исходной информации 235
5.3.2 Опытное опробование методики 242
5.3.3 Данные интенсивных электроизмерений. 243
5.3.4 Данные периодических электроизмерений 244
5.3.5 Проектная и исполнительская документация на изоляцию и балластировку 244
5.3.6 Расчетная максимальная температура перекачиваемого продукта 245
5.3.7 Расчет интегрального коэффициента 245
5.3.8 Расчет ИСП на склонность к образованию отслаивания 245
5.3.9 Расчет ИСП на склонность к образованию сквозных дефектов 246
5.3.10 Расчет ИСП на склонность к образованию повреждений сдвига 248
5.3.11 Анализ результатов 249
5.4 Разработка методов тестирования электрических свойств грунта 249
5.4.1 Тестирование сопротивления грунта при интенсивных измерениях 252
5.4.2 Измерение сопротивления грунта по глубине 254
5.5 Выводы по главе 5 257
Глава 6. Разработка ультразвукового метода выявления повреждений покрытия с возможностью его применения в составе внутритрубных дефектоскопов 259
6.1 Разработка акустической модели полимерного покрытия на металлической трубе 259
6.1.1 Анализ изменения интенсивности акустических колебаний вследствие их затухания 261
6.1.2 Трансформация акустических колебаний с перераспределением энергии волны на границе раздела слоев 263
6.1.3 Выбор граничных условий 264
6.1.4 Расчет коэффициентов отражения и прохождения 265
6.1.5 Отсутствие контакта между слоями двухслойной модели 266
6.1.6 Наличия акустического контакта между слоями модели 267
6.2 Расчет параметров акустического контроля 271
6.2.1 Определение оптимальных параметров пьезоэлектрического преобразователя 271
6.2.2 Определение коэффициента затухания ультразвука в металлическом слое 272
6.2.3 Определение коэффициента отражения ультразвука от границы ПЭП 273
6.2.4 Расчет дифракционного ослабления ультразвука 274
6.3 Расчет параметров реверберации ультразвуковых колебаний 276
6.3.1 Отслаивание сополимера этилена от эпоксидного праймера 276
6.3.2 Нормативные параметры соединения слоев 276
6.3.3 Расчет коэффициентов отражения и затухания ультразвуковых колебаний 280
6.4 Разработка критериев метода на лабораторных образцах 285
6.4.1 Постановка задач испытаний 285
6.4.2 Методика проведения лабораторных испытаний 286
6.4.3 Результаты лабораторных испытаний 290
6.4.4 Критерии выявления нарушений соединения полимерного покрытия с металлическими трубами 298
6.4.5 Предпосылки контроля покрытия методом внутритрубной дефектоскопии 299
6.5 Неразрушающий метод определения адгезии покрытия к металлу 300
6.6 Промышленное внедрение ультразвукового метода аттестации покрытия труб 304
6.5.1 Объекты расположения труб 304
6.5.2 Методика аттестации покрытия 306
6.5.3 Результаты аттестации покрытия 308
Глава 7. Разработка методов повышения работоспособности трубопроводов подверженных внутренней коррозии 319
7.1 Анализ особенностей локализации коррозионных повреждений по трассе конденсатопровода 319
7.2 Разработка критериев выявления повреждений внутренней поверхности труб по результатам ВТД 323
7.2.1 Определение преимущественного механизма развития внутренней коррозии 331
7.3 Имитационные коррозионные испытания металла конденсатопровода 334
7.3.1 Оценка скорости коррозии электрохимическими методами 334
7.3.2 Результаты испытаний 340
7.3.3 Определение коррозионной стойкости материала марки 17Г1С из конденсатопровода 342
7.3.4 Исследование длительной стойкости к коррозии 343
7.3.5 Определение скорости коррозии на модели трубопровода 346
7.4 Разработка средств и методов контроля многофазных сред 349
7.4.1 Анализ ультразвуковых методов контроля среды 349
7.4.2 Разработка критериев УЗ-контроля с помощью одного преобразователя 354
7.5 Применение магнитного метода снижения коррозионной активности среды 359
7.5.1 Механизм магнитной обработки транспортируемой среды 359
7.5.2 Выбор и обоснование оборудования для намагничивания среды 361
7.5.3 Исследование скорости коррозии стали 17ГС в омагниченном растворе 364
7.5.4 Разработка устройства для промышленного внедрения на конденсатопроводе 368
Заключение 374
Список литературы 377
Приложение. 397
