15.4. Коррозия внутренней поверхности газопроводов

Коррозия внутренней поверхности газопроводных систем относится преимущественно к электрохимическому процессу, так как в составе транспортируемого газа всегда присутствует то или иное количество сконденсировавшейся влаги. И только в нижней части газовой скважины, где присутствуют высокие температуры (100 °С и более) процесс протекает в виде газовой незначительной коррозии, так как влага находится в паровой фазе.

В газопроводах, особенно в магистральных, а также на устье скважины коррозионные процессы вызывают коррозию значительных размеров, поскольку в составе газа всегда находятся те или другие активные в коррозионном отношении компоненты, такие, например, как: H₂S, CO₂, O₂, органические кислоты и др.

Кроме того, разрушительные процессы увеличиваются, т. к. наряду с коррозией протекают эрозионные воздействия, в особенности на углах поворота трассы, тройниковых соединениях и т.д.

Коррозия в распределительных газопроводах значительно меньше, чем в магистральных, поскольку газ проходит многократную осушку на УКПГ, ГС, КС, ГРС.

Скорость коррозии и виды нарушений внутренней поверхности газопроводов наблюдаются в зависимости от скорости газового потока, наличия агрессивных компонентов, парциального давления компонентов, состава металла газопровода.

15.5. Методы определения коррозии и величины защиты от неё внутренней поверхности газопроводов

Вопрос защиты внутренней и внешней поверхности газопроводных систем связан со знанием скорости их коррозионных разрушений. В практических условиях внутренняя коррозия газопроводов чаще всего определяется по потере массы образцов-свидетелей, устанавливаемых кассетным способом во фланцевое соединение газопровода или люк газопромыслового сосуда или аппарата.

а б в

Рис. 15.5. Схема установки образцов-свидетелей в межфланцевое

соединение трубопроводов:

кассета с образцами (а); образец-свидетель (б); фланцевое соединение с кассетой

и образцами-свидетелями (в); 1 – пластмассовое кольцо; 2 – крепежные винты

На рис.15.5, а представлена кассета блока образцов-свидетелей, на рис. 15.5, б – сам образец-свидетель, а на рис. 15.5, в – схема установки кассеты с образцами между фланцевыми соединениями газопровода.

Определение коррозии внутренней поверхности газопровода по образцам-свидетелям определяется по потере их веса за определенное время, находившееся в потоке газа.

15.6. Определение коррозионных свойств грунта

Коррозионная активность грунтов зависит от электропроводности, влажности, воздухопроницаемости, структуры и т. д.

Каждый из этих факторов определяет коррозионную активность, но учесть все их одновременно очень сложно. Поэтому выделяется основной показатель коррозионной активности грунта – его удельное электрическое сопротивление, которое является как бы функцией таких свойств грунта, как влажность, концентрация растворенных веществ, состав грунта и т.д., т.е. как бы объединяет все главные факторы, определяющие активность грунта. Определяется оно несколькими способами – полевыми и лабораторными. Наиболее распространено полевое измерение при помощи миллиамперметра и двух электродов (использование омметра).

Электрод с наконечником большей площади является катодом, а электрод с наконечником меньшей площади – анодом. Различная площадь наконечников электродов уменьшает влияние поляризации. Внутри электродных стержней имеются провода, с их помощью наконечники соединяются с источником питания – сухой трехвольтной батареей. Для измерения величины сопротивления наконечники устанавливаются на глубину прокладки газопровода, через 100–200 м, а само удельное сопротивление грунта определяется по формуле:

,

где – удельное сопротивление грунта; – электродвижущая сила батареи; – коэффициент, определяемый экспериментально для каждого прибора; – величина тока, протекающего через электроды.

Величина удельного сопротивления, полученная по этой формуле, сравнивается с табл. 15.1 и по этой таблице определяется коррозионная активность грунта.

^{Критерии оценки коррозионной активности грунтов определяется по 100 бальной системе выраженной в Ом/м.}

Таблица 15.1.

Коррозионная активность грунтов

Удельное эл. сопротивление Ом·м	Потеря массы образца, г	Коррозионная активность	Ориентировочная характеристика грунтов
более 100	до 1	низкая	Песчаные, суглинистые
20 -100	1-2	средняя	Глинистые, бедные черноземы
10-20	2-3	Повышенная	Известняковые, богатые черноземы
5-10	3-6	Высокая	Зашлакованные, замусоренные
менее 5	более 6	Весьма высокая	Торфянистые

Для измерения сопротивления на трассе используют четырех электродную установку с приборами типов МС и ЭП-1 или двух электродную установку почвенного омметра.

Принцип действия этих установок заключается в пропускании постоянного тока между электродами, помещенными в исследуемый грунт на некотором расстоянии друг от друга в трассовых условиях. Фиксируемые при этом силы и напряжения тока на установке позволяют определить по закону Ома электрическое сопротивление грунта. Принципиальная схема измерения удельного сопротивления грунта с помощью двух электродной установки представлена на рис. 15.6.

Рис. 15.6. Схема измерения сопротивления:

1 – электрод катодный; 2 – источник постоянного тока; 3 – вольтметр; 4 – амперметр;

5 – электрод анодный

Лабораторный способ определения скорости коррозии наружной поверхности также определяется через величину коррозионной активности грунтов.

Для уточнения коррозионной активности грунта на трассе газопровода с глубины его заложения, через каждые 50–100 м, отбирают пробы грунта и определяют их в лабораторных условиях. г*

Просушенную при температуре не более 105 °С пробу грунта размельчают, просеивают через сито, засыпают в стальную банку диаметром 80 мм, высотой 110 мм и увлажняют до полного насыщения (рис. 15.7).

Перед засыпкой грунта в банку на диэлектрической опоре 1 размещают очищенную и взвешенную стальную трубку – образец диаметром 19 мм и длиной 100 мм. Затем к трубке и банке подключают источник постоянного тока напряжением 6 В на 24 часа. По истечении указанного срока трубку, являющуюся в электрической цепи анодом, вынимают из грунта, тщательно очищают от продуктов коррозии и взвешивают с точностью до 0,1 г.

Рис. 15.7. Определение коррозионной активности грунта по методу потери массы стандартного образца:

1 – изолирующая пробка; 2 – стальная трубка-образец; 3 – грунт; 4 – вольтметр;

5 – источник постоянного тока; 6 – банка