RU2457465C1 - Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов - Google Patents
Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457465C1 RU2457465C1 RU2011112218/28A RU2011112218A RU2457465C1 RU 2457465 C1 RU2457465 C1 RU 2457465C1 RU 2011112218/28 A RU2011112218/28 A RU 2011112218/28A RU 2011112218 A RU2011112218 A RU 2011112218A RU 2457465 C1 RU2457465 C1 RU 2457465C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potential
- corr
- corrosion
- emf
- cathode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам бесконтактного определения мест дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных катодно-защищенных трубопроводов с пленочной гидроизоляцией с помощью электрохимического анализа и может быть использовано в подземном трубопроводном транспорте. Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов осуществляется путем катодной поляризации трубопровода с измерением его потенциала через 5…10 с после снятия последней и нахождения местоположения и размеров дефектов по изменению потенциала. При этом по вершинам и краям "воронок провалов" поляризационной кривой определяют площадь S [мм2] повреждения гидроизоляционного покрытия по формуле: S=40000·ЕЭДС(КОРР)/ΔL, где ЕЭДС(КОРР)=EПА-EПК[В]; ЕПА - потенциал анодной зоны; ЕПК - потенциал катодной зоны; ΔL - половина протяженности катодной зоны [м]. Затем идентифицируют коррозионные повреждения, глубину которых δ(КОРР) определяют по формуле: δ(КОРР)=2[ЕЭДС(КОРР)/ΔL]·(ТГ-5)·[IМАХ/IД(СР)]; где ТГ - срок службы газопровода в годах; IMAX - максимально возможный (паспортный) ток станции катодной защиты [А]; IД(СР) - средний действующий ток катодной станции за период эксплуатации [А]. При этом межкристаллитную коррозию идентифицируют по вершинам «пиков» поляризационного потенциала при амплитуде «пика» более 150 мВ и градиенте потенциалов амплитуды «пика» более 50 мВ/м. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности определения местоположения и глубины коррозионных повреждений и межкристаллитной коррозии наружной поверхности подземного катодно-защищенного трубопровода, а также площади и мест повреждения пленочной гидроизоляции. 4 ил.
Description
Изобретение относится к способам бесконтактного определения мест дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных катодно-защищенных трубопроводов с пленочной гидроизоляцией с помощью электрохимического анализа и может быть использовано в подземном трубопроводном транспорте.
Известны способы определения мест коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных трубопроводов, заключающиеся в применении внутритрубных снарядов - дефектоскопов, оборудованных приборами ультразвуковой или магнитной дефектоскопии (В.В.Харионовский. Перспективы развития диагностики газопроводов в России. // Сб. науч. труд. «Проблемы ресурса газопроводных конструкций». - М.: ВНИИГАЗ, 1995. - С.3).
Недостатками таких способов являются:
1) высокая стоимость исследовательских внутритрубных снарядов;
2) необходимость устройства дорогостоящих шлюзовых устройств на трубопроводах;
3) требование вывода газопровода из эксплуатации на время прохождения внутритрубного дефектоскопа по участку;
4) невозможность определения дефектов гидроизоляционного покрытия;
5) применение внутритрубных снарядов возможно только на 50% газопроводов, так как половина газопроводов имеет неравнопроходную арматуру:
6) невозможность по результатам исследований отличить наиболее опасный вид коррозии, а именно межкристаллитную коррозию, от обычных коррозионных повреждений.
Известен способ определения дефектов изоляционного покрытия подземных и подводных трубопроводов путем катодной поляризации трубопровода, измерения его потенциала и нахождения местоположения и размеров дефектов изоляционного покрытия по изменению измеренного значения потенциалов (а.с. №873097 G01N 27/26), для чего, с целью повышения точности обнаружения дефектов путем исключения влияния неоднородностей грунтовых условий на результаты измерений, перед измерением потенциала снимают катодную поляризацию и по скорости измерения величины измеренного потенциала трубопровода судят о величине дефектов.
Недостатками этого способа являются:
1) низкая точность определения временных промежутков в полевых условиях ввиду высокой скорости (от 10-4 до 1…2 с) установления электрохимического равновесия между электродом в объеме грунта и электролитом, находящимся в зоне дефекта в случае малой толщины диффузионного слоя и высокой скорости диффузии;
2) невозможность определения местоположения и глубины коррозионных повреждений металла трубопроводов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения площади и местоположения дефектов гидроизоляционного покрытия и глубины коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов (патент РФ №2319139, G01N 27/26) путем катодной поляризации трубопровода, измерения его потенциала и нахождения местоположения и размеров дефектов по изменению потенциала, причем измерение поляризационного потенциала производят через 5…10 с после снятия поляризации, по поляризационной кривой по вершинам и краям "воронок провалов" определяют площадь S [мм2] повреждения гидроизоляционного покрытия по формуле:
S=40000·ЕЭДС(КОРР)/ΔL,
где ЕЭДС(КОРР)=ЕПА-ЕПК [В];
ЕПА - потенциал анодной зоны;
ЕПК - потенциал катодной зоны;
ΔL -половина протяженности катодной зоны [м],
также по вершинам и краям "воронок провалов" определяют глубину δ(КОРР) коррозионных повреждений [мм] по формуле:
δ(КОРР)=2[ЕЭДС(КОРР)/ΔL]·(ТГ-5)·[IМАХ/IД(СР)],
где ТГ - срок службы газопровода в годах;
IMAX - максимально возможный (паспортный) ток станции катодной защиты [А];
IД(СР) - средний действующий ток катодной станции за период эксплуатации [А].
Недостатками данного способа являются:
1) в способе не приведены отличительные признаки, по которым можно идентифицировать межкристаллитную коррозию;
2) способ не позволяет по результатам измерений выявлять межкристаллитную коррозию.
Задача изобретения - определение местоположения и глубины коррозионных повреждений и межкристаллитной коррозии наружной поверхности подземного катодно-защищенного трубопровода, а также площади и мест повреждения пленочной гидроизоляции.
Поставленная задача достигается способом определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов путем катодной поляризации трубопровода с измерением его потенциала через 5…10 с после снятия последней и нахождения местоположения и размеров дефектов по изменению потенциала, при этом по вершинам и краям "воронок провалов" поляризационной кривой определяют площадь S [мм2] повреждения гидроизоляционного покрытия по формуле:
S=40000·ЕЭДС(КОРР)/ΔL,
где ЕЭДС(КОРР)=ЕПA-ЕПК [В]; ЕПA - потенциал анодной зоны; ЕПК - потенциал катодной зоны; ΔL - половина протяженности катодной зоны [м], и идентифицируют коррозионные повреждения, глубину которых δ(КОРР) определяют по формуле:
δ(КОРР)=2[ЕЭДС(КОРР)/ΔL]·(ТГ-5)·IМАХ/IД(СР)],
где ТГ - срок службы газопровода в годах; IМAХ - максимально возможный (паспортный) ток станции катодной защиты [А]; IД(СР) - средний действующий ток катодной станции за период эксплуатации [А], причем межкристаллитную коррозию идентифицируют по вершинам «пиков» поляризационного потенциала при амплитуде «пика» более 150 мВ и градиенте потенциалов амплитуды «пика» более 50 мВ/м. Новые существенные признаки:
1) участки межкристаллитной коррозии металла определяются по вершинам «пиков» поляризационного потенциала;
2) «пик» поляризационного потенциала должен иметь амплитудное значение не менее 150 мВ;
3) градиент потенциалов амплитуды пика поляризационного потенциала должен быть не менее 50 мВ/м.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Получение технического результата обеспечивается тем, что по поляризационной кривой определяется экстремальная разность потенциалов двух участков подземного стального сооружения, которая свидетельствует о том, что имеются благоприятные условия для интенсивных коррозионных процессов на анодных поверхностях, имеющих более низкий электродный потенциал. Теоретически катодная защита эффективно замедляет коррозию металла, что подтверждается результатами измерений суммарного потенциала поверхности трубы, а именно весь трубопровод имеет суммарный потенциал, значительно более низкий, чем поляризационный потенциал металла трубы. Как правило, разность потенциалов на кривой суммарного потенциала поверхности стального сооружения по длине подземного трубопровода не менее чем на порядок ниже и редко превышает 0,05 В, но, тем не менее, на поверхностях катодно-защищенных подземных сооружений наблюдаются коррозионные повреждения, места расположения которых легко идентифицируются по кривым поляризационных потенциалов.
Причины возникновения интенсивных коррозионных процессов трубной стали даже в непосредственной близости от точек дренажа станций катодной защиты определяются режимом работы тиристорных регуляторов станций катодной защиты (фиг.1), величина тока и напряжения в которых определяется соотношением времени протекания тока в цепи и временем пауз между отдельными импульсами, так как работа тиристорных регуляторов катодных станций основана на фазоимпульсном принципе, в соответствии с которым необходимую величину действующего защитного тока и напряжения получают за счет преобразования переменного синусоидального однофазного тока промышленной частоты 50 Гц в однополярные импульсы тока IИ и напряжения UИ переменной амплитуды и длительности (в зависимости от величины требуемых эффективно действующих защитных напряжения UД и тока IД), частотой 100 Гц. Это приводит к тому, что на анодных участках с более низким электродным потенциалом ЕПА формально защищенный действующим значением защитного потенциала UД подземный трубопровод значительную часть времени (в паузах между защитными импульсами тока IЗИ) оказывается свободным от защитного действия тока катодной защиты, в результате чего между катодными и анодными участками появляется ЕЭДС(КОРР)=(ЕПА-ЕПК).
Несмотря на то что катодно-защищенный трубопровод имеет суммарный потенциал, значительно более низкий, чем поляризационный потенциал металла трубы, а разность потенциалов на кривой суммарного потенциала поверхности стального сооружения по длине подземного трубопровода не менее чем на порядок ниже и редко превышает 0,05 В (участки незначительных коррозионных повреждений 1, фиг.2), коррозионные процессы протекают на анодных участках 2 (фиг.2) под действием ЭДС коррозии из-за градиента потенциала между основанием 3 и вершиной "воронки провала" 4 кривой поляризационных потенциалов, когда с анодного участка 2 ток коррозии Iкорр, являющийся защитным Iкорр (зэдс) для катодного участка 3, уносит ионы металла с наружной поверхности стальной трубы. Межкристаллитная коррозия 5 идентифицируется на вершинах «пиков» поляризационного потенциала 6, если амплитуда пика превышает 150 мВ.
Интенсивные коррозионные отложения 7 (фиг.3а) на поверхности стальной трубы 8 протекают под гидроизоляционным ковром 9 на тех участках поверхности трубы, где гидроизоляция не имеет внешних признаков механических повреждений с нарушением сплошности гидроизоляционного ковра, кроме его незначительного местного отслоения 10. Протяженность каналов 11, образовавшихся под пленочным покрытием в результате его отслоения, обычно не превышает нескольких метров, а площадь поперечного сечения образовавшегося под гидроизоляционным ковром пространства не превышает долей квадратного сантиметра и заполнена электролитом - грунтовыми водами, а сами каналы сообщаются с участками, где имеются значительные механические повреждения сплошности гидроизоляции 12.
В местах повреждения изоляции поверхность трубы аэрируется воздухом, имеющимся в грунте и растворенным в электролите - грунтовых водах, в результате на поверхности трубопровода появляются участки металла, адсорбция водорода которыми затруднена из-за наличия значительного количества кислорода и азота воздуха. В то же время в непосредственной близости от зон мощных локальных повреждений гидроизоляции существуют зоны отслоения пленочного покрытия, заполненные электролитом, доступ кислорода в которые затруднен.
Под действием катодной поляризации идет активное защелачивание прикатодного слоя электролита, но на поверхностях с мощным локальным повреждением пленочной гидроизоляции из-за открытости системы значение водородного показателя рН прикатодного слоя достаточно быстро снижается до значений рН 7. В местах местного незначительного отслоения гидроизоляции, где сообщение с окружающей средой затруднено, значение рН достаточно длительное время сохраняет высокие значения рН 9÷12. В результате начинает функционировать концентрационный гальванический элемент, электродвижущая сила ЕЭДС(КОРР) [В] которого определяется разностью значений потенциалов анодной ЕПА и катодной ЕПК зон, зависящих, в соответствии с уравнением Нернста, от значений рН соответствующих участков подземного трубопровода и логарифма отношений количеств адсорбированного водорода на хорошо аэрируемой поверхности катодной зоны СД в местах мощного нарушения изоляции к количеству СД адсорбированного водорода мелкодисперсными отложениями анодной зоны в местах местного локального незначительного отслоения пленочного гидроизоляционного покрытия:
ЕЭДС(КОРР)=0,0592[ΔрН+lg(СА/СД)].
Расходные материалы этого гальванического элемента - водород и железо трубы, так как разность потенциалов активизирует все окислительные процессы.
В моменты поступления на трубу отрицательных защитных импульсов от станции катодной защиты происходит частичное выравнивание потенциалов этих участков вследствие поляризации. В результате коррозионные процессы на анодных участках сильно замедляются, но в периоды пауз между отрицательными защитными импульсами коррозионные процессы возобновляются.
При оценке состояния действующего газопровода, срок службы которого превышает 5 лет, предлагается эмпирическое выражение, позволяющее оценивать глубину коррозионного поражения δ(КОРР) [мм] стенки трубы:
δ(КОРР)=2[ЕЭДС(КОРР)/ΔL]·(ТГ-5)·[IМАХ/IД(СР)],
где ТГ - срок службы газопровода в годах;
IМАХ - максимально возможный (паспортный) ток станции катодной защиты [А];
IД(СР) - средний действующий ток катодной станции за период эксплуатации [А],
[ЕЭДС(КОРР)/ΔL - [В/м] - градиент потенциалов между вершиной и основанием "воронки провала" 4 на катодном участке 3 кривой поляризационных потенциалов (фиг.2).
Коррозионные повреждения поверхности трубы тем больше, чем больше оголена поверхность подземного стального сооружения, так как величину тока коррозии, от которого зависит глубина коррозионных повреждений, определяет площадь оголенной (катодной) зоны. Протяженность оголенных участков трубопровода равна протяженности катодных зон и определяется по кривой поляризационных потенциалов. На участке 1 коррозионные повреждения незначительны, так как незначителен градиент потенциалов на участке (фиг.2). Площадь S [мм2] повреждения гидроизоляционного покрытия определятся по формуле:
S=40000 [ЕЭДС(КОРР)/ΔL.
Межкристаллитная коррозия идентифицируется на вершинах 5 «пиков» 6 поляризационного потенциала (фиг.2), если амплитуда пика превышает 150 мВ. Интенсивные коррозионные процессы (фиг.3б) металла стальной трубы 8 протекают под гидроизоляционным ковром 9 на тех участках поверхности трубы, где имеются значительные механические повреждения сплошности гидроизоляции 12 и созданы условия для осуществления межкристаллитной коррозии 13.
Основной причиной возникновения электрохимических процессов именно по границам зерен кристаллов является наводороживание металла, которое происходит вследствие «перезащиты» подземных трубопроводов, так как защитные импульсы значительно превышают потенциал разложения воды. Насыщение металла водородом приводит к разблагороживанию электродного потенциала и возникновению гальванических элементов дифференциальной наводороженности.
При потенциале минус 0,760 В н.в.э. молекулы воды у поверхности стали активно диссоциируют по схеме:
Н2О→OH2-+Н1+.
Это приводит к повышению водородного показателя, но на поверхностях с мощным локальным повреждением пленочной гидроизоляции из-за открытости системы значение водородного показателя рН прикатодного слоя достаточно быстро снижается до значений рН 7, поэтому водородный показатель прикатодного слоя практически не меняется и сохраняет свое значение.
Под действием катодной поляризации в моменты подачи защитного импульса идет активное образование атомарного водорода в прикатодном слое электролита, как только напряжение импульса превысит 2,11 В. Образовавшиеся при диссоциации протоны (Н1+) разряжаются у поверхности стали, образуя атомы водорода:
Н1++е→Н.
Далее атомы водорода должны образовывать молекулу Н2, но это происходит только при больших плотностях тока защиты, когда оголенные площади поверхности трубопровода сравнительно невелики. Кроме того, следует учитывать, что в промежутках между защитными импульсами протекают медленные коррозионные процессы, идущие также с выделением атомарного водорода, рекомбинация которого затруднена именно ввиду его малых количеств.
Источником водорода при отсутствии катодной защиты, а также в промежутках между защитными импульсами выступает вода, взаимодействуя с железом по реакции:
Fe+Н2О=FeO+2Н↑,
или в ионной форме:
Fe+2H2+-Fe2++2H.
Реакция обратима и до 870 К сдвинута вправо. В результате взаимодействия железа с водой выделяется атомарный водород, который либо рекомбинирует, превращаясь в молекулы водорода Н2, либо адсорбируется поверхностью металла. В растворах щелочей железо взаимодействует с водой также с образованием водорода:
Fe+2Н2О=Fe(OH)2+2Н.
Способствуют наводороживанию сварных швов и околошовной зоны термические процессы, происходящие при сварке металла, во время которых происходит укрупнение зерна в зоне перегрева и рост кристаллов - столбчатых дендритов в центре сварного шва, так как стенки шва интенсивно отводят тепло из сварочной ванны. Из-за малых размеров входных отверстий в межкристаллитные полости атомы других элементов проникнуть не могут, так как радиусы двух наиболее распространенных и наиболее часто встречающихся в атмосфере атомов газов - азота и кислорода - больше атома водорода в 1,476 и 1,629 раз соответственно.
В результате наводороживания стенки межкристаллитных, межблочных и межфрагментарных объемов покрываются моноатомным слоем водорода, единственный электрон которого в металле становится квазиколлективизированным. Абсорбированный поверхностью металла водород связан с атомами металла абсорбционными связями, а водород с единственным электроном, покрывающий тончайшим атомарным слоем поверхность стали, вследствие контактной разности потенциалов оказывается «заряженным» положительно (получает эффективный положительный «заряд» q · Z*).
Насыщенность водородом дневной поверхности металла, контактирующей с окружающей водной средой (электролитом), оказывается значительно меньшей, так как парциальное давление водорода очень мало из-за незначительности его концентрации в этой среде. Вместе с тем и азот, и кислород, адсорбированные поверхностью металла, связаны с металлом слабыми силами Ван-дер-Ваальса, а атомы кислорода, в отличие от атомов водорода, наоборот, достаточно энергично отбирают коллективизированные электроны металла.
Атомы водорода, в соответствии с законом Фика, «заколачиваются» атмосферным давлением в межкристаллитные, межфрагментарные и межблочные и исходя из условий нагружения создают огромное давление на стенки полостей, а значит, и стенки полостей также оказывают на атомы водорода такое же давление.
Нводороживание большинства углеродистых и нержавеющих сталей существенно разблагораживает их электродные потенциалы при контакте последних с электролитом, вследствие образования концентрационного водородного гальванического элемента, расходным материалом которого служит водород, находящийся под огромным давлением в межкристаллитных пространствах и совершающий работу при расширении, генерируя ЭДС. Это приводит к понижению электродного потенциала устья элементарного межкристаллитного объема по сравнению со слабо наводороженной, благодаря интенсивной аэрации, наружной поверхностью стальной конструкции, контактирующей с водой (электролитом).
В результате разблагороживания части металлической поверхности устья микрообъема, контактирующего с электролитом, появляется электрическая цепь с двумя стальными электродами, один из которых имеет потенциал на несколько десятых долей вольта ниже другого в результате функционирования гальванического элемента дифференциальной наводороженности.
ЭДС гальванической пары независимо от концентрации реагирующих компонентов может быть записано в виде:
Е=φЭ-0,0592 {ΔрН+[lg{c2/c1)]/z}.
Отношение концентраций в данном уравнении может быть заменено отношением давлений или отношением парциальных давлений. Понижение потенциала поверхности трубы сдвигает все окислительные процессы вправо и способствует протеканию межкристаллитной коррозии.
Все это способствуют наводороживанию межкристаллитных пространств и резкому понижению их потенциалов, способствуя протеканию межкристаллитной коррозии.
Расходные материалы этого гальванического элемента - водород и железо трубы, так как разность потенциалов активизирует все окислительные процессы.
Окисляющимся электродом (анодом) подобного гальванического элемента является устье межкристаллитного объема, интенсивно разрушающееся электрохимической коррозией. Основная токообразующая реакция анода - окисление водорода:
0,5Н2=Н1++е, ЕР-=-0,00 [В] (анод).
Катодом служат дневные, не наводороженные поверхности металла: катодный процесс представлен восстановлением водорода
0,5Hl++e=H2, ЕР+=0,00 [В] (катод).
ЭДС этого гальванического элемента дифференциальной наводороженности может достигать 0,25 [В], а с учетом адсорбционной составляющей анодный потенциал кратковременно может понижаться, по отношению к катоду, до -0,4 [В]. При понижении анодного потенциала ниже -0,12 [В] становится возможным протекание анодной токообразующей реакции окисления гидрооксида железа II до метагидрооксида железа III:
Fe(OH)2+(ОН)1-→FeO(OH)+Н2О+е,
потенциал которой может принимать значения от - 0,12 [В] и ниже (в зависимости от рН среды). В увеличенное коррозией входное сечение межкристаллитного объема проникают другие атомы и молекулы, в том числе молекулы О2, Н2О и тогда возможны следующие реакции:
4Fe+2Н2О+3O2=4FeO(OH)=2(Fе2О3·H2O),
4Fe(OH)2+O2=4FeO(OH)+2Н2O,
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fе(ОН)3.
Любая идущая с выделением водорода реакция обеспечивает сколь угодно долгое протекание токообразующих процессов, понижающих анодный потенциал устья межкристаллитного объема, и сдвигает любую из представленных реакций коррозионного процесса вправо. Так как межкристаллитные полости при небольших поперечных сечениях имеют значительную протяженность в толще металла, то возникший концентрационный гальванический элемент дифференциальной наводороженности продолжает свое разрушающее действие, интенсивно расширяя и углубляя межкристаллитную полость, а все химические несовершенства границ кристаллов ускоряют этот процесс, интенсивно протекающий при условии, что площадь наводороженных участков значительно меньше хорошо аэрируемых (катодных) поверхностей металла, защищенных от наводороживания плотной магнетитовой пленкой и слоем наклепа.
Все эти процессы способствуют наводороживанию межкристаллитных пространств и резкому понижению их потенциалов, способствуя протеканию межкристаллитной коррозии.
Пример
На поляризационной кривой подземного трубопровода имеется участок протяженностью ΔL=10 м, на котором потенциал поверхности трубы изменился на величину ЕЭДС(КОРР)=0,2 В. Максимально возможное (паспортное) значение тока тиристорной станции катодной защиты составляет IMAX=100 А; среднее значение тока по оперативному журналу катодной станции за 11 лет его эксплуатации составило IД(СР)=10 А. Глубина коррозионного повреждения δ(КОРР) поверхности анодной зоны трубы:
δ(КОРР)=2[ЕЭДС(КОРР)/ΔL]·(ТГ-5)·[IMAX/IД(CP)]=2(0,2/10)-(11-5)-(100/10)=2,4 (мм);
площадь S [мм2] повреждения гидроизоляционного покрытия составит
S=40000·ЕЭДС(КОРР)/ΔL=40000·0,2/10=800 (мм2).
Перечень позиций на чертежах
Фиг.1
UИ, IИ - напряжение и ток защитного импульса катодной станции;
UД, IД - действующие значения защитного напряжения и тока станции;
IЗИ - импульсный защитный ток подземного сооружения;
ЕПК - поляризационный потенциал катодных участков трубы;
ЕПА - поляризационный потенциал анодных участков трубы;
ЕЭДС(КОРР)=(ЕПА-ЕПК) - ЭДС коррозии анодных участков трубы;
IКОРР=IЗЭДС - ток коррозии анодных участков, создаваемый ЕЭДС(КОРР), равный защитному току катодных участков, создаваемому той же ЭДС.
Фиг.2
1 - участки незначительных коррозионных повреждений;
2 - анодные (разрушаемые коррозией) участки поверхности катодно-защищенных подземных сооружений;
3 - катодные участки поверхности катодно-защищенных подземных сооружений;
4 - «воронка провала» поляризационного потенциала;
5 - место межкристаллитной коррозии;
6 - «пик» поляризационного потенциала;
ЕПК - поляризационный потенциал катодных участков трубы;
ЕПА - поляризационный потенциал анодных участков трубы.
Фиг.3а
7 - коррозионные отложения на поверхности стальной трубы;
8 - стальная труба;
9 - гидроизоляция трубы (гидроизоляционный ковер);
10 - местное отслоение (отслоившееся от наружной поверхности стальной трубы гидроизоляционное покрытие);
11 - канал, образовавшийся под пленочным покрытием в результате отслоения гидроизоляции и заполненный грунтовыми водами - электролитом;
12 - нарушение сплошности (повреждение) гидроизоляции.
Фиг.3б
8 - стальная труба;
9 - гидроизоляция трубы;
12 - нарушение сплошности (повреждение) гидроизоляции;
13 - продукты межкристаллитной коррозии на поверхности стальной трубы.
Claims (1)
- Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов путем катодной поляризации трубопровода с измерением его потенциала через 5...10 с после снятия последней и нахождения местоположения и размеров дефектов по изменению потенциала, при этом по вершинам и краям "воронок провалов" поляризационной кривой определяют площадь S, мм2, повреждения гидроизоляционного покрытия по формуле
S=40000·ЕЭДС(КОРР)/ΔL,
где ЕЭДС(КОРР)=EПА-EПК, В;
EПА - потенциал анодной зоны;
ЕПК - потенциал катодной зоны;
ΔL - половина протяженности катодной зоны, м,
и идентифицируют коррозионные повреждения, глубину которых δ(корр) определяют по формуле
δ(КOPP)=2[EЭДC(КOPP)/ΔL]·(TГ-5)·[IMAX/IД(CP)];
где ТГ - срок службы газопровода, годы;
IMAX - максимально возможный (паспортный) ток станции катодной защиты, А;
IД(СР) - средний действующий ток катодной станции за период эксплуатации, А,
отличающийся тем, что межкристаллитную коррозию идентифицируют по вершинам «пиков» поляризационного потенциала при амплитуде «пика» более 150 мВ и градиенте потенциалов амплитуды «пика» более 50 мВ/м.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112218/28A RU2457465C1 (ru) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112218/28A RU2457465C1 (ru) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2457465C1 true RU2457465C1 (ru) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112218/28A RU2457465C1 (ru) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457465C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653775C1 (ru) * | 2017-04-04 | 2018-05-14 | Татьяна Викторовна Козлова | Способ мониторинга коррозии трубопровода |
| RU185185U1 (ru) * | 2017-09-05 | 2018-11-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода |
| RU2770170C1 (ru) * | 2021-03-29 | 2022-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Устройство определения мест расположения дефектов в изоляционном покрытии на трубопроводах, уложенных под водными преградами |
| RU2796240C1 (ru) * | 2022-12-07 | 2023-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" | Способ определения степени износа оборудования под воздействием коррозии |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU146137A1 (ru) * | 1959-10-26 | 1961-11-30 | В.Н. Приходько | Способ определени глубины проникновени межкристаллитной коррозии в металлических издели х |
| US4611175A (en) * | 1984-03-22 | 1986-09-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Pipe corrosion monitor |
| RU2104440C1 (ru) * | 1992-03-11 | 1998-02-10 | СНАМ С.п.А. | Способ контроля текущего состояния и обнаружения отслоения защитного покрытия заглубленных или подповерхностных трубопроводов и других металлических конструкций |
| RU2162188C1 (ru) * | 2000-04-25 | 2001-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антикормаш" | Способ антикоррозионной защиты сварных стыков трубопроводов с внутренним покрытием |
| RU2319139C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-03-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2011112218/28A patent/RU2457465C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU146137A1 (ru) * | 1959-10-26 | 1961-11-30 | В.Н. Приходько | Способ определени глубины проникновени межкристаллитной коррозии в металлических издели х |
| US4611175A (en) * | 1984-03-22 | 1986-09-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Pipe corrosion monitor |
| RU2104440C1 (ru) * | 1992-03-11 | 1998-02-10 | СНАМ С.п.А. | Способ контроля текущего состояния и обнаружения отслоения защитного покрытия заглубленных или подповерхностных трубопроводов и других металлических конструкций |
| RU2162188C1 (ru) * | 2000-04-25 | 2001-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антикормаш" | Способ антикоррозионной защиты сварных стыков трубопроводов с внутренним покрытием |
| RU2319139C2 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-03-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653775C1 (ru) * | 2017-04-04 | 2018-05-14 | Татьяна Викторовна Козлова | Способ мониторинга коррозии трубопровода |
| RU185185U1 (ru) * | 2017-09-05 | 2018-11-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Устройство для определения остаточного ресурса металла газопровода |
| RU2770170C1 (ru) * | 2021-03-29 | 2022-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Устройство определения мест расположения дефектов в изоляционном покрытии на трубопроводах, уложенных под водными преградами |
| RU2796240C1 (ru) * | 2022-12-07 | 2023-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" | Способ определения степени износа оборудования под воздействием коррозии |
| RU2817544C1 (ru) * | 2023-12-20 | 2024-04-16 | Акционерное общество "Ачимгаз" | Способ диагностики коррозии трубопровода |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Angst | A critical review of the science and engineering of cathodic protection of steel in soil and concrete | |
| Sastri | Green corrosion inhibitors: theory and practice | |
| Zhang et al. | Galvanic corrosion behavior of deposit-covered and uncovered carbon steel | |
| Liu et al. | Effect of soil compositions on the electrochemical corrosion behavior of carbon steel in simulated soil solution | |
| Gong et al. | Stress corrosion cracking behavior of rusted X100 steel under the combined action of Cl− and HSO3− in a wet–dry cycle environment | |
| Liu et al. | Electrochemical mechanism of stress corrosion cracking of API X70 pipeline steel under different AC frequencies | |
| Wu et al. | Corrosion characteristics of Q235 steel in simulated Yingtan soil solutions | |
| Shi et al. | Corrosion failure analysis of L485 natural gas pipeline in CO2 environment | |
| Riskin et al. | Electrocorrosion and protection of metals | |
| Wan et al. | Effect of negative half-wave alternating current on stress corrosion cracking behavior and mechanism of X80 pipeline steel in near-neutral solution | |
| Norsworthy | Understanding corrosion in underground pipelines: basic principles | |
| RU2457465C1 (ru) | Способ определения межкристаллитной коррозии и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов | |
| Wang et al. | The effect of electrode surface area on corrosion initiation monitoring of X65 steel in soil | |
| Ni et al. | Electrochemical and SVET studies on the typical polarity reversal of Cu–304 stainless steel galvanic couple in Cl−-containing solution with different pH | |
| Kramar et al. | Influence of stress-corrosion fractures on potential of ship-building metals in the sea water | |
| Feng et al. | Corrosion mechanism and damage characteristic of Q235B steel under the effect of stray current in NS4 simulated soil solution | |
| Dong et al. | Effect of direct current on hydrogen permeation behavior of X80 pipeline steel in Shanghai soil solution | |
| Zhang et al. | Effect of alternating current and Cl-ions on corrosion behavior of X70 steel in NaCl solution | |
| Xu et al. | Investigation of the calcareous deposits formation controlled by interfacial pH and its effect on the hydrogen entry into AISI 4135 steel in seawater | |
| Xiong et al. | Hydrostatic pressure effects on hydrogen entry into A514 steel with cathodic deposits | |
| CN106442682B (zh) | 一种钢筋混凝土结构中钢筋析氢临界电流密度的测定方法 | |
| RU2319139C2 (ru) | Способ определения дефектов гидроизоляционного покрытия и коррозионных повреждений наружных поверхностей подземных и подводных трубопроводов | |
| Batis et al. | Dechlorination of large marine iron artifact using a novel technique involving impressed current | |
| Navabzadeh Esmaeely | Galvanic localized corrosion of mild steel under iron sulfide corrosion product layers | |
| Lan et al. | Evaluation of AC corrosion under anodic polarization using microzone pH analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140331 |