RU2666574C1 - Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения - Google Patents
Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666574C1 RU2666574C1 RU2017127973A RU2017127973A RU2666574C1 RU 2666574 C1 RU2666574 C1 RU 2666574C1 RU 2017127973 A RU2017127973 A RU 2017127973A RU 2017127973 A RU2017127973 A RU 2017127973A RU 2666574 C1 RU2666574 C1 RU 2666574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrosion
- water supply
- galvanized steel
- steel pipes
- indicator sample
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/04—Corrosion probes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к методам периодического мониторинга технического состояния систем холодного и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, выполненных из стальных оцинкованных труб. Заявлен способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения с использованием индикаторов коррозии в виде предварительно обработанных пластин из углеродистой стали, в котором предварительно подготовленный стальной индикаторный образец размещается под струей холодной или горячей воды в исследуемой системе водоснабжения и выдерживается до образования прочно прикрепленных к поверхности индикаторного образца продуктов коррозии Далее извлекается, высушивается и определяется интенсивность коррозии в системе холодного или горячего водоснабжения по увеличению содержания цинка и/или меди в составе коррозионного осадка на поверхности индикаторного образца. Технический результат - возможность применения способа непосредственно с начала эксплуатации системы водоснабжения и сокращение времени для идентификации наличия коррозии трубопроводов с защитным покрытием и оборудования в ходе продолжительной эксплуатации. 8 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Способ идентификации коррозии относится к методам периодического мониторинга технического состояния систем холодного и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, выполненных из стальных оцинкованных труб.
Известен способ контроля за коррозией внутренней поверхности трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения, при котором в пробе воды, отобранной из системы водоснабжения, измеряют содержание элемента, входящего в материал трубы и поступающего в воду в результате коррозии [П.А. Акользин. Предупреждение коррозии оборудования технического водо- и теплоснабжения. Москва, "Металлургия", 1988 г.].
Недостатком известного способа является незначительное увеличение концентрации измеряемого элемента в пробе воды, сопоставимое с погрешностью измерения концентрации этого элемента существующими методами контроля.
Известен способ контроля за состоянием металлических трубопроводов, заключающийся в том, что на внешней стороне трубопроводов размещают ультразвуковые датчики для измерения толщины стенки трубы в местах, где имеется риск внутренней коррозии [Pipeline Corrosion. Final report. Submitted to U.S. Department of Transportation Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration Office of Pipeline Safety Integrity Management Program Under Delivery Order DTRS56-02-D-70036, Submitted by Michael Baker Jr., Inc. Contributing Author Raymond R. Fessler, Ph.D. BIZTEK Consulting, Inc. November 2008.].
Недостаток данного способа заключается в том, что контроль за наличием общей или питтинговой коррозии осуществляется на незначительном и, как правило, только на доступном для установки датчиков участке трубопровода.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ идентификации коррозии, предусматривающий установку и периодический контроль извлекаемых металлических индикаторов коррозии (индикаторных образцов) в трубопроводах и оборудовании, подверженных внутренней коррозии [Справочник химика. Химия и химическая технология. Кислородная коррозия оборудования химических производств, 1985 г.]. Согласно этому способу скорость коррозии определяют по потере веса индикаторного образца. Индикаторный образец выполняют в виде предварительно очищенных от продуктов коррозии и окисной пленки пластин или отрезков труб и размещают в трубопроводе.
К недостаткам способа следует отнести ограниченную область применения, так как его преимущественно используют для контроля за коррозией стальных труб без защитного покрытия. Кроме того, способ требует длительной экспозиции индикаторного образца в обследуемом трубопроводе и продолжительного времени на его установку и демонтаж.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность его применения непосредственно с начала эксплуатации системы водоснабжения и сокращение времени для идентификации наличия коррозии трубопроводов с защитным покрытием и оборудования в ходе продолжительной эксплуатации.
Способ позволяет уменьшить время выявления начальных проявлений интенсивной коррозии, снизить затраты на определение состояния труб, арматуры и водонагревателей и, как следствие, принять своевременные меры по предотвращению дальнейшего развития коррозионных процессов.
Поставленная цель достигается тем, что предварительно подготовленный стальной индикаторный образец помещают в емкость под струю холодной или горячей воды (т.е. осуществляется раздельная проверка систем холодного и горячего водоснабжения) в исследуемой системе водоснабжения, выполненной из стальных оцинкованных труб (в том числе включающую содержащие медь арматуру и теплообменники), выдерживают под струей индикаторный образец до образования на поверхности прочно прикрепленных продуктов коррозии (осадка), время контакта примерно 2-6 часов, далее индикаторный образец извлекают из емкости, высушивают и определяют состояние системы водоснабжения по результатам измерения элементного состава осадка, выделяемого при коррозии из материала трубы. Емкость, в которую помещаются индикаторные образцы, обеспечивает полное погружение индикаторного образца в воду и его постоянный контакт с проточной водой. Материал, из которого выполнена емкость, не должен вступать в химическую реакцию с водой (стекло, керамика, пластик и т.д.). В качестве индикаторов коррозии (индикаторных образцов) используют пластины из углеродистой стали без следов коррозии, поверхность которых обрабатывают шлифовальной бумагой для удаления окисной пленки и проводят измерение элементного состава металла на сканирующем электронном микроскопе с использованием метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, в том числе определяют содержание элементов, например, цинка и/или меди, которые могут поступать в воду при наличии коррозии в трубопроводе, запорной арматуре или в оборудовании.
Для идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения может использоваться один предварительно подготовленный индикаторный образец, который последовательно помещается сначала под струю холодной, а затем горячей воды, с проведением промежуточного анализа содержания цинка и/или меди в осадке на поверхности образца.
Пример реализации способа:
1. Подготовка индикаторного образца. Для выполнения предложенного способа идентификации коррозии из новой стальной неоцинкованной трубы (диаметром 40 мм) вырезают две пластины, имеющие размеры примерно 3x5 см и площадь 15 см2. Для удаления ржавчины и оксидной пленки, которая образуется на поверхности трубы на воздухе, образцы с внутренней стороны шлифуют наждачной бумагой без использования воды до металлического блеска, После этого определяют элементный состав материала трубы и содержание исследуемого элемента, например, цинка и/или меди, на поверхности трубы с использованием сканирующего электронного микроскопа и метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, которое затем принимается за фоновое содержание.
2. Подготовленный индикаторный образец помещают в емкость под струю холодной водопроводной воды с минимальным расходом воды, обеспечивающим образование неразрывной струи - 15-25 л/ч на 2-6 часов. Струя должна падать с высоты 20-30 см в центр образца со стороны внутренней поверхности, которая в дальнейшем подвергается анализу. Второй образец также помещают под струю горячей воды с минимальным расходом воды, обеспечивающим образование неразрывной струи - 15-25 л/ч на 2-6 часов. В процессе коррозии образцов на их поверхности образуются анодные и катодные участки и выпадает осадок. Интенсификация коррозии обеспечивается за счет повышения содержания кислорода в падающей струе воды при ее контакте с окружающим воздухом. При наличии коррозии в обследуемых трубопроводах положительные ионы цинка и/или меди, выделяющиеся с поверхности оцинкованных труб и теплообменников, будут осаждаться на свежеобразованных оксидах железа на катодных участках. После экспозиции образцы извлекают из воды, с образцов удаляют рыхлый осадок под сильной струей воды и высушивают.
3. Элементный состав осадка на поверхности образцов определяют на электронном сканирующем микроскопе с использованием метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Затем сравнивают результаты с фоновыми значениями, которые были определены после подготовки образцов. Результаты анализа для трех обследованных объектов приведены в таблицах 1 и 2. (Таблица 1 - Количественные результаты по идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системе горячего водоснабжения с использованием индикаторов коррозии и метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии; Таблица 2 - Количественные результаты по идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системе холодного и горячего водоснабжения с использованием одного индикатора коррозии).
4. При превышении показателя по содержанию цинка и/или меди в осадке на поверхности образца делают заключение об интенсивности коррозии.
Примечание. Wt% - весовые проценты, At% -атомные проценты.
Claims (9)
1. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения с использованием индикаторов коррозии в виде предварительно обработанных пластин из углеродистой стали, отличающийся тем, что предварительно подготовленный стальной индикаторный образец размещается под струей холодной или горячей воды в исследуемой системе водоснабжения, выдерживается до образования прочно прикрепленных к поверхности индикаторного образца продуктов коррозии, далее извлекается, высушивается и определяется интенсивность коррозии в системе холодного или горячего водоснабжения по увеличению содержания цинка и/или меди в составе коррозионного осадка на поверхности индикаторного образца.
2. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по п. 1, отличающийся тем, что используется один предварительно подготовленный индикаторный образец, который последовательно помещается сначала под струю холодной, а затем горячей воды, с проведением промежуточного анализа содержания цинка и/или меди в осадке на поверхности образца.
3. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по пп. 1, 2, отличающийся тем, что индикаторный образец помещается в емкость, обеспечивающую полное погружение индикаторного образца в воду и его постоянный контакт с проточной водой.
4. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по пп. 1-3, отличающийся тем, что индикаторный образец помещается под струю воды на 2-6 ч.
5. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по пп. 1-4, отличающийся тем, что минимальный расход воды, обеспечивающий образование неразрывной струи, составляет 15-25 л/ч.
6. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по пп. 1-5, отличающийся тем, что струя воды падает на индикаторный образец с высоты 20-30 см.
7. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по п. 3, отличающийся тем, что емкость выполнена стеклянной.
8. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по п. 3, отличающийся тем, что емкость выполнена керамической.
9. Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб по п. 3 отличающийся тем, что емкость выполнена из пластмассы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127973A RU2666574C1 (ru) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127973A RU2666574C1 (ru) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666574C1 true RU2666574C1 (ru) | 2018-09-11 |
Family
ID=63580203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017127973A RU2666574C1 (ru) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666574C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4098662A (en) * | 1975-12-24 | 1978-07-04 | Betz Laboratories, Inc. | Corrosion probe for use in measuring corrosion rate under specified heat transfer conditions |
| US4683035A (en) * | 1986-02-03 | 1987-07-28 | Nalco Chemical Company | Method for in situ corrosion detection using electrochemically active compounds |
| RU2362142C1 (ru) * | 2008-01-29 | 2009-07-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ контроля стойкости стальных изделий против локальной коррозии |
-
2017
- 2017-08-04 RU RU2017127973A patent/RU2666574C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4098662A (en) * | 1975-12-24 | 1978-07-04 | Betz Laboratories, Inc. | Corrosion probe for use in measuring corrosion rate under specified heat transfer conditions |
| US4683035A (en) * | 1986-02-03 | 1987-07-28 | Nalco Chemical Company | Method for in situ corrosion detection using electrochemically active compounds |
| RU2362142C1 (ru) * | 2008-01-29 | 2009-07-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ контроля стойкости стальных изделий против локальной коррозии |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| П.А. Акользин. Предупреждение коррозии оборудования технического водо- и теплоснабжения. М.: Металлургия, 1988. * |
| Справочник химика. Химия и химическая технология. Кислородная коррозия оборудования химических производств, 1985. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singer et al. | Sour top-of-the-line corrosion in the presence of acetic acid | |
| Xu et al. | Evaluation of the cathodic disbondment resistance of pipeline coatings–A review | |
| RU2666574C1 (ru) | Способ идентификации коррозии стальных оцинкованных труб в системах водоснабжения | |
| García-Ávila et al. | Effect of Residual Chlorine on Copper Pipes in Drinking Water Systems. | |
| Vasyliev et al. | Comparative assessment of corrosion behaviour of mild steels 3, 20 and 08KP in tap water | |
| Aramide | Corrosion inhibition of AISI/SAE steel in a marine environment | |
| Ajayi et al. | Acid failure of mild steel in 2 M sulphuric acid in the presence of Vernonia amygdalina | |
| Andrianov et al. | Identification of corrosion of galvanized pipes in a water supply system | |
| Atanov et al. | Pipelines corrosion during water supply process | |
| Agarry et al. | Modelling the kinetics of microbiologically influenced corrosion of mild steel in soil environments | |
| Pinchuk et al. | Complex corrosion protеction of tubing in gas wells | |
| Premlall et al. | Laser surface treatment to inhibit observed corrosion of reinforcing steel in sulphate: alkaline media | |
| CN108535170A (zh) | 一种确定淡化海水对核电厂贮存设施腐蚀性的方法 | |
| Woyciechowski et al. | Chemical corrosion of concrete tank in sewage treatment plant as the cause of failure | |
| Su et al. | Corrosion of Fire Sprinkler Piping in Untreated Pond Water Under Nitrogen Purging | |
| Romocea et al. | Studies on identifying the type and rate of corrosion of metallic materials in geothermal plants. Case study. | |
| Martinez | Estimating internal corrosion rate and internal inspection interval of aboveground hydrocarbon storage tanks | |
| Pelliccione et al. | Electrochemical techniques for hydrocarbon leak detection in cooling water systems | |
| McChesney et al. | Internal cathodic protection to study the erosion‐corrosion of AISI 1018 carbon steel | |
| Royani et al. | Corrosion rate and corrosion behaviour analysis of carbon steel pipe at constant condensed fluid | |
| Abdollah-Pour | Application of Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) as an NDT Method in Corrosion Monitoring and Analysis | |
| Orlikowski et al. | Effect of thermal shock during legionella bacteria removal on the corrosion properties of zinc-coated steel pipes | |
| Hagarová et al. | Corrosion degradation of steel pipes in indirect cooling circuit of gas cleaning | |
| Mainier et al. | Lead and cadmium distribution in tubes of galvanized steel by hot-dip used for drinking water supply | |
| Tyrała et al. | Microstructural Aspects of Premature Pitting Corrosion of Steel Pipe–Case Study |