CC BY
83
веяно накопление атомарного водорода на поверхности, чему способствует последовательное облагораживание с ростом Л/ди. На Аи, в частности, разряд НчСГ вообще осуществляется на отрицательно заряженной поверхности, на что указывает значение
На всех сплавах, а также А% и Аи переход от первой ко второй тафелевой области сопровождается увеличением в несколько раз плотности тока обмена брут-то-реакции выделения водорода. При этом для зависимостей »о от Л/дц характерно появление небольшого локального максимума при -50 ат.% Аи, тогда как в области .УАи <, 40 ат.% значения /0 меняются слабо и не систематично. Наиболее резкое увеличение /0 отвечает переходу' к чистому золоту. Можно полагать, что если при переходе от Ag к относительно разбавленным по золоту Ав^Аи-сплавам кинетика выделения водорода из сернокислых сред меняется несущественно, то на ставах с повышенным исходным содержанием золота важную роль начинают играть изменения в параметрах двойного электрического слоя, в частности Е,,н) и заряде поверхности электрода.
ЛИТЕРАТУРА
1 Маршаков U.K. Введенский А.В.. Кондрашин BJO., Боков Г-4. Анодное растворение и селеггнвн&я коррозия сплавов. Воронеж Иад-во ВГУ. 1988
2. Bobrinskaya £К, Vvedenskn АЛ'. Н International Conf. On Colloid Chemistry and Physical-Chemical Mechanics dedicated for the centennial of the birthday of P A Rebmder. 4-8 October. 1998 Moscow 1998 P 311
3 ФрумкинА.Н. Перенапряжение водорода M Havra. 1988
4 Mallat Т.. Petro J.. Pohanszky- K. Siathe Г. 7 Acta Chim Acad Sci Hung 1976 V 90 .4*4 p 333-344
5 Бпуо XL. Machida K. HI Res Just Caul Hokk Umv 1983 V 31 Si23 P 67-76
o Machida К.. Enyo M. // Bull Chem Soc Jap 1986 V '9 St3
P 725-731
7 Щеотыкина Г.Е.. Бобринская E.B.. Ввеоенский А.В. Защита металлов 1998 Т 34 .Yil С 11-14
8 Быстров В.If.. Кришталик Л.П. Электрохимия 1°67 T 3 \;1 С 1345-1350
9 Быстров З.П.. Кришталик Л.П. Электрохимия 1969 Г 5 Х;4 С 392-395
УДК 620.193
ДИАГНОСТИКА ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ
© Н.П. Глазов. K.JL Шачшетдинов. Н.Н. Глазов
Москва. ОАО ■•ВНИИСТ»
Надежность трубопроводов в значительной мере определяется эффективностью противокоррозионной защиты, которая, согласно государственным стандартам [1, 2, 3], осуществляется изоляционными покры-гиями и катодной поляризацией.
Диагностика противокоррозионной защиты позволяет вовремя обнаружить недостатки в борьбе с корро-¡ионным разрушением трубопроводов и принять действенные меры по их у странению.
Коррозионные повреждения и отказы трубопроводов происходят по следующим причинам: почвенная коррозия; коррозия блуждающими токами; микробиологическая коррозия; коррозионное растрескивание под напряжением
Все перечисленные виды коррозии могут предотвращаться надежной изоляцией стальной поверхности трубопроводов. Поэтому диагностические методы, прежде всего, должны включать в себя методы оценки состояния изоляции.
Из многих параметров, которым должно отвечать изоляционное покрытие, выделим основные: сплошность. электрическое сопротивление и адгезию. Если для оценки первых двух параметров имеется целая гамма электрических методов, то для оценки адгезии, кроме разрушающих методов, пока ничего нет.
Действительно, сплошность изоляции оценивают различными методами, из которых наиболее распространенными являются метод выносного электрода (улучшенный вариант этого метода - так называемая
«интенсивная технология», представляющая собой соединение метода выносного электрода и метода измерения поляризационного потенциала, предложенного американцем Судрабином), методы измерения градиента напряжения в различных модификациях (продольного или поперечного, постоянного или переменного тока). Каждый из этих методов имеет свои пре-имутцества и недостатки. Отмептм, что разрешающая способность у них различна: наименьшая она у метода выносного электрода и его модификаций, а наибольшая - у метода поперечного градиента на переменном токе.
Анализ более 1000 коррозионных отказов показал [4], что их интенсивность находится в зависимости от многих параметров, но генератьная совокупность данных об отказах, с одной стороны, недостаточно велика а с другой, мноше важные факторы либо не определялись, .либо вообще лрудно определимы. В этих условиях выделены три параметра: удельное электрическое сопротивление грунта, сплошность изоляции, характеризуемая плотностью катодного тока необходимого для обеспечения защиты, и расстояние от компрессорной станции (насосной станции) по ходу перекачиваемого продукта. Последний параметр отражает влияние давления, температуры и динамических характеристик потока внутри трубы. Регрессионный анализ показал, что с достаточной для практики точностью уравнение (регрессия) описывает поток коррозионных отказов во времени, что дает возможность прогнозировать тече-
ние коррозионного процесса в процессе эксплуатации. Отметим, что введение в это уравнение зависимости скорости коррозии от уровня катодной поляризации позволяет количественно (через снижение потока коррозионных отказов) оценивать эффективность электрохимической защиты. В то же время использование полученного уравнения для целей диагностики коррозионного состояния и состояния противокоррозионной защиты дает возможность ранжироваггь участки трубопровода по степени коррозионной опасности и с учетом этого ранжирования выделять участки для первоочередного обследования и формирования необходимого комплекса электрометрических работ.
Электрическое сопротивление изоляции определяется по данным измерений параметров электрохимической защиты. Анализ изменения во времени сопротивления изоляции позволяет выяснить скорость старения изоляции. Отметим, что чем хуже начальное качество изоляции, тем выше скорость старения.
Адгезия изоляции играет большую роль в обеспечении эффекллтной защиты от коррозии. В последнее время отказы в значительной мере связаны с микробиологической коррозией и с коррозионным раслрес-киванием под напряжением, которые имеют наибольшее распространение под отслоенным покрытием. Именно по этой причине в новом ГОСТ Р 51164-98 большое внимание уделено требованиям к конструкциям изоляционных покрытий по их адгезионным свойствам На существующих трубопроводах определение участков трубопроводов с отслоенным покрытием («карманами») связано с большими трудностями. Но эта задача, как показали экспериментальные работы, является не безнадежной. При новых методах интерпретации измерении градиента напряжения удается с большой вероятностью выделять такие участки.
Непосредственно методами электрометрии выделить коррозинно-опасные участки и, более того, определить скорость коррозии, достаточно трудно, если возможно вообще.
Механизм коррозионного разрулцения с помощью макрогальванических пар далеко не всегда работает. Чаще имеют место случаи, когда катодные участки коррозируют с большей скоростью, чем анодные. Собственно известные пары дифференциальной аэрации, в которых анодами являются участки трубопровода с ограниченной аэрацией, подвергаются коррозионному разрушению меньше чем катодные, а скорость коррозии прямо пропорциональна предельной плотности тока по кислороду'.
Определение увеличения коррозионной опасности от действия блуждающих токов постоянного тока не встречает больших затруднений. Для этого может успешно применяться измерение тока через вспомогательный электрод, используемый, например, при изме-решш поляризационного потенциата. В этих гамерени-ях важную роль играет площадь вспомогательного электрода, поэтому в зависимости от интегрального
состояния изоляции требуется вносить коррективы. Установлено [5], что при почвенной коррозии наиболее опасными в коррозионном отношении являются крупные дефекты в изоляции, в то время как при наличии блуждающих токов наиболее опасны мелкие повреждения изоляционного покрытия.
В настоящее время иногда применяется электрохимическая защита с применением протяженных анодов, которые укладываются, как правило, в непосредственной близости от защищаемого трубопровода, вплоть до укладки их в одной траншее. При таком способе защиты напряженность электрического поля на поверхности земли над трубопроводом прігмерно в одішаковой степени определяется как дефектами в изоляціпі трубопровода. так и протяженным анодом. При контроле защищенности создается иллюзия полной защиты из-за того, что в измеряемую разность потенциалов труба-земля входит омическое падение напряжения в грунте, увеличенное влиянием блюко расположенного протяженного анода. Поэтому при диагностике электрохимической запвпы должны применяться методы, исключающие эту систематическую ошибку.
Диагностика коррозионного разрушения под напряжением на сегодня очень затруднена из-за отсутствия доказанного механгома растрескивания трубной стати. Гипотеза о влиянии катодного водорода на охрупчивание не выдерживает никакой критики, поскольку опасные трещины обнаруживаются под отслоенным покрытием, а сколько-нибудь значимого катодного водорода там нет. Приуроченность трещин к узкой зоне около продольного сварного шва, наличие микролрепвш в трубах, не находившихся в коррозионной среде, и ряд другі о: фактов делает весьма правдоподобной предположение К.Ф. Олта о метахлургиче-ской наследственности труб, предрасположенность которых заложена в технолопш изготовления стального листа и труб. В этих условиях диагностика коррозионного состояния трубопровода должна исходить из оценки состояния изоляции (сптошность, адгезия) и оценки условий коррозии (условия доставки кислорода, морфологические факторы, лигологический состав грунтов и др.).
ЛИТЕРАТУРА
I Трубопроводы стальные магистральные Общие требования к
защите от коррозии ГОСТ 25812-83. М.: Изд-во стандартов. 1983. 46 с
1 Трубопроводы стальные магистральные Общие требования к защите от коррозии ГОСТ Р 51264-98 М. Изд-во стандартов. 1998 51 с
3 Сооружения подземные Общие требования к защите от коррозии ГОСТ 9 602-89 М. Изд-во стандартов. 1989 51 с
4 Глазо« И.П. Подземная коррозия трубопроводов, ее прогнозирование и диагностика М. РАО "ГАЗПРОМ", 1995. 96 с
5. Глазов Н.П.. Шамшстоимов И.1.. Элъ-Бикаи Бассам. О влиянии размера дефекта в изоляции трубопровода на скорость коррозии // Защита от коррозии и охрана окружающей среды М ВНИИОЭНГ. 1995 .4*5
