Научная статья на тему 'Воздействие асмола на поверхность металла труб в условиях подземной прокладки трубопроводов'

Воздействие асмола на поверхность металла труб в условиях подземной прокладки трубопроводов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
140
52
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
изоляционные покрытия / пленочная изоляция / асмол / трубопроводный транспорт / магистральный трубопровод / ресурс / ремонт. / insulating coatings / film insulation / asmol / pipeline transport / trunk pipeline / resource / repair

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Гумеров Айдар Кабирович, Хасанова Айгуль Ринатовна, Гладких Ирина Фаатовна

В настоящее время асмол и изоляционные материалы на его основе выпускаются в промышленных масштабах, но, несмотря на уникальные свойства, встречают ограничение в широком практическом использовании. Высказывается мысль о том, что асмол может отрицательно повлиять на металл труб из-за повышенной кислотности. Чтобы рассмотреть этот вопрос, были проведены специальные исследования с целью оценить возможное влияние асмола на свойства металла труб при длительной эксплуатации трубопроводов. В результате показано, что асмол образует на поверхности металла защитную пленку, которая плотно покрывает все углубления и шероховатости. Защитная пленка не приводит к изменению механических свойств металла, но обеспечивает высокую адгезию в течение длительного срока эксплуатации подземных стальных трубопроводов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Гумеров Айдар Кабирович, Хасанова Айгуль Ринатовна, Гладких Ирина Фаатовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INFLUENCE OF ASMOL ON THE METAL SURFACE OF PIPES IN CONDITIONS OF UNDERGROUND LAYING OF PIPELINES

Currently, asmol and asmol-based insulating materials are produced commercially, but regardless of their unique properties, they are limited in wide practical use. It is supposed that asmol can adversely affect pipe metal due to its increased acidity. Special studies were conducted to evaluate the possible effect of asmol on pipe metal properties during long-term operation of pipelines. The results show that asmol forms a protective film on metal surface that tightly covers all the recesses and roughness. It does not change mechanical properties of metal but provides high adhesion during the long term of underground steel pipelines operation.

Текст научной работы на тему «Воздействие асмола на поверхность металла труб в условиях подземной прокладки трубопроводов»

УДК 622.692.4

https://doi.org/10.24411/0131-4270-2019-10404

ВОЗДЕЙСТВИЕ АСМОЛА НА ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛА ТРУБ В УСЛОВИЯХ ПОДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ

THE INFLUENCE OF ASMOL ON THE METAL SURFACE OF PIPES IN CONDITIONS OF UNDERGROUND LAYING OF PIPELINES

А.К. Гумеров1, А.Р. Хасанова2, И.Ф. Гладких3

1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия

ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-9663-1098, E-mail: gumerov@list.ru

2 Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Октябрьском, 452607, г. Октябрьский, Россия ORCID: https://orcid.org/ 000-0002-1026-3934,

E-mail: ajgulkhasanova@mail.ru

3 ООО «Научно-исследовательский центр «Поиск», 450105, г. Уфа, Россия

E-mail: srcpoisk@ufanet.ru

Резюме: В настоящее время асмол и изоляционные материалы на его основе выпускаются в промышленных масштабах, но, несмотря на уникальные свойства, встречают ограничение в широком практическом использовании. Высказывается мысль о том, что асмол может отрицательно повлиять на металл труб из-за повышенной кислотности. Чтобы рассмотреть этот вопрос, были проведены специальные исследования с целью оценить возможное влияние асмола на свойства металла труб при длительной эксплуатации трубопроводов. В результате показано, что асмол образует на поверхности металла защитную пленку, которая плотно покрывает все углубления и шероховатости. Защитная пленка не приводит к изменению механических свойств металла, но обеспечивает высокую адгезию в течение длительного срока эксплуатации подземных стальных трубопроводов.

Ключевые слова: изоляционные покрытия, пленочная изоляция, асмол, трубопроводный транспорт, магистральный трубопровод, ресурс, ремонт.

Для цитирования: Гумеров А.К., Хасанова А.Р., Гладких И.Ф. Воздействие асмола на поверхность металла труб в условиях подземной прокладки трубопроводов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2019. № 4. С. 18-24.

DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10404

Aidar K. Gumerov1, Aygul R. Khasanova2, Irina F. Gladkikh3

1 Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia

ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-9663-1098, E-mail: gumerov@list.ru

2 Branch of the Ufa State Oil Technical University in Oktyabrsky, 452607, Oktyabrsky, Russia

ORCID: https://orcid.org/ 000-0002-1026-3934, E-mail: ajgulkhasanova@mail.ru

3 LLC "Research Center" Search", 450105, Ufa, Russia E-mail: srcpoisk@ufanet.ru

Abstract: Currently, asmol and asmol-based insulating materials are produced commercially, but regardless of their unique properties, they are limited in wide practical use. It is supposed that asmol can adversely affect pipe metal due to its increased acidity. Special studies were conducted to evaluate the possible effect of asmol on pipe metal properties during long-term operation of pipelines. The results show that asmol forms a protective film on metal surface that tightly covers all the recesses and roughness. It does not change mechanical properties of metal but provides high adhesion during the long term of underground steel pipelines operation.

Keywords: insulating coatings, film insulation, asmol, pipeline transport, trunk pipeline, resource, repair.

For citation: Gumerov A.K., Khasanova A.R., Gladkikh I.F. THE INFLUENCE OF ASMOL ON THE METAL SURFACE OF PIPES IN CONDITIONS OF UNDERGROUND LAYING OF PIPELINES. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons. 2019, no. 4, pp. 18-24.

DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10404

Асмол (асфальтосмолистый олигомер) - новый антикоррозионный материал класса нефтеполимеров, имеет характеристики, близкие к битумам, однако величина адгезии к металлу значительно выше, чем битумов и битумных мастик, что связано с различными механизмами взаимодействия с металлом: адгезия битума осуществляется за счет сил физической природы, асмола - благодаря наличию функциональных групп, вызывающих химическое взаимодействие на поверхности металла.

В НИЦ «Поиск» многие годы велись разработки новых изоляционных материалов для подземных стальных трубопроводов, и в результате работ синтезирован нефтепо-лимер асмол, который стал основой для создания новой серии изоляционных материалов. Исследования асмола и созданных на его основе изоляционных материалов показали, что эти материалы обладают рядом уникальных положительных качеств, которые востребованы при замене изоляции действующих подземных стальных трубопроводов,

в первую очередь магистральных газопроводов. Более полная информация об этих материалах приводится в монографии [1]. Здесь перечислим лишь некоторые важные их свойства.

У асмола практически отсутствует катодное отслаивание и длительное время сохраняются исходные защитные характеристики (за счет химической природы адгезии).

В молекулах асмола имеются азотсодержащие полярные группы, которые придают ему ингибирующие свойства, благодаря которым замедляется дальнейшее протекание коррозии в случаях недостаточно качественной подготовки поверхности труб.

В составе асмола присутствуют соединения, содержащие сульфокислотные и нейтральные высокодонорные функциональные группы, которые обеспечивают асмольной мастике высокую поверхностную активность. Сорбируясь на разнопотенциальных участках поверхности металла, они выравнивают ее энергетическую неоднородность, что

способствует снижению величины разности потенциалов анодных и катодных участков и тем самым приводит к замедлению или полному прекращению процесса электрохимической коррозии.

На основе асмола созданы следующие новые изоляционные материалы: лента изоляционная модифицированная «Лиам» и термоусаживающееся мастичное покрытие, сравнимые по своим свойствам с изоляциями заводского исполнения, но приспособленные для нанесения в трассовых условиях.

На основе асмола разработаны различные виды продукции для антикоррозионной обработки изделий: лаки, эмали, шпатлевки, клеи, мастики, герметики, модифицирующие добавки,

На все разработанные антикоррозионные изоляционные материалы и конструкции на основе асмола, а также на технологии их получения и нанесения разработана необходимая нормативно-техническая документация.

Проведены сертификационные испытания изоляционных материалов на основе мастики «Асмол». По результатам испытаний эти материалы включены в ГОСТ Р 51164-98. Разработаны и согласованы с Госгортехнадзором России соответствующие технические условия на их производство, а также руководящие документы на применение в базовых и трассовых условиях [2, 3].

Мастика «Асмол» и лента изоляционная «Лиам» успешно прошли испытания в производственных условиях. С 1995 года заизолировано более 500 км трубопроводов систем канализации, водоводов, газоснабжения, магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, газопроводов всех диаметров. За это время от производственных организаций получено большое количество отзывов, в которых отмечаются высокие адгезионные и защитные свойства покрытий.

Лаки и эмали на основе асмола оказались (по сведениям потребителей) очень эффективными средствами защиты от коррозии воздушных участков трубопроводов, резервуаров, металлоконструкций.

В настоящее время асмол и изоляционные материалы на его основе выпускаются в промышленных масштабах.

Несмотря на вышеуказанные уникальные свойства, асмол и изоляционные материалы на его основе встречают ограничение в широком практическом использовании. Истинными причинами ограничения могут быть корпоративные интересы, но высказывается мысль (иногда эта мысль фигурирует в заключениях подведомственных лабораторий) о том, что асмол может отрицательно повлиять на металл труб из-за повышенной кислотности.

Действительно, кислотное число асмола рН равно 5,5. Происхождение такой кислотности связано с наличием в полимолекулах асмола связанных функциональных групп, за счет которых и обеспечивается высокая адгезия. Этими группами молекулы асмола «цепляются» к поверхности металла, не вызывая никаких изменений внутри объема. Тем не менее, чтобы закрыть этот вопрос, провели специальные исследования с целью оценить возможное влияние асмола на свойства металла труб при длительной эксплуатации трубопроводов. Исследования состояли из двух частей:

- изучение поверхности металла после длительного воздействия асмола (эксперименты 1, 2);

- оценка влияния асмола на механические свойства металла (эксперименты 3-6).

Вместо чистого асмола в экспериментах использовали раствор асмола в углеводородном растворителе, который обеспечивает асмолу подвижность и тем самым облегчает обменные процессы при взаимодействии с металлом.

Образцы изготавливали из сталей разных марок, которые по качеству (механическим свойствам, химическому составу, структуре) относятся к той же группе, что и трубопроводные. Некоторые использованные в экспериментах стали (стали 08 и 20, 17ГС) применяются в производстве труб. Использовали также стальную фольгу (чтобы отношение площадь:объем было наибольшим), которую обычно производят из кремнистых сталей ферритного класса. Во всех случаях использованные стали не относились к классу легированных и по коррозионной стойкости были не выше трубопроводных. Влияние марки стали на изучаемое явление (взаимодействие асмола с металлом) если и есть, является эффектом более тонким по сравнению с тем, что изучали в данной работе. Здесь ставили целью определить сам факт воздействия асмола на механические свойства металла труб.

Эксперимент 1

Изготовили серию пластинчатых образцов размером 100x10x2 мм из стали 20, обработали поверхности шлифовкой и поместили в 40%-й раствор асмола в углеводородном растворителе на разное время выдержки (до 145 суток). При этом сосуд с раствором и образцами находился в герметичном состоянии. После выдержки заданное время образцы извлекали из раствора, удаляли асмол промывкой растворителями, высушивали теплым воздухом. После этого измеряли массу каждого образца, изучали состояние поверхности образцов визуально и с помощью оптического микроскопа «Неофот-21». Измерения массы проводили на аналитических весах с погрешностью не более 0,00005 г, что на 2-4 порядка меньше самих измеряемых величин. Получили следующие результаты.

При выдержке образцов в асмоле их поверхность покрывается пленкой серого цвета, а их масса монотонно увеличивается. На рис. 1 приведены результаты измерений массы двух образцов в зависимости от времени выдержки в асмоле. Зависимость среднего привеса Ат (мг/см2) от времени выдержки в асмоле t (сут.) можно выразить следующей аппроксимирующей формулой

Ат = 0,0037 • t. (1)

Наблюдения с помощью оптического микроскопа показали, что в результате выдержки стальных образцов в асмо-льной грунтовке поверхность металла покрывается пленкой серого цвета, толщина которой неравномерна из-за шероховатости поверхности. На фото 1 видны поверхности образца после выдержки в асмоле 39 сут. Темные полосы -бороздки шероховатости, на которых концентрируются продукты взаимодействия асмола с металлом.

Эксперимент 2

Опыты повторили с другой серией образцов, изготовленных из стальной фольги толщиной 0,05 мм, химический состав стали которой показан в табл. 1. Форма и размеры образцов не имеют существенного значения,

I

Рис. 1. Зависимость привеса образцов от времени выдержки в асмоле

Удельный привес, мг/см^

0,6 -------г<-

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Время выдержки, сутки

11. Поверхность металла после выдержки в асмоле, 1000х

Таблица 1

Химический состав стальной фольги, %

^njrn Mn Mo Cr S P

0,06 3,20 0,08 0,18 отсутствует 0,020 0,016

Таблица 2

Результаты измерения массы образцов при выдержке в асмоле

Номер образца / Площадь образца, см2 Исходная масса, г Масса после выдержки 60 сут., г Привес, мг Привес на единицу площади, Ат, мг/см2

1 35,92 0,70575 0,71400 8,25 0,2297

2 36,82 0,72355 0,73235 8,80 0,2390

3 37,07 0,72845 0,73750 9,05 0,2441

4 36,96 0,72620 0,73760 11,40 0,3084

5 37,30 0,73300 0,74280 9,80 0,2627

6 36,74 0,72200 0,73010 8,10 0,2205

7 37,74 0,74160 0,75170 10,10 0,2676

8 36,74 0,72185 0,72955 7,70 0,2096

9 37,93 0,74525 0,75520 9,95 0,2623

10 37,57 0,73835 0,74875 10,40 0,2768

11 37,10 0,72910 0,73925 10,15 0,2736

Среднее выборочное значение привеса на ед. площади Атср = 0,2540 мг/см2. Среднее квадратическое отклонение sАm = 0,0286 мг/см2.

поэтому воспользовались образцами, изготовленными для других экспериментов (рис. 3). В табл. 2 приведены результаты замеров массы образцов после выдержки в растворе асмола 60 суток.

Опыты со стальной фольгой также показали, что на поверхности металла происходит образование пленки из продукта взаимодействия с асмолом. Привес массы в месяц составляет приблизительно 0,11-0,13 мг/см2, что соответствует как данным табл. 2, так и формуле (1).

Толщина защитной пленки неравномерна из-за шероховатости и неоднородности (механической, структурной, энергетической, химической) поверхности металла. Приблизительную оценку толщины пленки 8п сделали, предположив, что ее плотность такая же, что и асмола (р « 1 г/см3), привес массы на единицу площади за месяц составляет около Ат « 0,12 мг/см2:

§я =

Дт 0,12 • 10"3 г/см

1 г/см3

-1,2-10~4 см = 1,2 -10-3 мм.

(2)

Таким образом, толщина поверхностной пленки через месяц выдержки в асмоле составляет около 1,2 мк, а через 145 дней достигает 5-6 мк.

Эксперимент 3

В данном эксперименте оценивали влияние асмола на усталостную прочность и долговечность стали. Для этого изготовили образцы с размерами 300x20x2 мм из

малоуглеродистой листовой стали марки 08. Для ускорения зарождения трещины на образцах выполняли отверстие диаметром 1,8 мм, которое являлось концентратором напряжений. Испытания проводили по схеме циклического консольного изгиба (рис. 2). При испытаниях следили за зарождением трещин на концентраторе напряжений (отверстии) и отмечали число циклов N нагружения в определенные моменты развития трещины.

Испытывали три серии по пять образцов. Первая серия -образцы в исходном состоянии (до взаимодействия с асмолом), вторая - такие же образцы после выдержки их в асмоле в течение 33 сут., третья - образцы после выдержки их в асмоле в течение 60 сут. В процессе испытаний заметили следующие особенности.

Рост трещин происходит неравномерно, скачками. Периоды накопления микроповреждений чередуются периодами более быстрого продвижения магистральной трещины, поэтому разброс скоростей развития трещины на разных этапах оказался значительным. Фронт трещины часто отклоняется от перпендикуляра к поверхности образца, поэтому длина трещины, измеренная на одной и на другой поверхностях образца, может быть различной. Моменту появления трещины предшествует локальное потемнение поверхности металла из-за пластических деформаций и накопления микротрещин. На фото 2 показана поверхность образца на этапе роста трещины при испытаниях.

Для сопоставления результатов испытаний образцов разных серий выбрали следующие количественные показатели циклической прочности:

NЗ - число циклов до появления (зарождения) видимых лупой трещин размером по 1 мм в обе стороны от отверстия;

NР - число циклов, соответствующих росту трещины 5-10 мм (область, где влияние краевых эффектов несильное);

NП - полное число циклов до разрушения образца.

Средние значения и средние квадратические отклонения этих параметров в пределах каждой серии приведены в табл. 3.

Для проверки гипотезы о том, что результаты испытаний для разных серий совпадают (с учетом естественных разбросов), применили аппарат математической статистики, в частности критерий равенства двух совокупностей, основанный на распределении Стьюдента [4, 5].

Итак, требуется проверить гипотезу о равенстве средних значений двух совокупностей, то есть равенство Nср1 = Nср2 при альтернативной гипотезе Nср1 * Nср2. Для этого выполняют следующие вычисления:

- находят оценку дисперсии генеральной совокупности, состоящей из суммы образцов двух сравниваемых серий

(п = п1 + п2)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(П -1) ■ в2М1 + (П2 -1) ■ в;

2

N 2

п1 + п2 - 2

определяют статистический параметр

1^ср 1 " 1^ср 2

t :

в ,, 1 + -1

(3)

(4)

Рис. 2. Вид и размеры плоских образцов, схема испытаний на циклический изгиб

2. Рост трещин от концентратора напряжений (отверстия) при усталостных испытаниях. Перед трещинами образуется потемнение - зона микроповреждений металла

Таблица 3

Результаты статистической обработки данных усталостных

испытаний

Исходные образцы Образцы выдержаны в асмоле 33 сут. Образцы выдержаны в асмоле 60 сут.

Этап зарождения трещин ЫЗ, цикл Мер (З) = 2983 вк {3) = 493,7 Мер (З) = 2915 и =268,5 5 = 397,4 t = 0,271 Мер (З) = 2845 5м и = 264,5 5 = 396,0 t = 0,551

Этап роста трещин Ыр, цикл Мер (Р) = 1503 (р) =238,2 Мер (Р) = 1623 5М (р) = 91,7 5 = 180,5 t = -1,051 Мер (р) = 1920 5М (р) = 147,5 5 = 198,1 t = -3,328

Полное число циклов до разрушения ЫП, цикл

*СР (П)

= 5645

^ („) = 377,6

Мер (П) = 5682 ^ (П = 304,9

5 = 343,2 t = -0,171

Мер (П) = 5984

П) = 153,1 5 = 288,1 t = -1,860

2

5

- сравнивают значение t с его критическим значением tak для заданного уровня значимости а и степени свободы к = п1 + п2 - 2 (из таблицы tak - распределения Стьюдента);

- проверяют выполнение условия \ t\ < tа,k; если оно выполняется, то гипотеза о равенстве средних значений не отвергается; вероятность ошибочности гипотезы составляет не более 2а%.

За первую выборку принимаем исходную серию образцов; за вторую выборку примем поочередно серии образцов после выдержки в асмоле 33 и 60 сут. Количество образцов в выборках п1 = п2 = 5. Степень свободы к = 8. Уровень зна-

а,к '

0,5, 8 "

чимости примем а = 0,5. Критическое значение tí 3,3554 [5]. Результаты расчетов (табл. 4) показывают, что условие равенства средних значений (\ t\ < tak) выполняется во всех случаях. Отсюда сделаем заключение, что в условиях циклического нагружения все образцы ведут себя идентично (в пределах естественного разброса)независимо от времени выдержки в асмоле. Следовательно, асмол на механические свойства металла не повлиял. Вероятность того, что данный вывод ошибочен, составляет не более 0,01.

Эксперимент 4

В следующих испытаниях образцы (такие же, как в эксперименте 3, но без отверстий) подвергли механическим испытаниям на статическое растяжение. При этом определяли следующие механические характеристики: <в - предел прочности; < - предел текучести; 5 - относительное удлинение. В табл. 4 приведены результаты статистической обработки полученных данных (данные для всех образцов не приводятся из-за ограничения объема текста).

Из полученных результатов следует, что механические свойства металла, определяемые при статическом растяжении образцов (<в - предел прочности, < - предел текучести, 5 - относительное удлинение), также не изменились после выдержки в асмоле.

Эксперимент 5

Следующие испытания проводили, чтобы проверить, влияет ли асмол на металл труб при наличии дефектов или других концентраторов напряжений. Для испытаний изготовили образцы, аналогичные рис. 3, с размерами рабочей части 130x10x2 мм. В центре каждого образца просверлили отверстие диаметром 2,2 мм для имитации дефекта и создания концентрации напряжений при нагружении. Марка стали 17ГС, наиболее широко

применяемая при строительстве магистральных трубопроводов. Половину образцов (5 шт.) выдержали в асмоле 60 сут. Образцы испытывали растяжением до разрушения. Разрушение происходило по сечению, содержащему дефект (отверстие). Обработку результатов испытаний проводили так, как будто не было дефекта. При этом определили следующие характеристики: <в - «предел прочности»; < - «предел текучести»; 5 - «относительное удлинение». Здесь все измеряемые величины взяты в кавычки, поскольку они отличаются от истинных значений для металла, определяемых на образцах без отверстия. Но эти величины содержат информацию о влиянии асмола на прочностные свойства образцов при наличии дефекта. Результаты статистической обработки полученных данных приведены в табл. 5.

Таблица 4

Результаты испытаний на статическое растяжение и проверку гипотезы о равенстве средних значений

Результаты испытаний Предел прочности, кгс/мм2 Предел текучести, кгс/мм2 Относительное удлинение, %

Исходные образцы

Выборочное среднее 31,40 20,00 51,40

Среднее квадратическое отклонение 0,42 0,35 1,95

Образцы после выдержки 60 сут. в асмоле

Выборочное среднее 32,00 20,30 51,80

Среднее квадратическое отклонение 0,35 1,57 1,25

Проверка гипотезы о равенстве средних значений

Уровень значимости а 0,5

Степень свободы к 8

Критическое значение tak 3,3554

Оценка дисперсии в 0,387 1, 137 1,638

Статистика 1 -2,454 -0,417 -0,386

Выполнение условия \ t\ < ^ к Выполняется Выполняется Выполняется

Таблица 5

Результаты испытаний на статическое растяжение образцов с концентратором напряжений (отверстием)

Результаты испытаний Предел прочности, кгс/мм2 Предел текучести, кгс/мм2 Относительное удлинение,%

Исходные образцы

Выборочное среднее 40,80 29,80 7,50

Среднее квадратическое отклонение 2,25 1,68 0,50

Образцы после выдержки 60 сут. в асмоле

Выборочное среднее 41,82 33,50 7,40

Среднее квадратическое отклонение 1,71 4,72 0,82

Проверка гипотезы о равенстве средних значений

Параметры для проверки гипотезы: а = 0,5; к = 8; ^к = 3,3554

Оценка дисперсии в 1,998 3,543 0,679

Статистика 1 -0,807 -1,651 0,233

Выполнение условия \ t\ < ^ к Выполняется Выполняется Выполняется

ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Таким образом, механические свойства металла, определяемые при статическом растяжении образцов с концентратором напряжений, не изменились после выдержки в асмоле.

Эксперимент 6

При разработке методики следующих испытаний на статическое растяжение полагали, что изменения свойств стали могут происходить только на поверхности образца и при испытании образцов со значительной толщиной стенки эти изменения могут быть не обнаружены. Если так, то чем тоньше будут образцы, тем более заметным будет влияние асмола на механические свойства металла. Поэтому для дополнительных испытаний выбрали стальную фольгу толщиной 0,05 мм, которую использовали в эксперименте 2. Форма и размеры образцов показаны на рис. 3. Состав соответствует кремнистой стали ферритного класса (см. табл. 1). Микроструктура равноосно-кристаллическая, соответствует горячекатаному состоянию. Результаты испытаний приведены в табл. 6.

Из полученных результатов следует, что отклонение выборочного среднего значения разрушающей нагрузки образцов из фольги после выдержки в асмоле по отношению к исходным образцам составляет 1,3%. Однако с точки зрения математической статистики это отклонение не является существенным и с большой вероятностью (не менее 0,99) можно утверждать, что не произошло изменений механических свойств стальной фольги после выдержки в асмоле.

Выводы

Асмол образует на поверхности металла защитную пленку, которая плотно покрывает все углубления шероховатости. Она не смывается растворителями органического происхождения. В асмольной среде масса защитной пленки растет со скоростью около 0,11-0,13 мг/см2 в месяц. Через 145 сут. выдержки средняя толщина пленки достигает 5-6 микрон.

Асмол не приводит к изменению механических свойств металла труб, хотя и является химически активным по отношению к его поверхности, что и обеспечивает высокую адгезию в течение длительного срока эксплуатации подземных стальных трубопроводов.

Благодаря высокой адгезии к поверхности трубопровода, основанной на химическом взаимодействии с металлом, а также высокой технологичности при работах в трассовых условиях, изоляционные материалы на основе асмола могут быть успешно использованы для переизоляции участков подземных стальных трубопроводов.

| Рис. 3. Образец для испытаний на статическое растяжение

130 мм

Таблица 6

Результаты испытаний образцов из фольги на статическое растяжение

Результаты испытаний Исходные образцы После выдержки в асмоле 60 сут.

Разрушающие нагрузки 0, кН 206,6 184,2

189,8 191,6

203,1 184,7

223,4 199,4

200,9 177,9

191,1 185,2

193,1 195,0

185,2 193,1

189,6 195,0

190,1 197,5

Выборочное среднее значение % кН 197,29 190,36

Среднее квадратическое отклонение 50, кН 11,47 6,97

Коэффициент вариации и = 5о/0ср 0,06 0,04

Параметры к проверке статистической гипотезы о равенстве средних значений при а = 0,5 и к = 18 s = 9,491, t = -1,633, ta,k = t0,5, 18 = 2,8784

Вывод: гипотеза о равенстве средних значений двух серий образцов верна; вероятность ошибочности данного утверждения не более 0,01

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Черкасов Н.М., Гладких И.Ф., Гумеров К.М., Субаев И.У. Асмол и новые изоляционные материалы для подземных трубопроводов. М.: Недра, 2005. 230 с.

2. ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Методы защиты от коррозии.

3. ТУ 0258-037-16802026-2009 (с изм №1) Мастичная композиция для антикоррозионных покрытий «Асмол».

4. Степанов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: справ. М.: Машиностроение. 1985. 232 с.

5. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983. 416 с.

REFERENCES

1. Cherkasov N.M., Gladkikh I.F., Gumerov K.M., Subayev I.U. Asmolinovyye izolyatsionnyye materialydlyapodzemnykh truboprovodov [Asmol and new insulation materials for underground pipelines]. Moscow, Nedra Publ., 2005. 230 p.

2. GOSTR 51164-98. Truboprovody stal'nyye magistral'nyye. Metodyzashchity ot korrozii [State Standard R 51164-98. Steel main pipelines. Corrosion protection methods].

3. TU 0258-037-16802026-2009 (s izm №1) Mastichnaya kompozitsiya dlya antikorrozionnykh pokrytiy «Asmol» [TU 0258037-16802026-2009 (with amendment No. 1) Mastic composition for Asmol anti-corrosion coatings].

4. Stepanov M.N. Statisticheskiye metody obrabotki rezul'tatov mekhanicheskikh ispytaniy [Statistical methods for processing the results of mechanical tests]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1985. 232 p.

5. Bol'shev L.N., Smirnov N.V. Tablitsy matematicheskoy statistiki [Tables of mathematical statistics]. Moscow, Nauka Publ., 1983. 416 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Гумеров Айдар Кабирович, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Хасанова Айгуль Ринатовна, инженер-эколог, Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Октябрьском.

Гладких Ирина Фаатовна, д.т.н., генеральный директор, ООО «Научно-исследовательский центр «Поиск».

Aydar K. Gumerov, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.

Aygul R. Khasanova, Environmental Engineer, Branch of the Ufa State Oil Technical University in Oktyabrsky.

Irina F. Gladkikh, Dr. Sci (Tech.), Director, LLC "Research Center" Search".

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.