Аналіз особливостей внутрішньої корозії нафтопроводу та методологія її дослідження методом поляризаційного опору

Abstract

Мета роботи – розроблення методології дослідження та оцінювання внутрішньої корозії нафтопроводу з низьковуглецевої сталі уздовж нижньої твірної в вуглеводневому середовищі з різним вмістом води. Застосовували візуальний огляд та метод поляризаційного опору. На основі аналізу особливостей внутрішньої корозії нафтопроводів розроблено методологію її дослідження. Запропоновано та виготовлено лабораторний стенд для випробувань, який моделює внутрішню поверхню трубопроводу. Удосконалено конструкцію датчика поляризаційного опору шляхом застосування вологоутримуючого шару, що дозволило визначати швидкість корозії в нафто-водній емульсії. Для підвищення чутливості датчика в цьому середовищі у вологоутримуючий шар введено добавки, що сприяють поглинанню та утриманню вологи. Досліджено вплив різних добавок на підвищення чутливості датчика, відпрацьовано спосіб нанесення вологоутримуючого шару, який є придатним для використання. Визначено мінімальну концентрацію добавки, при якій отримано твердий вологоутримуючий шар, стійкий до дії вологи повітря. Запропоновано та обґрунтовано методологію дослідження внутрішньої корозії нафтопроводу уздовж нижньої твірної на основі моделювання в лабораторних умовах поверхні труби. Виготовлено лабораторний стенд та удосконалено конструкцію датчика поляризаційного опору, за допомогою якого з’явилася можливість проводити вимірювання в нафто-водній емульсії. Це дозволило розширити сферу застосування методу поляризаційного опору для нафтових середовищ з низьким вмістом води (від 50 % до 5 %). Удосконалено конструкцію електрохімічного двохелектродного датчика поляризаційного опору з коповехневим розташуванням електродів, на який нанесено вологоутримуючий шар та визначено його склад. Отримано твердий шар, стійкий до дії вологи повітря. Датчик з вологоутримуючим шаром придатний для використання у нафто-водній емульсії з вмістом води від 50 % до 5 %.

Цель работы – разработка методологии исследования и оценки внутренней коррозии нефтепровода из низкоуглеродистой стали вдоль нижней образующей в углеводород-содержащей среде с различным содержанием воды. Использовали метод визуального осмотра и метод поляризационного сопротивления. На основе анализа особенностей внутренней коррозии нефтепроводов разработана методология ее исследования. Предложен и изготовлен лабораторный стенд для испытаний, моделирующий внутреннюю поверхность трубопровода. Усовершенствована конструкция датчика поляризационного сопротивления путем применения влагоудерживающего слоя, что позволило определять скорость коррозии в нефте-водной эмульсии. Для повышения чувствительности датчика в этой среде во влагоудерживающий слой введены добавки, способствующие поглощению и удержанию влаги. Исследовано влияние различных добавок на повышение чувствительности датчика, отработан способ нанесения влагоудерживающего слоя, пригодного для использования. Определена минимальная концентрация добавки, при которой получено твердый влагоудерживающий слой, устойчивый к воздействию влаги воздуха. Предложена и обоснована методология исследования внутренней коррозии нефтепровода вдоль нижней образующей на основе моделирования в лабораторных условиях поверхности трубы. Изготовлен лабораторный стенд и усовершенствована конструкция датчика поляризационного сопротивления, с помощью которого появилась возможность проводить измерения в нефте-водной эмульсии. Это позволило расширить сферу применения метода поляризационного сопротивления для нефтяных сред с низким содержанием воды (от 50% до 5%). Усовершенствована конструкция электрохимического двухэлектродного датчика поляризационного сопротивления с коповехностным расположением электродов, на который нанесен влагоудерживающий слой, определен состав слоя. Получен твердый слой, устойчивый к воздействию влаги воздуха. Датчик с влагоудерживающим слоем пригоден для использования в нефтегазовой водной эмульсии с содержанием воды от 50% до 5%.

Development of methodology for research and evaluation of internal corrosion of low-carbon steel pipeline along the bottom moving line in a hydrocarbon medium with different water content. Visual inspection and polarization resistance method were used. Based on the analysis of the peculiarities of internal corrosion of oil pipelines, the methodology of its research has been developed. A laboratory testing facility is proposed and manufactured, which simulates the inner surface of the pipeline. The design of the polarization resistance sensor was improved by applying a moisture-retaining layer, which allowed to determine the corrosion rate in the oil-water emulsion. To increase the sensitivity of the sensor in this environment, additives are introduced into the moisture-retaining layer, which promote the absorption and retention of moisture. The influence of various additives on the sensitivity of the sensor has been studied, the method of applying the moisture-retaining layer, which is suitable for use, has been worked out. The minimum concentration of the additive was determined, at which a solid moisture-retaining layer resistant to the action of moisture was obtained. The methodology of research of internal corrosion of the oil pipeline along the bottom moving line on the basis of modeling in laboratory conditions of a surface of a pipe is offered and substantiated. A laboratory testing facility was made and the design of the polarization resistance sensor was improved, which made it possible to perform measurements in oil-water emulsion. This allowed to expand the scope of the method of polarization resistance for oil environments with low water content (from 50% to 5%). The design of the electrochemical two-electrode sensor of polarization resistance with the cosurface arrangement of electrodes on which the moisture-retaining layer is put and its composition is defined is improved. A solid layer resistant to air moisture is obtained. The sensor with a moisture-retaining layer is suitable for use in oil-water emulsion with water content from 50% to 5%.