УДК 620.193

Методы коррозионного мониторинга промысловых трубопроводов

Зубенко Илья Константинович – студент магистратуры по направлению «Управление проектами строительства и ремонта объектов транспорта и хранения нефти, газа и воды» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Аннотация: Трубопроводы промыслового назначения используются для транспортировки нефтесодержащей жидкости, нефти и попутного газа на большие и малые расстояния. Трубопроводы подвержены негативным факторам, таким как механические деформации, температурные колебания, коррозия. Все это может привести к неблагоприятным последствиям, таким как аварии, прекращение технологических процессов и экологические катастрофы.

Ключевые слова: трубопровод, нефть, газ, деформация, коррозия, коррозионные повреждения, аварийность.

Ежегодно в России на промысловых трубопроводах происходит до 70 тыс. аварий, большая часть аварий происходит по причине коррозионных повреждения (90%). Из общего числа аварий доля систем сбора углеводородов составляет около 55 % и на долю трубопроводов для поддержания пластового давления около 45 %.

Большая часть трубопроводных систем (до 50 - 60 %) вступает в период интенсификации потока отказов, поскольку давно исчерпала свой ресурс. Как правило, трубопровод воспринимает одновременное воздействие механических нагрузок (деформаций), износа и коррозионно-активных сред, что усугубляет положение действующего трубопроводного парка.

На сегодняшний день существует ряд методов, позволяющих произвести оценку интенсивности и определить характер коррозионных повреждений. На практике наибольшее распространение имеют гравиметрический метод, метод электрического сопротивления и метод линейной поляризации. Также для оценки надежности и эффективности новых технологий проводятся опытно-промысловые испытания (ОПИ), которые помогают оценить технические характеристики оборудования в реальных условиях эксплуатации. Кроме того, они помогают выявить возможные проблемы и недостатки, которые могут быть устранены перед началом промышленной эксплуатации. Также, в ходе ОПИ, могут быть выявлены показатели скорости коррозии на трубопроводе, которые невозможно определить при помощи традиционных методов коррозионного мониторинга.

Однако каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Например результаты гравиметрического метода [1] не дают информации об изменении коррозионной активности среды в период экспозиции образца свидетеля коррозии, также показатели коррозии, вычисленные при постоянном времени экспозиции ОС, не дают представления о динамике коррозии. СК может со временем увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянной в зависимости от состава образующихся отложений и продуктов коррозии. Метод сопротивления линейной поляризации имеет возможность непрерывного измерения СК, время одного измерения не превышает 5 мин и возможность дистанционного измерения СК в режиме реального времени. Но не позволяет определить скорость локальной коррозии. Индекс питтинга, измерение которого предусмотрено в конструкции многих приборов, лишь качественно характеризует склонность системы металл-электролит к локальной коррозии, также при образовании на электродах и межэлектродном пространстве токопроводящих осадков (например, сульфида железа в сероводородных средах) показания датчиков будут ошибочными. Признаком замыкания электродов является монотонное увеличение показаний прибора. В этом случае датчик должен быть извлечён и осмотрен на предмет образования токопроводящих осадков. В сероводородных средах рекомендуется применять датчики с защитой от замыкания токопроводящими осадками, конструкция которых предотвращает образование сплошного осадка между рабочими электродами.

Коррозионный мониторинг промысловых трубопроводов имеет следующие основные назначения:

• обеспечение безопасной эксплуатации ПТ;
• оптимизация программы диагностирования ПТ;
• оценка влияния возможных изменений эксплуатационных режимов и нарушений технологических процессов транспорта жидкостей на возникновение коррозии.

Для наглядности приведена таблица с основными характеристиками методов коррозионного мониторинга.

Таблица 1. Характеристика методов коррозионного мониторинга.

Коррозионный мониторинг трубопроводов является актуальной задачей в современном мире, так как коррозионные разрушения – самый распространенный и опасный вид повреждений металлических трубопроводов. Коррозия может приводить к утечкам нефтепродуктов, газа и других жидкостей, что может иметь серьезные последствия для окружающей среды и экономики. Для того, чтобы снизить аварийность промысловых трубопроводов необходимо более подробно рассмотреть влияние коррозионно-активной среды на различные материалы трубопроводной стали.

Чтобы снизить скорость коррозии на промысловом трубопроводе необходимо подобрать ту марку стали, которая будет наименее подвержена агрессивной перекачиваемой среде. Для подобных случаев разработана специальная методика проведения байпасных испытаний [2] (рис. 1).

Рисунок 1. Установка образцов – имитаторов труб (катушек) на участке трубопровода, оборудованного байпасной линией (лупингом).

Основными преимуществами байпасных испытаний труб являются соответствие параметров испытаний реальным условиям эксплуатации определенного трубопровода и возможность периодической смены образцов труб (катушек) без остановки трубопроводов. Однако из-за ограниченной протяженности объектов исследований (катушек) влияние структурной неоднородности и локальных дефектов труб не всегда проявляется.

Опытно-промысловые испытания байпасных линий проводятся при определенных условиях. Поскольку коррозия металла является наиболее распространенной причиной аварийности на трубопроводах, необходимо определить наиболее износостойкий материал, который позволит свести к минимуму аварийность. Выбор материала трубы должен основываться на анализе конкретных условий эксплуатации трубопроводов, бюджетных ограничениях и значимости того или иного участка трубопровода. По результатам испытаний можно определить, какой материал получил наименьшее количество коррозионных повреждений за определенный промежуток времени.

Таким образом, наиболее объективные результаты оценки коррозионной стойкости в реальных условиях эксплуатации можно получить в результате подконтрольной эксплуатации протяженного объекта ОПИ с участками из опытных труб и труб из материала самого трубопровода. Узлы контроля коррозии (УКК) неэффективны для оценки коррозионной стойкости различных марок трубных сталей в реальных условиях эксплуатации трубопроводов. УКК предназначены только для коррозионного мониторинга и оценки эффективности ингибиторной защиты.

Список литературы

1. Методические указания компании: МУК № П1-01.05 М-0166. Проведение коррозионного мониторинга и ингибиторной защиты промысловых трубопроводов. – Москва: – 2018. – 56с.