Проведение лабораторно-практической  работы

 

Приборы и материалы:

− металлические пластины;

− аналитические весы;

− сушильный шкаф;

− наждачная бумага;

− фарфоровые стаканы;

− рабочие растворы;

− штангенциркуль;

− металлические крючки.

 

Описание работы: Испытание проводится на двух образцах одного и того же материала. Перед началом работы необходимо зачистить поверхность образцов наждачной бумагой, измерить длину, ширину и толщину с помощью штангенциркуля, а затем протереть их смоченной в бензине фильтровальной бумагой.

После этого взвесить образцы на аналитических весах с точностью до четвёртого знака и поместить на металлических крючках в фарфоровые стаканы. Один стакан заполняется агрессивной средой без ингибитора, а второй - с агрессивной средой с ингибитором. Время испытания составляет 50 минут. После окончания эксперимента образцы вынимают из раствора, промывают под струёй холодной воды и на фильтровальной бумаге помещают в сушильный шкаф для сушки в течение 1–2-х минут. Сухие образцы охлаждают на воздухе до комнатной температуры и взвешивают на аналитических весах. Определив потери массы и площадь поверхности образцов, определяют скорость коррозии по формуле:

(3)

, г/м2 · ч

 

где Δ m - масса металла, г;

       S - площадь цинкового электрода,

       τ - общее время испытания, ч.

 

 

Проведя эти вычисления, определить коэффициент ингибирования по формуле 1 и защитное действие по формуле 2.

 

Оформление результатов работы

 

Экспериментальные данные и проведённые вычисления представляются в виде таблицы 1. В выводе даётся заключение об эффективности данного ингибитора.

                 Результаты лабораторной работы

                                                                                                               Таблица 1

№ образца	Масса образца, г		Δ m, г	S, м2	К, г/м · ч	γ	Z, %
	До испытания	После испытания
1	2	3	4	5	6	7	8

 

Контрольные вопросы

1. Классификация ингибиторов.

2. Механизм защитного действия ингибиторов.

3. Количественная оценка действия ингибиторов.

4. Факторы, влияющие на эффективность действия ингибиторов.

5. Охарактеризуйте процесс резист- ингибирования.

 

ГЛОССАРИЙ

Анодная зона - участок трубопровода, на котором происходит стекание тока.

Анодное заземление - устройство, обеспечивающее стекание защитного тока в землю.

Блок совместной защиты - устройство, обеспечивающее распределение защитного тока между несколькими сооружениями.

Блуждающие токи - токи в земле, возникающие вследствие работы по­сторонних источников постоянного или переменного тока (электрифицирован­ный транспорт, сварочные агрегаты, устройства электрохимической защиты посторонних сооружений и пр.).

Вредное влияние блуждающих токов - возникновение опасных анод­ных (коррозионных) зон на обследуемых участках трубопроводов или соседних сооружениях под действием блуждающих токов.

Вспомогательный электрод (датчик потенциала) - стальной плоский электрод размером 25х25 мм, неизолированный с одной плоскости и предна­значенный для измерения поляризационного потенциала.

Гальваническая (протекторная) защита - электрохимическая защита галь­ваническими анодами (протекторами), имеющими в одинаковых условиях элек­тродный потенциал более отрицательный, чем потенциал защищаемого металла.

Длина защитной зоны - протяжённость участка трубопровода, на кото­ром обеспечены защитные потенциалы от данной установки электрохимиче­ской защиты.

Дренаж - устройство, обеспечивающее отвод блуждающих токов из нефтепровода.

Дренажная защита - защита сооружения от коррозии блуждающими то­ками путем отвода этих токов к источнику или в землю.

Дренажная линия - проводники, соединяющие минусовую клемму ис­точника постоянного тока с трубопроводом (катодная дренажная линия) и плю­совую клемму с анодным заземлением (анодная дренажная линия).

Участок трубопровода - часть трассы обследуемого трубопровода.

 

Естественный потенциал трубопровода - разность потенциалов труба- земля, измеренная до первого включения электрохимической защиты. После ввода ЭХЗ в эксплуатацию естественный потенциал измеряют при выключенных сред­ствах защиты и достижения скорости изменения потенциала не более 1 мВ/ч.

Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробез­опасности.

Защитный потенциал - катодный потенциал, обеспечивающий тормо­жение коррозионного процесса.

Изолирующее соединение - вставка между двумя участками трубопро­вода, нарушающая его электрическую непрерывность.

Изоляционное покрытие - слой или система слоев диэлектрических ма­териалов, наносимых на поверхность трубы для защиты от коррозии.

Интенсивная технология - метод оценки защищённости по потенциалу подземного трубопровода, находящегося под действием электрохимической защиты, при котором измерения проводят при периодическом выключении то­ка поляризации.

Катодная защита - торможение коррозионного процесса посредством сдвига потенциала контактирующих с грунтом участков трубопровода в сторо­ну более отрицательных значений.

Катодная станция (катодный преобразователь) - источник постоянно­го тока или устройство, преобразующее переменный ток в постоянный и пред­назначенное для катодной защиты.

Комплексная защита - защита изоляционными покрытиями и электро­химической (катодной) защитой.

Контактное соединение - соединение двух или более проводников.

Контрольно-диагностический пункт - устройство, позволяющее выпол­нять электрические измерения помимо измерения потенциалов трубопровода.

Контрольно-измерительный пункт - устройство, позволяющее выпол­нять измерения параметров электрохимической защиты и параметров, связан­ных с коррозионным состоянием трубопровода.

Коррозионное состояние - размеры (глубина и площадь) коррозионных поражений и их распределение по объекту.

Максимальный защитный потенциал - верхний предел заданного диа­пазона защитных потенциалов.

Минимальный защитный потенциал - нижний предел заданного диа­пазона защитных потенциалов.

Мониторинг противокоррозионной защиты - совокупность мероприя­тий, направленных на выполнение требований нормативно-технической доку­ментации по предупреждению коррозионных отказов и обеспечению промышленной безопасности.

Остаточная скорость коррозии - потеря металла (уменьшение толщины стенки трубы) за определенный период времени при существующем уровне за­щитных потенциалов.

Поляризационный потенциал - разность потенциалов труба-земля без омической составляющей (падения напряжения в грунте и изоляции), представ­ляющая собой сумму естественного потенциала и поляризации.

Почвенная коррозия - процесс разрушения металла в результате воз­действия агрессивных компонентов, содержащихся в почве (грунте).

Протектор (гальванический анод) - электрод, выполненный из металла или сплава, имеющего в одинаковых условиях более отрицательный потенциал, чем металл защищаемого нефтепровода.

Сопротивление заземления - сопротивление заземлённого электрода (электродов), включающее в себя сопротивление растеканию токов в земле и контактное сопротивление на границе раздела «электрод-грунт».

Состояние противокоррозионной защиты - степень деградации изоля­ционного покрытия и уровень защитных потенциалов.

Стационарный потенциал - потенциал металлического сооружения, измеренный относительно электрода сравнения при отсутствии блуждающих токов поляризации от внешних источников тока.

Точка дренажа - место подключения дренажной линии к нефтепроводу.

Установка дренажной защиты - устройство, включающее в себя элек­трический дренаж, дренажную линию и регулируемое сопротивление.

Установка катодной защиты - устройство, включающее в себя катод­ный преобразователь, анодное заземление и дренажную линию.

Электрод сравнения - электрод, имеющий постоянный электродный по­тенциал в данных условиях применения.

Вопросы к экзамену (зачёту) (для студентов
очной и заочной формы обучения)

1. Дайте определение коррозии. Какие материалы способны корродировать?

2. От каких факторов зависит способность материалов корродировать? Что такое водородная деполяризация? Кислородная деполяризация?

3. Перечислите способы защиты от коррозии. Где и как они применяются?

4. Перечислите характеристики коррозионного процесса, протекающего по химическому механизму? Когда возможна реализация коррозии по химическому механизму?

5. Перечислите характеристики коррозионного процесса, протекающего по электрохимическому механизму?

6. Какие факторы определяют скорость коррозии в почвенных условиях? В атмосферных? В водных средах? В электролитах?

7. Что такое ингибиторы коррозии, принципы действия ингибиторов, когда и как они применяются? Могут ли ингибиторы быть универсальным средством защиты от коррозии?

8. Объясните значение терминов «аддитивности», «синергизма», «антагонизма»? Как их можно применить при оценке действия ингибиторов

9. Где и когда применяют катодную защиту? Схема катодной защиты. Элементы системы катодной защиты?

10. Перечислите способы защиты от коррозии. Где и как они применяются?

11. Когда можно применять анодную защиту? Элементы системы анодной защиты?

12. Перечислите виды антикоррозионных покрытий. Где и как они применяются? Перечислите требования к покрытиям.

13. Как готовят поверхность металлических объектов к нанесению покрытий?

 

 

14. Что такое коррозионная усталость? Коррозионное растрескивание? Коррозия при трении? Кавитационная коррозия? Эрозия?

15. Что следует понимать под термином «стандартный электродный потенциал»? Перечислите виды стандартных электродных потенциалов.

16. Как измеряются электродные потенциалы объектов в почвенных электролитах?

17. Дайте определение пассивирующимся металлам? Как влияет состав сплава на коррозионную активность?

18. По каким механизмам развиваются коррозионные процессы?

19. Какой характер разрушения поверхности вам известен?

20. Как можно оценить скорость коррозии при равномерной и неравномерной коррозии?

21. Что следует понимать под поляризационными кривыми, какую информацию они нам дают?

22. Что такое водородная деполяризация? Кислородная деполяризация?

23. Что следует понимать под терминами «анодный процесс», «катодный процесс»?

24. Протекторная защита. Условия применения. Параметры протекторной защиты.

25. Где и когда применяют катодную защиту? Схема катодной защиты. Элементы системы катодной защиты?

26. Когда можно применять анодную защиту? Элементы системы анодной защиты?

27. Когда и как применяют дренажную защиту? Перечислите виды дренажной защиты

28. Что следует понимать под термином «стандартный электродный потенциал»? Перечислите виды стандартных электродных потенциалов.

29. Как измеряются электродные потенциалы объектов в почвенных электролитах?

30. От каких факторов зависит скорость коррозии? Перечислите внутренние и внешние факторы коррозии

31. Дайте определение пассивирующимся металлам?

 

 

32. Перечислите характеристики коррозионного процесса, протекающего по электрохимическому механизму?

33. Какие факторы определяют скорость коррозии в почвенных условиях? В атмосферных? В водных средах? В электролитах?

34. Перечислите способы борьбы с коррозией. От чего зависит выбор способов защиты?

35. Что следует понимать под термином «стандартный электродный потенциал»? Перечислите виды стандартных электродных потенциалов.

36. Что такое блуждающие токи? Стандартные и нестандартные источники блуждающих токов. Их влияние на коррозионное поведение металлических объектов в почвенных условиях.

37. Способы и схемы защиты от блуждающих токов.

38. Способы защиты от коррозии изоляционными покрытиями. Виды изоляционных покрытий, способы нанесения.

39. Старение, дефектность и способы контроля изоляционных покрытий.

40. Виды коррозионных повреждений. Как различаются повреждения при различных механизмах коррозионного процесса?

41. Способы определения скорости коррозионных процессов. Массовые, объёмные показатели. Способы определения коррозионных потерь в трассовых условиях.

42. Назовите признаки электрохимического механизма коррозии. Как развиваются анодные и катодные процессы? Как они взаимосвязаны?

43. Какие элементы среды называются деполяризаторами? Как развиваются процессы при наличии в коррозионной среде кислорода и водорода?

44. Перечислите способы защиты от коррозии. Что относиться к активным способам защиты. Их особенности. Что относиться к пассивным способам?

45. Перечислите варианты активных методов защиты и приведите их особенности? Что является общим и какие различия между анодными, катодными и протекторными способами защиты?

 

46. Дайте определение понятию ингибиторной защиты. Средства и порядок её применения. Дайте определение понятиям аддитивности, антагонизма и синергизма при использовании ингибиторной защиты.

47. Механизмы действия ингибиторов. Анодные, катодные, смешанного типа, разъясните разницу между этими ингибиторами. Какие вещества могут использоваться как ингибиторы?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Теплинский, Ю. А. Коррозионная повреждаемость подземных трубопроводов / Ю. А. Теплинский, Н. И. Мамаев. - СПб.: Инфо-да, 2006. - 406 с.

2. Александров, Ю. В. Коррозия газонефтепроводов. Электрохимические методы защиты / Ю. В. Александров. - СПб.: Недра, 2011. - 420 с.

3.    Семёнова Н.В., Хорошилов А.В., Флорианович Г.М. Коррозия и защита от коррозии / Под ред. И.В.Семёновой. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 376 с.

4. Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. – М.: Металлургия, 1981. – 216 с.

5. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. – М.: Металлургия, 1976. – 472с.

Дополнительная литература

 

1. Кеше Г. Коррозия металлов. – М.: Металлургия, 1984. – 400 с.

2. Маттссон Э. Электрохимическая коррозия. / Пер. со шведского; Под ред. Я.Н. Колотыркина. – М.: Металлургия, 1991. – 158 с.

3. Скорчеллетти В.В. Теоретические основы коррозии металлов. – Л.: Химия, 1973. – 264 с.

4. Кузуб В.С. Анодная защита металлов от коррозии. – М.: Химия, 1983. – 182 с.

5. Защита химического оборудования неметаллическими покрытиями / Л.Г. Богатков, А.С. Булатов, В.Б. Моисеев и др. – М.: Химия, 1989. – 288 с.

 

 

Учебно-методическое пособие

Шатило Сергей Петрович

  Родионцев Николай Никитович

Кучеров Сергей Витальевич

Кочина Татьяна Борисовна

ПРОТИВОКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА

Учебно-методическое пособие к лабораторно-практическим занятиям

  Направление подготовки 21.03.01«Нефтегазовое дело»

Изд. лиц. ЛР № 020742. Подписано в печать 12.03.2020 Формат 60×84/16. Бумага для множительных аппаратов Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. листов 3,1 Заказ 2125 Отпечатано в Нижневартовском государственном университете 628616, Тюменская область, г.Нижневартовск, ул.Маршала Жукова, 4 Отдел издательской политики и обеспечения публикационной деятельности Тел./факс: [phone], Е-mail: [e-mail]