Методика прогнозирования технического состояния нефтепроводов на основе математической модели процесса коррозии
Authors: Наталия Сергеевна Белинская , Екатерина Сергеевна Мухина 
Published: November 2024

Одной из главных проблем трубопроводных транспортных систем является их подверженность коррозионным разрушениям вследствие контакта материала труб с агрессивными средами. Использование численных методов и математических моделей для прогнозирования процессов коррозии позволяет обеспечить комплексный подход к диагностике технического состояния нефтепроводов, способствует сокращению операционных и временных затрат на проведение обследования. Выполненный авторами анализ моделей коррозии показал, что они основываются на эмпирических корреляциях скорости коррозии от различных факторов. Такие модели находят применение при создании алгоритмов управления, но непригодны для прогнозирования скорости коррозии на длительном промежутке времени эксплуатации трубопроводов в меняющихся условиях. Целью данного исследования является разработка методики прогнозирования технического состояния нефтепроводов на основе математической модели коррозии, построенной с применением экспериментальных данных эксплуатации реальных объектов с учетом физико-химических закономерностей. Определены параметры модели, составлена система уравнений, модель реализована в виде прикладного программного обеспечения. Разработанное программное обеспечение может быть использовано для проведения прогнозных расчетов технического состояния нефтепроводов (по толщине стенки и степени износа) в реальном времени эксплуатации при транспортировке нефти в границах месторождения и по магистральным нефтепроводам. Показана зависимость скорости коррозии от содержания коррозионно-активных примесей в нефти (воды, сероводорода, диоксида углерода) и расхода.

One of the main problems of pipeline transportation systems is their susceptibility to corrosion damage due to contact of the material of pipes with corrosive media. The use of numerical methods and mathematical models to predict corrosion processes provides an integrated approach to diagnosing of the technical condition of oil pipelines and helps reduce operational and time costs for conducting inspections. The analysis of corrosion models, carried by the authors, showed that the models are based on empirical correlations of corrosion rates from various factors. Such models are used in developing of control algorithms, but are inapplicable for predicting of the corrosion rate over a long period during pipeline operation under changing conditions. The purpose of this research is to develop a methodology for predicting the technical condition of oil pipelines based on a mathematical model of corrosion, developed using experimental data of the real objects operation, taking into account physico-chemical laws. The parameters of the model were determined, a system of equations was compiled, and the model was implemented in the form of application software. The developed software can be used to carry out predictive calculations of the technical condition of oil pipelines (in terms of wall thickness and degree of wear) in real-time operation when transporting oil within the boundaries of the field and along main oil pipelines. The dependence of the corrosion rate on the content of corrosive impurities in oil (water, hydrogen sulfide, carbon dioxide) and oil flow rate is shown.