СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СКОРОСТИ КОРРОЗИИ ТРУБОПРОВОДА
METHOD FOR RESEARCHING PIPELINE CORROSION RATE

Изобретение относится к устройствам для оценки скорости коррозионного износа внутренней стенки трубопроводов и технологического оборудования. Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Известен образец-свидетель для исследования коррозии трубопроводов в виде набора дисков (Ефременко А.П., Спащенко А.Ю., Садретдинов И.Ф., Александрова К.В. Исследование влияния характеристик образцов-свидетелей на эффективность коррозионного мониторинга / Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2014. №3. http://www.ogbus.ru), каждый из которых устанавливается на различной высоте относительно стенки трубопровода, что позволяет оценивать скорость коррозии металла, контактирующего с различными фазами многофазного потока.
Его недостатком является то, что ни один из дисков не располагается на внутренней стенке трубопровода, что не позволяет использовать его для оценки скорости коррозии в системе газопроводов из-за того, что он будет контролировать скорость коррозии в газовом потоке, тогда как наиболее агрессивной средой будет пленка воды, движущаяся вдоль внутренней стенки трубопровода со скоростью, отличающейся от скорости газа.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является образец-свидетель для исследования коррозии трубопроводов [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №559152, G01N 1/28; G01N 17/00, опубл. 25.05.1977], выполненный в виде полого цилиндра из материала исследуемого трубопровода. Известный образец-свидетель полностью имитирует внутреннюю стенку трубопровода, не создает естественных препятствий и не изменяет режимов течения газожидкостного потока, что позволяет объективно оценить скорость коррозии внутренней стенки трубопровода.
Недостатком прототипа является сложность извлечения образца-свидетеля из трубопровода для последующего контроля потери массы. Для этого требуется устройство как минимум из двух фланцевых соединений, которые разбираются при извлечении образца-свидетеля. Также из-за относительно больших габаритов такого образца-свидетеля достаточно трудно контролировать малые скорости коррозии за небольшой промежуток времени, т.к. в этом случае потеря массы металла будет многократно меньше собственной массы образца-свидетеля.
Техническая задача заявляемого изобретения направлена на создание устройства, позволяющего осуществить высокоточные исследования скорости внутренней коррозии трубопровода или цилиндрического сосуда в заданных гидродинамических условиях.
Технический результат заключается в исключении препятствий газожидкостному потоку, уменьшение размеров и уменьшение массы образца-свидетеля.
Технический результат достигается тем, что образец-свидетель для оценки скорости коррозии трубопровода выполнен в виде шайбы с нанесенным с наружи изолирующим покрытием, а внутренняя поверхность которой имеет вогнутую форму с радиусом кривизны, соответствующей радиусу кривизны внутренней стенки трубопровода. Образец-свидетель вводится в полость трубопровода через бобышку с отверстием, выполненную в виде приваренной детали, выполняющей роль местного утолщения, которая позволяет осуществлять присоединение к трубопроводу. Образец-свидетель размещают заподлицо - вровень с внутренней стенкой трубопровода, чтобы исключить естественные препятствия и изменения режимов течения газожидкостного потока. Закрепляют образец-свидетель в бобышке при помощи жестко прикрепленного к образцу-свидетелю стержня. Образец-свидетель выдерживают в коррозионно-агрессивной среде в течение определенного времени, извлекают его и измеряют потерю массы образца-свидетеля за время его экспозиции.
Исключение препятствий газожидкостному потоку и исключение влияния на режим его течения достигается в результате расположения образца-свидетеля вровень с внутренней стенкой трубопровода и кривизной, соответствующей кривизне трубопровода, а уменьшение размеров и уменьшение массы образца-свидетеля, вследствие исполнения в виде шайбы, позволяет, с использованием высокоточных весов, с максимальной точностью измерять потерю его массы за время экспозиции, а значит с высокой точностью контролировать скорость коррозии.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано поперечное сечение трубопровода со смонтированной на его внешней поверхности бобышкой и установленный в нее образец-свидетель.
Снаружи трубопровода 1 устанавливается бобышка 2, через которую производится монтаж и демонтаж образца-свидетеля 3. Образец-свидетель 3 выполняется в виде шайбы из металла, аналогичного металлу исследуемого объекта, одна сторона образца-свидетеля имеет вогнутую поверхность с радиусом кривизны соответствующему радиусу кривизны внутренней стенки трубопровода. С другой стороны к образцу-свидетелю прикреплен стержень 4 для регулировки его положения относительно внутренней стенки трубопровода таким образом, чтобы он находился заподлицо и создавал единую поверхность с трубопроводом, тем самым, не оказывая воздействия на газожидкостный поток. Наружная сторона образца-свидетеля покрывается изоляцией 5. Для фиксации стержня в бобышке используется прижим 6. Герметизация конструкции обеспечивается пробкой 7 и прокладкой 8.
Пример практического применения. В технологическую обвязку скважины 5108 Бованенковского НГКМ, продукция которой характеризуется высокой коррозионной активностью, была установлена бобышка, через отверстие в которой произведен монтаж образца-свидетеля заподлицо с внутренней стенкой трубопровода таким образом, чтобы он создавал единую геометрическую поверхность с трубопроводом, обеспечивающую эквивалентность газодинамических характеристик. После 33 дневной экспозиции в агрессивной среде без подачи раствора ингибитора коррозии образец-свидетель был извлечен и подвергнут исследованиям для определения потери его массы в соответствии с ГОСТ 9.908-85 «Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости». Потеря массы образца-свидетеля за время его экспозиции составила 0,12964 г, что с учетом площади взаимодействия образца-свидетеля с агрессивной средой соответствует скорости коррозии 0,428 мм/год. Затем аналогичным образом было проведено повторное экспонирование образца-свидетеля, но с постоянной подачей раствора ингибитора в полость трубопровода. После 32 дневной экспозиции образца-свидетеля потеря его массы составила 0,02588 г, а скорость коррозии - 0,088 мм/г.
Применение заявляемого образца-свидетеля позволяет контролировать скорость коррозии внутренней стенки трубопровода или цилиндрического сосуда. В результате применения заявляемой в настоящем изобретении конструкции достигается эквивалентность газодинамических и электрофизических условий образца-свидетеля и трубопровода. Небольшой размер образца-свидетеля и небольшая его масса, позволяют с высокой точностью измерять потерю массы образца-свидетеля за время его экспозиции, а значит с высокой точностью контролировать скорость коррозии.