ОБРАЗЕЦ-СВИДЕТЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к устройствам оценки скорости коррозионного износа внутренней стенки элементов фонтанных арматур, технологических и промысловых трубопроводов, и может быть использована в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Известны образцы-свидетели в виде пластин, которые выполнены из металла, аналогичного металлу исследуемого объекта, подвергаемого воздействию коррозионно-активной среды [ГОСТ 9.506-87 «Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности» https://docs.cntd.ru/document/1200014791, дата обращения 01.11.2021 г.]. Образцы-свидетели размещают в исследуемой среде на определенное время, а затем извлекают и исследуют на потерю массы.
Недостатком известных образцов-свидетелей является то, что они не могут объективно оценить скорость коррозии внутренней стенки трубопроводов, имеющих неплоские стенки, по которым транспортируются расслоенные многофазные потоки. В этом случае разные фазовые потоки будут иметь различную скорость движения и различную агрессивность. При этом коррозии подвергнется только часть плоского образца-свидетеля, которая контактирует с агрессивной средой, как правило, вдоль нижней образующей трубопровода. Это приведет к неверной оценке скорости коррозии изучаемого объекта - внутренней стенки трубопровода.
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, дата обращения 01.11.2021 г.]. Диски устанавливаются на различной высоте относительно стенки трубопровода, что позволяет оценивать скорость коррозии металла, контактирующего с различными фазами многофазного потока.
Недостатком устройства является то, что ни один из дисков не располагается на внутренней стенке трубопровода. Это не позволяет использовать его для оценки скорости коррозии в системе газопроводов из-за того, что он контролирует скорость коррозии в газовом потоке, тогда как наиболее агрессивной средой является пленка воды, движущаяся вдоль внутренней стенки трубопровода со скоростью, отличающейся от скорости газа.
Известно применение в качестве образца-свидетеля закрепленной на направляющем штоке плоской пластины, вводимой в трубопровод через специальные отверстия. Пластина размещается на внутренней стенке трубопровода путем прикладывания к ней расчетного деформирующего усилия со стороны направляющего штока [патент РФ на изобретение 2300093, МПК G01N 17/00, опубликовано 27.05.2007].
Однако пластина, размещенная на внутренней стенке трубопровода, обладая определенной толщиной, создает естественное препятствие и условия для турбулизации газового потока. В этом случае образец-свидетель находится в неравнозначных условиях относительно внутренней стенки трубопровода, что не позволяет объективно оценить скорость коррозии объекта.
Известно устройство, имеющее образец-свидетель для оценки скорости коррозии трубопровода. Образец-свидетель выполнен в виде шайбы, внутренняя поверхность которой имеет вогнутую форму с радиусом кривизны, соответствующей радиусу кривизны внутренней поверхности трубопровода. На наружной поверхности образца-свидетеля нанесено изолирующее покрытие. К образцу-свидетелю прикреплен стержень 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 [патент РФ на изобретение 2747078, МПК G01N 17/04, опубликовано 26.04.2021] - выбран в качестве ближайшего аналога.
Недостатком известного устройства является наличие резьбового соединения стержня с образцом-свидетелем, что усложняет монтаж/демонтаж образца-свидетеля и может вызвать риск его повреждения.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, упрощение монтажа и демонтажа образца-свидетеля коррозии, повышение надежности его крепления, минимизация риска повреждения образца-свидетеля при монтаже/демонтаже. Кроме того, образец-свидетель полностью изолирован от стержня, что исключает контакт «металл-металл».
Указанная задача решается тем, что образец-свидетель для исследования коррозии трубопровода, содержащий размещаемый на внутренней поверхности трубопровода образец-свидетель, внутренняя поверхность которого имеет вогнутую форму с радиусом кривизны, соответствующим радиусу кривизны внутренней поверхности трубопровода, при этом на поверхность образца-свидетеля нанесено изолирующее покрытие, образец-свидетель выполнен в виде Т-образной шайбы и зафиксирован с помощью прижима и прокладки внутри полого стержня, имеющего возможность прикрепления к инструментальному фланцу трубопровода.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании устройства, обеспечивающего высокоточное исследование скорости внутренней коррозии элементов фонтанной арматуры или трубопроводов в заданных гидродинамических условиях посредством установки разработанного узла в инструментальный фланец без проведения дополнительных монтажных работ.
Новым в устройстве является расположение образца-свидетеля таким образом, что он полностью изолирован от стержня, что исключает контакт «металл-металл», что предотвращает электрохимическое воздействие элементов устройства на образец-свидетель.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом, на котором показано поперечное сечение инструментального фланца и образца-свидетеля, установленного заподлицо с внутренней стенкой элементов фонтанной арматуры.
Устройство содержит образец-свидетель коррозии 1, выполненный в виде Т- образной шайбы, на наружную поверхность которой нанесено изолирующее покрытие 2, обеспечивающее эквивалентность электрофизических условий образца-свидетеля 1 и трубопровода. Т-образная форма шайбы является наиболее оптимальной. Образец-свидетель 1 выполнен из металла, аналогичного металлу исследуемого объекта и фиксируется с помощью прижима 3 и фторопластовой прокладки 4 внутри стержня 5, имеющего возможность прикрепления при помощи резьбового соединения к пробке инструментального фланца 6 трубопровода. Для геремтизации образца свидетеля 1 и стержня 5 от полости фланца 6 устанавливаются резиновые прокладки 7.
Образец-свидетель 1 вводят в полость трубопровода или фонтанной арматуры через штатное технологическое отверстие инструментального фланца 6 (элемент фонтанной арматуры) при помощи стержня 5, размещают образец-свидетель 1 заподлицо с внутренней стенкой трубопровода, чтобы исключить естественные препятствия и изменения режимов течения газожидкостного потока, выдерживают образец-свидетель 1 в коррозионно-агрессивной среде в течение определенного времени, извлекают его и измеряют потерю массы образца-свидетеля 1 за время его экспозиции.
Применение предлагаемой конструкции устройства позволяет контролировать скорость коррозии внутренней стенки элементов фонтанной арматуры, технологических и промысловых трубопроводов (в случае оборудования трубопроводов инструментальным фланцем) и оценивать эффективность мероприятий по противокоррозионной защите без внесения изменений в конструкцию технологического оборудования и проведения трудоемких сварочных работ. Также имеется возможность перемещения узла контроля коррозии, что позволяет проводить экспонирование образцов-свидетелей в разных местах путем перестановки инструментального фланца. Относительно небольшой размер образца-свидетеля и небольшая его масса позволяют с высокой точностью измерять потерю массы образца-свидетеля за время его экспозиции.