Оценка влияния коррозионого разрушения стенки горизонтальных заглубленных резервуаров и трубопроводов на их техническое состояние

УДК 621.798.4:621.643

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОРРОЗИОНОГО РАЗРУШЕНИЯ СТЕНКИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ЗАГЛУБЛЕННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ И ТРУБОПРОВОДОВ НА ИХ ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

В.М. ТАРАН, С.В. ДМИТРИЕВ, О.Я. СТРЕЛЬНИКОВ

Статья представлена доктором технических наук, профессором Коняевым Е.А.

Для осуществления контроля технического состояния резервуаров горизонтальных стальных заглубленных и трубопроводных коммуникаций предложена методика по техническому освидетельствованию. Приведены данные обследований резервуаров горизонтальных стальных заглубленных и трубопроводов.

Ключевые слова: резервуар горизонтальный стальной заглубленный, трубопровод, коррозия, оценка, техническое состояние.

В настоящее время для обеспечения содержания запасов нефтепродуктов широко применяют резервуары горизонтальные стальные заглубленные (РГСЗ). Анализ нормативной документации по контролю технического состояния РГСЗ и трубопроводной обвязки, условий их эксплуатации и технического устройства позволил выявить необходимость создания специализированной методики по техническому освидетельствованию РГСЗ и трубопроводов, позволяющей оценивать воздействие эксплуатационных факторов на их техническое состояние, появление и развитие характерных типов дефектов их конструкции.

Особенностью эксплуатации РГСЗ и трубопроводов, как сложной технической системы, является наличие дополнительных внутренних напряжений в металле стенок, связанных с воздействием давления насыпного грунта, химическим и электрохимическим воздействием почвы и хранимого нефтепродукта, а также наличием малоциклических и других нагрузок, характеризуемых условиями эксплуатации. Это приводит к ускорению появления различных дефектов основного металла стенок и сварных швов и способствует их развитию.

Дефекты, характерные для резервуаров и трубопроводов, целесообразно разделить на следующие принципиальные группы: трещины различного происхождения; дефекты сварных швов; изменение геометрии и коррозионные поражения.

Наиболее динамично развивающимся типом дефектов является коррозионное поражение поверхности стенки. Следовательно, как параметр технического состояния резервуара и трубопровода, можно рассматривать остаточную толщину стенки. От значения этого параметра, в основном, зависит запас прочности конструкции.

С целью получения возможности прогнозировать запас прочности РГСЗ и трубопровода были проведены исследования коррозионных процессов, протекающих на поверхностях стенок.

В процессе исследований было оценено влияние эксплуатационных факторов на коррозионные процессы внешней и внутренней поверхностей. Полученные результаты позволили установить, что наиболее агрессивным является процесс электрохимической коррозии внешней поверхности стенки, контактирующей с грунтом. Статистический анализ данных (табл. 1), полученных при обследовании РГСЗ и трубопроводов, эксплуатируемых в авиатопливообеспечении, на объектах Росрезерва, а также на автомобильных заправочных пунктах, позволил установить характер зависимости удельного электрического сопротивления грунта р от уровня его кислотности рЬ (рис. 1), а также глубины коррозионного поражения внешней стенки резервуаров и трубопроводов 8тах от удельного электрического сопротивления грунта (рис. 2). Это подтвердило значимость этого параметра, как основного, определяющего скорость электрохимической коррозии внешней поверхности стенки.

Таблица 1

Данные обследования эксплуатируемых РГСЗ и трубопроводов

Срок службы т, год Удельное сопротивление грунта р, Ом*м Глубина максимального коррозионного поражения внешней поверхности стенки 5, мм Характеристика грунта установки резервуаров и трубопроводов Коррозионная активность грунта согласно ГОСТ 9.015-74

6 105 0,6 песчаный низкая

7 140 0,3 то же то же

7 97 0,7 глинисто- песчаный средняя

8 120 0,5 глинистый низкая

8 48 1,7 то же средняя

8 36 1,8 то же то же

9 36 1.9 то же то же

10 48 2,3 то же то же

11 43 2,2 то же то же

14 50 2.0 то же то же

15 15 2,0 чернозем низкая

16 15 2,0 то же то же

18 50 2,5 глинистый средняя

19 50 3,0 то же то же

19 30 3,2 глинистый, чернозем то же

17 20 2,0 то же низкая

17 20 2,2 глинистый, чернозем то же

14 15 2,8 чернозем то же

15 15 2.9 то же то же

16 15 2.9 то же то же

Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления грунта от его кислотности

Рис. 2. Зависимость максимальной глубины коррозионного поражения от удельного сопротивления грунта

На основе математического анализа статистических данных с применением аппарата аппроксимации было получено прогнозное уравнение, отражающее динамику увеличения глубины коррозионного поражения внешней поверхности РГСЗ и трубопровода в зависимости от величины удельного электрического сопротивления грунта

К.„„Р =-0,18215 +1,3199\птшр -0.0233,/Р\пР,

где р - удельное электрическое сопротивление грунта, Ом»м; тнар - срок эксплуатации резервуара, год; 5кор - глубина коррозии, мм.

Из выражения (1) получаем уравнение, позволяющее прогнозировать срок службы РГСЗ и трубопровода в зависимости от удельного электрического сопротивления грунта до появления предельно допустимого коррозионного поражения внешней поверхности

Т = 1148* еР^1516*5корнар +0,01765%/р*\пР

^нар 1 ^ е .

Таким образом, в результате проведенных исследований коррозионных процессов на поверхности стенок РГСЗ и трубопроводов было определено, что наиболее динамично развивающимся процессом является электрохимическая коррозия внешней поверхности стенки. Выделены и проанализированы основные эксплуатационные факторы, влияющие на динамику коррозионных процессов внешней поверхности стенки. Предложено прогнозное уравнение (2), характеризующее динамику глубины коррозионного поражения внешней поверхности стенки в зависимости от удельного электрического сопротивления грунта, что позволяет с определенной вероятностью прогнозировать остаточный срок службы РГСЗ и трубопроводной обвязки.

Полученные результаты исследований применены при разработке «Методики оценки остаточного срока службы горизонтальных заглубленных резервуаров для горючего», прошедшей реализацию и апробацию в ходе проведения технического освидетельствования горизонтальных заглубленных резервуаров, трубопроводной обвязки и оценки их остаточного срока службы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Земенков Ю.Д. Справочник инженера по эксплуатации нефтепроводов и продуктопроводов. - М.: ИнфраИнженерия, 2006.

2. Ипатов А.М. Эксплуатация резервуаров склада горюче-смазочных материалов. - М.: Транспорт, 1985.

3. ГОСТ 9.015-74. Единая система защиты от коррозии и старения. Подземные сооружения.

ASSESSMENT OF CORRODE HORIZONTAL UNDERGROUND TANK AND PIPELINES ON THEIR TECHNICAL CONDITION

Taran V.M., Dmitriev S.V., Strelnikov O.Y.

T o carry out technical inspections of horizontal steel tanks underground and pipeline of communication pipeline for technical examination. Shows the survey data horizontal steel underground tanks underground and pipeline.

Key words: the horizontal steel tank, the pipeline, corrosion, an estimation, a technical condition.

Сведения об авторах

Таран Владимир Михайлович, 1952 г.р., окончил УФВАТТ (1974), кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник управления ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», автор более 25 научных работ, область научных интересов - техническая диагностика технических средств и объектов нефтепродуктообеспечения и авиатопливообеспечения.

Дмитриев Сергей Викторович, 1982 г.р., окончил УФВАТТ (2004), кандидат технических наук, начальник отдела ФАУ «25 Г осНИИ химмотологии Минобороны России», автор более 20 научных работ, область научных интересов - техническая диагностика технических средств и объектов нефтепро-дуктообеспечения и авиатопливообеспечения.

Стрельников Олег Ярославович, 1986 г.р., окончил МГТУ ГА (2009), аспирант МГТУ ГА, область научных интересов - техническая диагностика технических средств и объектов нефтепродукто-обеспечения и авиатопливообеспечения.