А такое возможно только при развитии биоценоза на металлических стенках труб и аппаратуры с созданием соответствующих колоний микроор-ганизмов.

Таким образом, основной причиной коррозии в нефтяной промыш­ленности является жизнедеятельность микроорганизмов.На её долю при­ходится свыше 80 % потерь, наносимых коррозией нефтяной промышленности. Достаточно сказать, что ежегодные убытки от биологической коррозии в США перевалили за 1,5 млрд. долларов.

Под микроорганизмами понимается совокупность простейших, водорос­лей, бактерий, дрожжевых и плесневых грибов и актиноомицетов. На се­годняшний день их известно более 150000 видов, из которых более 2 сотен спо­собны потреблять нефтяные углеводороды в качестве источника энергии. При этом, их принято подразделять на аэробные,т.е. существующие в условиях дос­тупа воздуха, и анаэробные,т.е. существующие без доступа воздуха. Всем этим микроорганизмам кроме углеводородов для нормального существования необхо­дима вода в жидком состоянии и присутствие ряда элементов, таких как фосфор, калий, азот, сера, железо и т.д. Кроме того, известны микроорганизмы, спо­собные существовать и без органических питательных веществ, утилизируя мине­ральные соли и растворённую в воде углекислоту. Термобарическая граница су­ществования подобных микроорганизмов находится в пределах 1000 атм и 300°С,


при максимальном значении рН = 9,6. Колонии микроорганизмов предпочитают селиться на твёрдых поверхностях, оказывая на металл комплексное воздействие, включающее механическое воздействие, химическое воздействие продуктами жизнедеятельности и электрохимическое воздействие, за счёт создания гальва­нических ячеек, поверхностных зарядов и изменения окислительно-восстановительного потенциала среды.

При этом, наибольшую опасность с точки зрения коррозии представляет биоценоз двух основных видов бактерий - сульфатвосстанавливающих (СВБ) и углеводородоокисляющих (УОБ). Данное сообщество, закрепившись на металли­ческой стенке, отделяет себя от окружающей среды слабопроницаемым куполом из полисахаридов, а также сульфидов и гидрооксидов железа. Внутри купола СВБ производят H2S за счёт восстановления сульфат-ионов, а вторые (УОБ) поставляют им источник питания - продукты окисления нефти. Поскольку эти бактерии анаэробы, то полупроницаемый купол защищает их от растворённого в пластовой жидкости кислорода, причём, вырабатываемый H2S формирует дополнительный химический барьер на пути кислорода к колонии микроорганизмов:

H2S+O2 +S + H2O

Механизм цикла жизнедеятельности СВБ до конца не выяснен, поэтому

лишь упомянем, что его основа была предложена ещё Вольцогеном Кюром и Ван дер Флюгтом и может быть описана суммарной реакцией:

4Fe + SO4-2 + 4H2O 3Fe(OH)3 + FeS + 2ОН-1

В дальнейшем данный механизм был дополнен Миллером, Бутом и Кин­гом, показавшим, что FeS также способен принимать участие в жизнедея­тельности СВБ с образованием свободного сероводорода. Наконец, Скайринг и Трудингер открыли внутриклеточный механизм генерации H2S под действием АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), протекающий в несколько стадий.



Механизм действия анаэробных УОБ изучен намного слабее и имеет энер­гетическую эффективность намного ниже аэробных процессов окисления, при ко­торых водород нефтяных углеводородов непосредственно связывается с кислоро­дом воздуха с образованием воды. В анаэробных условиях водороду приходится


связываться с какой-либо другой органической молекулой или радикалом (нитра­том, сульфатом).

Итак, под защитным куполом формируется водяная среда с повышенным содержанием Н2S. По мере его накопления с внешней и внутренней стороны ку­пола растут отложения сульфида железа. В результате, возникает макроэлектрическая пара, в которой сульфид - катод, а металл стенки трубы - анод. Анод, есте­ственно, начинает растворяться:

Fe Fe+2 + 2e-

Fe+2 + HS-1(S-2) FexSy

А на катоде - восстанавливается водород:

2Н+1+ 2е - 2Н (проникновение в металл) Н2 (в среду)

При этом, сульфиды снижают перенапряжение выделения водорода и спо­собствуют его проникновению в сталь трубы. В макрогальванической паре FexSy/Me разность потенциалов достигает 0,4 в, а скорость коррозии 5 мм/год. И это не предел. Ведь проникая в металл, водород ослабляет металлические связи (так называемое водородное охрупчивание), возникает концентратор напряжения, который ускоряет сквозное разрушение металла по периметру защитных куполов до 12 мм/год.

Из микроорганизмов, способных существовать без органических пита­тельных веществ, отметим так называемые железобактерии. Они аэробны и спо­собны ассимелировать ионы железа и в процессе своего метаболизма превращать их в отложения гидроокиси, повышающие устойчивость защитных куполов рас­смотренных выше сообществ.

Из аэробных микроорганизмов для которых необходимы органические пи­тательные вещества упомянем тионовые и так называемые нитрофицирующие бактерии. В процессе их жизнедеятельности выделяется H2SО4 и HNO3, кото­рые не только сами достаточно коррозионно активны, но и поддерживают рН сре­ды в диапазоне, необходимом для устойчивого существования рассмотренных выше сообществ.


В заключении отметим, что нефтяные пласты в природных условиях, как правило, стерильны, а выше перечисленные микроорганизмы настолько распро­странены, что заражение ими пласта начинается с проведения буровых работ и особенно интенсивно протекает при ППД, в первую очередь пресными водами.

б) электрохимическая коррозия и коррозия химическая.

Для возникновения электрохимической коррозии необходимо 3 условия:

а) наличие двух участков металла с разным потенциалом в растворе данно­го электролита (их наличие обусловлено различной структурой металла);

б) контакт обоих участков с электролитом;

в) соединение разнородных участков между собой металлическим провод­ником.

При соблюдении данных условий на поверхности трубы образуются гальванические элементы (рис.94)

На анодных участках атомы железа переходят в раствор, отдавая два элек­трона и превращаясь в положительно заряженные ионы. Электроны по металлу перемещаются к катодным участкам на которых образуются гидроксильные груп­пы. Катионы железа образуют с гидроксильными группами соответствующий гидроксид:

Fe+2 + 2ОН-1 Fe(OH)2

Последний под действием воды и растворённого кислорода (либо свободного кислорода почвы) переходит в гидроксид трёхвалентного железа:

4Fe(OH)2 + О2 + 2Н2О 4Fe(OH)3

Рис.94. Схема механизма электрохимической коррозии

Электрохимическая коррозия под воздействием блуждающих токов для нефтяной промышленности не актуальна и не рассматривается.

Для возникновения чисто химической коррозии необходимо наличие лишь соответствующей агрессивной среды (например НС1), способной взаимодейство­вать с металлом стенки трубы или аппаратуры

При этом, если агрессивной средой являются газы, то на поверхности ме­талла, как правило, образуются соединения, защищающие металл от дальнейшего воздействия тех же газов.

В общем случае химической и электрохимической коррозии способствуют: - повышение концентрации агрессивных компонентов;

- повышение температуры и давления;

- увеличение скорости потока;

- повышение шероховатости металлической стенки;

- механическое воздействие на металл.

Способы борьбы с коррозией.

Обилие методов борьбы с коррозией принято подразделять следующим образом:

1. Методы, повышающие коррозионную стойкость самого материала;

2. Методы, предотвращающие контакт материала со средой;

3. Методы, регулирующие электронный потенциал материала в среде;

4. Методы, снижающие агрессивность среды.

Перейдём к их рассмотрению:

1. Методы, повышающие коррозионную стойкость материала, в свою очередь, подразделяются на:

а) использование особых материалов;

б) применение объёмного легирования;

в) использование поверхностного легирования;

г) наличие легированного покрытия;

д) упрочнение поверхностного слоя металла.

а) В качестве особых материалов, используемых для изготовления труб и нефтепромыслового оборудования, наибольшее распространение получи­ли:


пластмассы, керамика, стекло, резина, асбест, бетон, благородные металлы, а также никель, алюминий, медь, титан и сплавы на их основе, а так же различные чугуны.

Из перечисленных выше материалов наибольшее распространение получи­ли так называемые «коррозионно стойкие гибкие трубы», которые выпускаются Ø

50, 75, 100 мм и более на рабочее давление до 40 и более атмосфер с температу­рой перекачиваемой среды до 100°С. Гибкие трубы состоят из внутренней герме­тизирующей камеры, изготовленной из полиэтилена или полипропилена; про­дольных грузонесущих элементов, выполненных из стального спирального каната

с диаметрально противоположным размещением по наружному диаметру камеры; радиального силового каркаса, выполненного из 3-х слоев стальной ленты; внешней защитной оболочки, изготовленной из 2 - 3 слоев полихлорвиниловой ленты; и концевых соединений с антикоррозионным покрытием. Нормативный срок службы таких труб 20 лет; гарантированный срок службы не менее 2 лет. Подобные трубопроводы в основном используют в качестве выкидных линий и водоводов низкого, а иногда и высокого давления, их изготавливают в г. Отрадный.

Наиболее перспективным материалом являются трубы, изготовленные из серого чугуна с шаровидной формой графита (ЧШГ), производство которых на­лажено на Синарском трубном заводе. Их диаметр достигает 300 мм, а монтиру­ются они либо с раструбно - флянцевым, либо муфтовым соединением с фторопластовым уплотнением. Подобные трубы обладают повышенной стойкостью к общей коррозии, а так же к сульфидному коррозионному растрескиванию под на­пряжением в средах, содержащих сероводород и углекислый газ. Пробная экс­плуатация подобных труб в ОАО Самаранефтегаз (Красноярское, Покровское, Горбатовское, Радаевское месторождения) показала, что при транспортировке сточных вод их срок службы в 3 - 5 раз выше стальных трубопроводов. Причём, этим трубам не нужна ни внутренняя, ни наружняя антикоррозионная защита, а экономический эффект от внедрения 1 км чугунной трубы в зависимости от Ø ко­леблется от 62 до 113 тыс. руб (2001 г.).




408554824.html
409554824.html
410554824.html
411554824.html
412554824.html
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
Учебная работа
    PR.RU™