Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
25.03.24
08.02.24
20.12.23
13.11.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 3 (63), 2021
Экспериментальное определение величины коррозионного зарастания стальных газопроводов
Медведева О. Н., Чиликин А. Ю., Сауткина Т. Н.
Медведева О. Н., д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазоснабжения, вентляции, водообеспечения и прикладной гидрогазодинамики, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А., Россия, г. Саратов, тел.: (8452)99-88-93, e-mail: medvedeva-on@mail.ru Чиликин А. Ю., аспирант кафедры теплогазоснабжения, вентляции, водообеспечения и прикладной гидрогазодинамики, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А., Россия, г. Саратов, тел.: (8452)99-88-93 Сауткина Т. Н., канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения, вентляции, водообеспечения и прикладной гидрогазодинамики, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А., Россия, г. Саратов, тел.: (8452)99-88-93, e-mail: angelanddiman@mail.ru
| | | | | Постановка задачи. Опыт эксплуатации магистральных газопроводов и сетей газораспределения показывает, что, несмотря на практически полную защищенность газопроводов от коррозии пассивными и активными методами, свыше 55—60 % повреждений, выявляемых в процессе проведения диагностики, приходится на повреждения различного коррозионного характера. Актуальным вопросом в условиях ограниченного финансирования является нахождение остаточного ресурса трубопроводов. Целью исследования является проведение детального анализа статистических данных о внутренней коррозии газопроводов и оценка величины коррозионного зарастания бывших в эксплуатации газопроводов с использованием разработанного метода диагностики и оценки состояния труб с применением вероятностного подхода оценки риска.
Результаты. Приведены результаты экспериментального измерения величины коррозионного зарастания стальных газопроводов, получены закономерности изменения диаметра газопровода, величин выступов коррозии, численно оценена вероятность их появления и повторяемость. Обработка результатов измерений зарастания стальных газопроводов проводилась методами математической статистики, в результате были получены вероятностные численные характеристики исследуемых параметров газопровода.
Выводы. Гистограммы распределения амплитуд, построенные на основе экспериментальных данных, подтверждают, что модальные значения высот выступов коррозии сдвинуты в область малых величин. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о согласовании параметров коррозии с распределением вероятности Шарлье. При обследовании газопроводов значение коэффициента вариации, превышающее 75 %, указывает на уменьшение проходного сечения трубы, снижение качества эксплуатации и общего состояния газопроводов.
| | | | Ключевые слова: стальной газопровод, внутренняя коррозия, экспериментальные исследования, коррозионное зарастание, выступы коррозии, распределения Шарлье. |
DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.004 | | | Библиографический список 1. Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика / А. Д. Альтшуль, Л. С. Животовский, Л. П. Иванов. — М.: Стройиздат, 1987. — 414 с.
2. Баясанов, А. Б. Расчет и проектирование городских газовых сетей среднего и высокого давления / Д. Б. Баясанов, З. Я. Быкова. — М.: Стройиздат, 1972. — 207 с.
3. Есин, А. И. Математическое моделирование возрастания шероховатости напорных трубопроводов в условиях длительной эксплуатации / А. И. Есин, Т. Н. Сауткина // Математические методы в технике и технологиях — ММТТ—27: сб. тр. XXVII междунар. науч. конф. — Тамбов, 2014. — Т. 8. — С. 31—34.
4. Есин, А. И. Вероятностная оценка состояния длительно работающих трубопроводов / А. И. Есин, Т. Н. Сауткина // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2015. — № 6 (14). — С. 36—39.
5. Иоссель, Ю. Я. Математические методы расчета электрохимической коррозии и защиты металлов / Ю. Я. Иоссель, Г. Э. Кленов. — М.: Металлургия, 1984. — 272 с.
6. Калякин, А. М. Прогнозирование роста шероховатости внутренней поверхности водопроводных труб в начале процесса зарастания / А. М. Калякин, Т. Н. Сауткина, Е. В. Чеснокова // Международный научно-исследовательский журнал. — 2014. — № 1 (20). — С. 55—57.
7. Кравцов, В. В. Комплексное обследование коррозионного состояния подземных трубопроводов / В. В. Кравцов, А. В. Старочкин, И. Г. Блинов. — Уфа: Уфим. гос. нефт. техн. ун-т, 2012. — 119 с.
8. Марухин, Д. Н. Современные материалы и эффективное оборудование — основа надежной защиты газопроводов от коррозии / Д. Н. Марухин, О. И. Осипова, М. В. Павлутин // ГАЗ РОССИИ. — 2009. — № 1. — С. 38—41.
9. Медведева, О. Н. Использование вероятностного метода для прогноза состояния трубопроводов / О. Н. Медведева, Т. Н. Сауткина // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. — 2020. — № 3 (80). — С. 84—95.
10. Павлутин, М. В. Электрохимическая защита от коррозии подземных и подводных металлических конструкций / М. В. Павлутин, Н. Г. Петров, О. В. Вовк. — М.: СОПКОР, 2017. — 408 с.
11. Палашов, В. В. Расчет полной катодной защиты / В. В. Палашов. — М.: Недра, 1988. — 136 с.
12. Ткаченко, В. Н. Методы расчета и проектирования электрохимической защиты трубопроводных сетей от подземной коррозии / В. Н. Ткаченко. — М.: ВНИИОЭНГ. — Депо. 6.04.88. — № 1532-НГ. — 137 с.
13. Ткаченко, В. Н. Электрохимическая защита трубопроводных сетей / В. Н. Ткаченко. — М.: Стройиздат, 2004. — 320 с.
14. Хусу, А. П. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход) / А. П. Хусу, Ю. Р. Витенберг, В. А. Пальмов. — М.: Наука, 1975. — 344 с.
15. Чиликин, А. Ю. Критерии выявляемости дефектов в сварных соединениях газопроводов методами неразрушающего контроля как способ повышения надежности сетей газораспределения и газопотребления / А. Ю. Чиликин, Д. М. Едомин, Д. В. Корякин // Газовая промышленность. — 2018. — № 5. — С. 85—88.
16. Askari, M. A Comprehensive Review on Internal Corrosion and Cracking of Oil and Gas Pipelines / M. Askari, M. Aliofkhazraei, S. Afroukhteh // Journal of Natural Gas Science and Engineering. — 2019. — Vol. 71. — 102971. — https://doi.org/10.1016/j.jngse.2019.102971.
17. Brenna, A. Monitoring cathodic protection of buried pipeline by means of a potential probe with an embedded zinc reference electrode / A. Brenna, L. Lazzari, M. Pia Pedeferri, M. Ormellese // Materials & Design. — 2017. — Vol. 114. — P. 194—201. — https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.11.089.
18. Li, Ming-Jia. Gas-side fouling, erosion and corrosion of heat exchangers for middle/low temperature waste heat utilization: A review on simulation and experiment / Ming-Jia Li, Song-Zhen Tang, Fei-long Wang, Qin-Xin Zhao, Wen-Quan Tao // Applied Thermal Engineering. — 2017. — Vol. 126. — P. 737—761. — https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.095.
19. Samimi, A. Solousion for Corrosion Reducing Gas Pipe Line with Inspection for Preventing Fouling in Oil Exchangers / A. Samimi, A. Bagheri, S. Dohan // International Journal of Basic & Applied Sciences. — 2013. — Vol. 2, № 2. — P. 291—301.
20. Qian, Sh. Accelerated corrosion of pipeline steel and reduced cathodic protection effectiveness under direct current interference / Sh. Qian, Y. Frank Cheng // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 148. — P. 675—685. — https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.024.
21. Wang, W. A mathematical model of crevice corrosion for buried pipeline with disbonded coatings under cathodic protection / W. Wang, K. Shen, Ju. Yi, Q. Wang // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. — 2016. — Vol. 41. — P. 270—281. — https://doi.org/10.1016/j.jlp.2016.03.024.
22. Zettler, H. U. Modification of Carbon Steel Surfaces to Reduce Corrosion Fouling in Oil and Gas Industry / H. U. Zettler, H. Müller-Steinhagen, B. Hedges // Petroleum Science and Technology. — 2003. — Vol. 21. — Issue 3—4. — P. 681—698. — https://doi.org/10.1081/LFT-120018547.
| | | | | Ссылка для цитирования Медведева, О. Н. Экспериментальное определение величины коррозионного зарастания стальных газопроводов / О. Н. Медведева, А. Ю. Чиликин, Т. Н. Сауткина // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 3 (63). - С. 45-56. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.004. | | | | | | | | | English version | | | Experimental Determination of the Corrosion Encrustation Value in Steel Gas Pipelines | Medvedeva O. N., Chilikin A. Yu., Sautkina T. N. | | | | | Medvedeva O. N., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply, Ventilation, Water Supply and Applied Hydro and Gas Dynamics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov, tel.: (8452)99-88-93, e-mail: medvedeva-on@mail.ru Chilikin A. Yu., PhD student of the Dept. of Heat and Gas Supply, Ventilation, Water Supply and Applied Hydro and Gas Dynamics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov, tel.: (8452)99-88-93 Sautkina T. N., PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply, Ventilation, Water Supply and Applied Hydro and Gas Dynamics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov, tel.: (8452)99-88-93, e-mail: angelanddiman@mail.ru
|
| | | Statement of the problem. The operating experience of gas pipelines and gas distribution networks shows that despite the almost complete protection of gas pipelines from corrosion by passive and active methods, more than 55—60 % of the damage detected during the diagnostics process is caused by damage of various corrosive nature. Finding the residual resource of pipelines is a pressing issue in the context of limited funding. The aim of the study is to conduct a detailed analysis of statistical data on internal corrosion of gas pipelines and to assess the magnitude of corrosion overgrowth of used gas pipelines using the developed method of diagnostics and assessment of the condition of pipes using a probabilistic approach to risk assessment.
Results. The article presents the results of experimental measurement of the magnitude of corrosion overgrowth of steel gas pipelines, the regularities of changes in the diameter of the gas pipeline, the values of corrosion protrusions are obtained, the probability of their occurrence and their repeatability are numerically estimated. The processing of the measurement results of the overgrowth of steel gas pipelines was carried out using the methods of mathematical statistics, as a result, the probabilistic numerical characteristics of the investigated parameters of the gas pipeline were obtained.
Conclusions. The histograms of the distribution of amplitudes, built on the basis of experimental data, confirm that the modal values of the heights of corrosion protrusions are shifted to the region of small values. Analysis of the results obtained allows us to conclude that the corrosion parameters are consistent with the Charlier probability distribution. When inspecting gas pipelines, the coefficient of variation exceeding 75 % indicates a decrease in the flow area of the pipe, a decrease in the quality of operation and the condition of gas pipelines.
| | | | Keywords: steel gas pipeline, internal corrosion, experimental studies, corrosion fouling, corrosion protrusions, Charlier distributions. |
DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.004
References 1. Al'tshul', A. D. Gidravlika i aerodinamika / A. D. Al'tshul', L. S. Zhivotovskii, L. P. Ivanov. — M.: Stroiizdat, 1987. — 414 s.
2. Bayasanov, A. B. Raschet i proektirovanie gorodskikh gazovykh setei srednego i vysokogo davleniya / D. B. Bayasanov, Z. Ya. Bykova. — M.: Stroiizdat, 1972. — 207 s.
3. Esin, A. I. Matematicheskoe modelirovanie vozrastaniya sherokhovatosti napornykh truboprovodov v usloviyakh dlitel'noi ekspluatatsii / A. I. Esin, T. N. Sautkina // Matematicheskie metody v tekhnike i tekhnologiyakh — MMTT—27: sb. tr. XXVII mezhdunar. nauch. konf. — Tambov, 2014. — T. 8. — S. 31—34.
4. Esin, A. I. Veroyatnostnaya otsenka sostoyaniya dlitel'no rabotayushchikh truboprovodov / A. I. Esin, T. N. Sautkina // Tekhnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve. — 2015. — № 6 (14). — S. 36—39.
5. Iossel', Yu. Ya. Matematicheskie metody rascheta elektrokhimicheskoi korrozii i zashchity metallov / Yu. Ya. Iossel', G. E. Klenov. — M.: Metallurgiya, 1984. — 272 s.
6. Kalyakin, A. M. Prognozirovanie rosta sherokhovatosti vnutrennei poverkhnosti vodoprovodnykh trub v nachale protsessa zarastaniya / A. M. Kalyakin, T. N. Sautkina, E. V. Chesnokova // Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal. — 2014. — № 1 (20). — S. 55—57.
7. Kravtsov, V. V. Kompleksnoe obsledovanie korrozionnogo sostoyaniya podzemnykh truboprovodov / V. V. Kravtsov, A. V. Starochkin, I. G. Blinov. — Ufa: Ufim. gos. neft. tekhn. un-t, 2012. — 119 s.
8. Marukhin, D. N. Sovremennye materialy i effektivnoe oborudovanie — osnova nadezhnoi zashchity gazoprovodov ot korrozii / D. N. Marukhin, O. I. Osipova, M. V. Pavlutin // GAZ ROSSII. — 2009. — № 1. — S. 38—41.
9. Medvedeva, O. N. Ispol'zovanie veroyatnostnogo metoda dlya prognoza sostoyaniya truboprovodov / O. N. Medvedeva, T. N. Sautkina // Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Ser.: Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2020. — № 3 (80). — S. 84—95.
10. Pavlutin, M. V. Elektrokhimicheskaya zashchita ot korrozii podzemnykh i podvodnykh metallicheskikh konstruktsii / M. V. Pavlutin, N. G. Petrov, O. V. Vovk. — M.: SOPKOR, 2017. — 408 s.
11. Palashov, V. V. Raschet polnoi katodnoi zashchity / V. V. Palashov. — M.: Nedra, 1988. — 136 s.
12. Tkachenko, V. N. Metody rascheta i proektirovaniya elektrokhimicheskoi zashchity truboprovodnykh setei ot podzemnoi korrozii / V. N. Tkachenko. — M.: VNIIOENG. — Depo. 6.04.88. — № 1532-NG. — 137 s.
13. Tkachenko, V. N. Elektrokhimicheskaya zashchita truboprovodnykh setei / V. N. Tkachenko. — M.: Stroiizdat, 2004. — 320 s.
14. Khusu, A. P. Sherokhovatost' poverkhnostei (teoretiko-veroyatnostnyi podkhod) / A. P. Khusu, Yu. R. Vitenberg, V. A. Pal'mov. — M.: Nauka, 1975. — 344 s.
15. Chilikin, A. Yu. Kriterii vyyavlyaemosti defektov v svarnykh soedineniyakh gazoprovodov metodami nerazrushayushchego kontrolya kak sposob povysheniya nadezhnosti setei gazoraspredeleniya i gazopotrebleniya / A. Yu. Chilikin, D. M. Edomin, D. V. Koryakin // Gazovaya promyshlennost'. — 2018. — № 5. — S. 85—88.
16. Askari, M. A Comprehensive Review on Internal Corrosion and Cracking of Oil and Gas Pipelines / M. Askari, M. Aliofkhazraei, S. Afroukhteh // Journal of Natural Gas Science and Engineering. — 2019. — Vol. 71. — 102971. — https://doi.org/10.1016/j.jngse.2019.102971.
17. Brenna, A. Monitoring cathodic protection of buried pipeline by means of a potential probe with an embedded zinc reference electrode / A. Brenna, L. Lazzari, M. Pia Pedeferri, M. Ormellese // Materials & Design. — 2017. — Vol. 114. — P. 194—201. — https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.11.089.
18. Li, Ming-Jia. Gas-side fouling, erosion and corrosion of heat exchangers for middle/low temperature waste heat utilization: A review on simulation and experiment / Ming-Jia Li, Song-Zhen Tang, Fei-long Wang, Qin-Xin Zhao, Wen-Quan Tao // Applied Thermal Engineering. — 2017. — Vol. 126. — P. 737—761. — https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.095.
19. Samimi, A. Solousion for Corrosion Reducing Gas Pipe Line with Inspection for Preventing Fouling in Oil Exchangers / A. Samimi, A. Bagheri, S. Dohan // International Journal of Basic & Applied Sciences. — 2013. — Vol. 2, № 2. — P. 291—301.
20. Qian, Sh. Accelerated corrosion of pipeline steel and reduced cathodic protection effectiveness under direct current interference / Sh. Qian, Y. Frank Cheng // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 148. — P. 675—685. — https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.024.
21. Wang, W. A mathematical model of crevice corrosion for buried pipeline with disbonded coatings under cathodic protection / W. Wang, K. Shen, Ju. Yi, Q. Wang // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. — 2016. — Vol. 41. — P. 270—281. — https://doi.org/10.1016/j.jlp.2016.03.024.
22. Zettler, H. U. Modification of Carbon Steel Surfaces to Reduce Corrosion Fouling in Oil and Gas Industry / H. U. Zettler, H. Müller-Steinhagen, B. Hedges // Petroleum Science and Technology. — 2003. — Vol. 21. — Issue 3—4. — P. 681—698. — https://doi.org/10.1081/LFT-120018547.
|
|
|
|
|
