МАГИСТРАЛЬНЫЕ НЕФТЕПРОВОДЫ

Влияние неоднородности состава и внешних условий на поверхность металла

При строительства трубопроводных систем и резервуарного оборудования используются низколегированные и малоуглеродистые стали. Помимо железа, в их состав входят углерод (до 2 %), легирующие добавки (хром, марганец, никель, медь) и примеси, не подлежащие полному удалению в металлургическом процессе (сера, азот, кислород, фосфор, водород). Разнородный состав сталей способствует возникновению пар коррозии в надлежащей среде.

Чтобы при электрохимической коррозии металла появился ток, требуется наличие анодной и катодной зон. В анодной зоне происходит окислительная реакция, которая заключается в утрате металлом своих электронов и образованием ион-атомов:

При переходе в раствор электролита, ион-атомы металла приводят к его постепенному разрушению - коррозии.

В катодной зоне происходит восстановительная реакция - заключающаяся в присоединении свободных электронов веществом, которое называется деполяризатором. Если в качестве деполяризатора выступают ионы водорода:

то такая реакция носит название реакции водородной деполяризации. Когда деполяризатором является кислород:

то такая реакция носит название реакции кислородной деполяризации.

Из рассмотрения физического смысла электрохимической коррозии вытекает, что интенсивность процесса определяется скоростью формирования ион-атомов металла (и свободных электронов), а также наличием кислорода и воды. Учитывая, что на скорость формирования ион-атомов оказывают влияние температура, крепость раствора электролита и прочие внешние факторы, можно сформулировать вытекающее заключение: если на поверхности металла сформировать различные условия, то одна часть его поверхности приобретет свойства анода по отношению к другой.

Анодом является электрод, который помещен в подогретый электролит, потому что в нагретом электролите металл растворяется более интенсивно	Анодом является медный электрод в слабоконцентрированном растворе собственной соли по сравнению с концентрированным раствором этой соли	При подаче к одному из электродов воздуха на нем облегчается протекание реакции кислородной деполяризации, характерной для катода

Формированию коррозионных элементов на трубопроводе благоприятствует доступ кислорода к участкам его поверхности, неодинаковая влажность грунта, разнородность микроструктуры металла.

Коррозионные элементы на трубопроводе
окалина	царапина	вмятина	сварной шов
А - анодная зона, К - катодная зона; стрелками указано направление движения ион-атомов металла

Примеры формирования коррозионных элементов приведены на рисунке ниже.

прокладка под насыпью автодороги	пересечение грунтов разной плотности	разное удаление участков сечения трубы от поверхности грунта
1 - песок; 2 - суглинок; О2 - кислород; А - анодная зона; К - катодная зона; стрелками показано направление движения ион-атомов металла