IN ADDITION TO TENSION STRESS HAVING AN EFFECT ON THE INTENSITY OF PITTING CORROSION OF LOW-CARBON TUBULAR STEELS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A significant part of accidents on trunk lines are ensured by metal corrosion. The most dangerous form of corrosion of trunk lines is location-action (pitting) corrosion of the inner wall of the pipe. An important factor in the corrosion process of the inner wall of a trunk line is the stress-strain state of the pipe metal, which impact on the intensity of pitting corrosion has been underexplored. This article presents the results of a study of the effect of tensile stresses on the intensity of pitting corrosion of low-carbon tube steels St3 and 08sk grades. As part of the study, corrosion tests of steel samples in stressed and non-stressed states were carried out, followed by determination of the depth of formed corrosion pits using a photometric technique. It is shown that for steel samples in a stressed state at a stress level of 0,7 with flow limit σT of the analyzed steels, the rate of pit depths increased 2,3 times for steel St3 and 1,2 times for steel 08sk compared with non-stressed samples, which significantly exceeds the value of a similar factor for the rate of general corrosion.At the same time, the obtained values of the mechanochemical coefficients also turned out to be higher than in case of a general corrosion – 0,0059 and 0,0014 MPa-1 compared to 0,0011. The authors explain the more intense effect of the stress state on the rate of pitting corrosion by the occurrence of stresses in the metal of the bottom part of the corrosion pits, which are significantly greater than the stresses occurring in the rest of the metal of the subsurface layer of the sample subjected to general corrosion.

About the authors

Ilia Vladislavovich Zhuikov

EMPRESS CATHERINE II SAINT PETERSBURG MINING UNIVERSITY

Email: zhuikovwork@mail.ru

Victor Ivanovich Bolobov

St. Petersburg Mining University

ORCID iD: 0000-0002-0810-0132

Grigory Gennad'evich Popov

ORCID iD: 0000-0002-1425-7494

References

  1. Дело – труба // Центральное диспетчерское управление топливно-энергетического комплекса: сетевой журн. 2021. URL: https://www.cdu.ru (дата обращения: 01.05.2024).
  2. Владимиров В.А. Разливы нефти: причины, масштабы, последствия // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. 2014. Т. 4. № 1 (6). С. 217–219. EDN: SCHGLZ.
  3. Ермаков А.Е., Филипов Д.А. Анализ причин отказов промысловых трубопроводов // Научный электронный журнал «Меридиан». 2020. № 5 (39). С. 1–4. EDN: CMWLTD.
  4. Голдобина Л.А., Орлов П.С. Анализ причин коррозионных разрушений подземных трубопроводов и новые решения повышения стойкости стали к коррозии // Записки Горного института. 2016. Т. 219.С. 459–464. doi: 10.18454/PMI.2016.3.459.
  5. Щипачев А.М., Горбачев С.В. Влияние послесварочной обработки на скорость сплошной коррозии и микроструктуру сварных соединений сталей 20 и 30ХГСА // Записки Горного института. 2018. Т. 231. С. 307–311. doi: 10.25515/PMI.2018.3.307.
  6. Копытова Н.П. Защита от коррозии промысловых трубопроводов // Проблемы современной науки и образования. 2017. С. 19–22. EDN: XYGUCJ;
  7. Тайчинов Р.Р., Галикеев Р.М. Анализ отказов внутрипромысловых трубопроводов Тевлинско-Руссинского месторождения // Матер. Всероссийской с международным участием науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. 2015. С. 176–179.
  8. Любчик А.Н., Крапивский О.М.,Большунова О.М. Прогнозирование технического состояния магистральных трубопроводов на основе анализа аварийных ситуаций // Записки Горного института. 2011. Т. 192. C. 153–156.
  9. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1981. 271 с.
  10. Агиней Р.В., Фирстов А.А. Совершенствование метода оценки изгибных напряжений в стенке подземного трубопровода // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 744–754. doi: 10.31897/PMI.2022.64;
  11. Фирстов А.А., Капачинских Ж.Ю., Середенок В.А. и др. Обоснование возможности оценки уровня изгибных напряжений в стенках труб магистральных газонефтепроводов определением его пространственного положения с поверхности грунта // Наука и техника в газовой промышленности. 2020. № 2 (82). EDN: DLRBLI.
  12. Абдулин И.Г., А.Г. Гареев А.В. Мостовой Коррозионно-Механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем. Уфа.: Гилем, 1997. 177 с.
  13. Sultanbekov R.R. The influence of total sediment of petroleum products on the corrosiveness of the metal of the tanks during storage / R.R. Sultanbekov, M.N. Nazarova // E3S Web Conf. I International Conference «Corrosion in the Oil and Gas Industry», 22-24 May 2019, Saint Petersburg, Russia. E3S Web of Conferences, 2019. Vol. 121. № 01015. doi: 10.1051/e3sconf/201912101015;
  14. Петров С.С., Васин Р. А., Князева Ж. В, Андриянов Д. И., Сургаева Е.С. Коррозионное разрушение металла нефтегазопроводных труб в процессе эксплуатации и при лабораторных испытаниях // Нефтегазовое дело. 2020. Т. 18. № 4. С. 102–112. EDN: XAEEYW
  15. Sultanbekov R. Research of the Influence of Marine Residual Fuel Composition on Sedimentation Due to Incompatibility / R. Sultanbekov, S. Islamov, D. Mardashov et al. // Journal of Marine Science and Engineering. 2021. Vol. 9. Iss. 10. № 1067. doi: 10.3390/jmse9101067
  16. Li F., Cui C., Ma R., Tain H. An experimental stydy om the corrosion behaviors and mechanical properties of Q345qD steel in neutral salt spray environment considering stress state // Developments in the Built Enviroment. 2023. Vol. 15. P. 1–14. doi: 10.1016/j.dibe.2023.100214
  17. Гутман Э.М. Прочность газопромысловых труб в условиях коррозионного износа / Э.М. Гутман, Р.С. Зайнуллин, А.Т. Шаталов [и др.]. М.: Недра, 1984. 75 с.
  18. Azhogin F.F. Corrosion cracking of high-strength structural steels // Mater. Sci. 1972. Т. 3. С. 197–202.
  19. Гутман Э.М., Зайнуллин Р.С., Зарипов Р.А. Кинетика механохимического разрушения и долговечность растянутых конструктивных элементов при упругопластических деформациях // Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1983. № 7. С. 2–4.
  20. Макаренко В.Д. Основы коррозионного разрушения трубопроводов: учебное пособие под ред. В.Д. Макаренко. Тюмень.: ТюмГНГУ, 2009. 404 с. ISBN 978-5-9961-0140-5
  21. Абдуллин И.Г. Механизм канавочного разрушения нижней образующей труб нефтесборных коллекторов / И.Г. Абдуллин, С.Н. Давыдов, М.А. Худяков [и др.] // Нефтяное хозяйство. 1984. Вып. 3. С. 51–53.
  22. Zhang Z., Zhang N., Liu Z., Zhao W. Synergistic effects of corrosion time and stress on corrosion of casing steel in H2S/CO2 gas wells // Materials and Corrosion. 2017. Vol. 69. P. 1-7. doi: 10.1002/maco.201709676.
  23. Wang X., Tang X., Wang L., Wang C., Zhou W. Synergistic effect of stray current and stress on corrosion of API X65 steel // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2014. Vol. 21. P. 474–480. doi: 10.1016/j.jngse.2014.09.007.
  24. Стали и сплавы. Марочник: Справ. Изд. / В.Г. Сорокин и др.; Науч. ред. В.Г. Сорокин, М.А. Гервасьев. М.: «Интермет Инжиниринг». 2001. 608 с.: ил. ISBN 5-89594-056-0
  25. Шагиев Р.Г. Течение неньютоновской степенной нефти на самотечных участках нефтепроводов с неполным занятым сечением // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2009. № 4 (78). С. 42–44. EDN KZDHGN.
  26. Пат. РФ № 2757634, МПК МПК G01N 17/00 (2006.01) Способ оценки стойкости трубопроводных сталей к «канавочной» коррозии: № 2021106581: заявл. 15.03.2021: опубл. 19.10.2021/ Болобов В.И., Попов Г.Г., Сивенков А.В., Жуйков И.В.; заявитель ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет». 12 с.
  27. Инструкция по определению скорости коррозии металла стенок корпусов сосудов и трубопроводов на предприятиях Миннефтехимпрома СССР. Волгоград.: Всесоюзн. науч.-иссл. и конструкт.-техн. институт оборудования нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. 1983. 19 с.
  28. Чупрова Л.В., Муллина Э.Р., Ершова О.В., Мишурина О.А. Исследование факторов, влияющих на коррозию электрооборудования, эксплуатируемого в условиях агрессивной окружающей среды // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. С. 1–9. EDN: SBWEEF
  29. Ren R.K., Zhang S., Pang X.L., Gao K.W. A novel observation of the interaction between the macroelastic stress and electrochemical corrosion of low carbon steel in 3.5 wt% NaCl solution // Electrochimica Acta. 2012. Vol. 85. P. 283–294. doi: 10.1016/j.electacta.2012.08.079
  30. Бурлакова М.А., Гавлич С.О. Исследование релаксации напряжений в низколегированных сталях // Технические науки – от теории к практике. 2015. № 9 (45). С. 41–45. EDN: SJNWRH

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».