Экзаменационный билет №3

1.Микро – и макрокоррозионные элементы на поверхности трубопровода.

На поверхности подземного металлического газопровода, находящегося в контакте с почвенным электролитом, возникают коррозионные микро- и макроэлементы. Коррозионные микроэлементы появляются за счет неоднородности микроструктуры поверхности стального газопровода: наличия микрочастиц различных металлов в сплаве (Fe, С, Mn, P, S и др.), микровключений окислов окалины, неметаллических микровключений (частиц пыли, нарушений микроструктуры поверхности газопровода), микроструктурной физико-химической неоднородности состава грунта (наличия микровключений различных плотностей, химического состава, концентрации).

При работе коррозионного микроэлемента на электродах происходят различные реакции:

на аноде – переход ионов металла в раствор и их гидратация

Fe Fe⁺⁺ + 2e;

Атом Электрон

Fe⁺⁺ + nH₂O ^Fe++ nH₂O; (50)

Ион Гидратированный ион

на катоде – восстановление иона водорода в газообразный водород (водородная деполяризация)

H⁺nH₂O H⁺ + nH₂O;

Гидратированный ион Ион (51)

H⁺ + e H; H + H H₂;

восстановление кислорода с превращением его в ион гидроксила (кислородная деполяризация)

O₂ + 2H₂O + 4e 4OH^–. (52)

Рис. 37. Упрощенная модель коррозионного элемента: 1 – почвенный электролит; 2 – стен­ка газопровода; 3 – электрон. Пун­ктиром показано направление тока коррозии.

Ток между анодом и катодом протекает во внешней цепи (в металле) при движении электронов от анода к катоду и во внутренней цени (элект­ролите) при движении катионов и анионов (Рис. 37).

Коррозионные макроэлементы возникают за счет неоднородности макроструктуры поверхности стального газопровода при наличии, макровключений, (окалин, царапин, вмятин, наклепа), а также поперечных и продольных сварных швов, (Рис. 38), макроструктурной неоднородности физико-химических свойств почв (состава, влажности, воздухопроницае­мости). Для протяженных магистральных газопроводов последнее имеет наибольшее значение. Возникновение этих, элементов является следствием того, что газопровод, пересекая на глубине 0,8 – 2,2 м лесные массивы, пахотные земли, овраги, балки, болота, мелкие ручьи и крупные реки, находится, в почвах с различными условиями водяного и воздушного режима.

Коррозионные макроэлементы по окружности газопровода могут возникать из-за неравномерного доступа кислорода к верхней и нижней час­тям трубы (макроэлементы дифференциальной аэрации). При выходе подземного газопровода на поверхность образуется коррозионный макро­элемент, направленный по высоте сооружения. Неравномерный доступ кислорода, обусловливающий развитие коррозионных макроэлементов, направленных вдоль газопровода, связан с пересечением им неровностей микрорельефа трассы и искусственных сооружений.

При пересечении водных преград газопровод прокладывается в виде основной и резервных ниток. Коррозия подводных трубопроводов обусловливается воздухопроницаемостью, растворимостью воздуха и его диффузией через слой воды над газопроводом. Коррозионный макроэлемент может образоваться на переходе многониточного газопровода через вод­ное препятствие при транспортировке горячего газа по основной нитке (горячий электрод) и выключенной резервной нитке (холодный элект­род). Анодные участки образуются, на основной горячей нитке. Для устра­нения температурных причин коррозионного разрушения подводных переходов необходимо все нитки газопровода держать включенными в работу, что обеспечивает выравнивание температуры, между ними.