Способ выявления участков газопровода, предрасположенных к коррозионному растрескиванию под напряжением

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при обследовании участков газопровода, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Выявляют участки газопровода, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением, по признакам качества металла, превышения уровня действующих напряжений порогового, относительно высокой температуры эксплуатации, периодического увлажнения и качества изоляции. На трассе магистрального газопровода осуществляют потенциометрическое определение ионов H⁺, Na⁺, Ca⁺+Mg²⁺ или Са²⁺ Cl^-, SO^2- ₄ методом добавок и по общей минерализации выявляют участки, подверженные коррозионному растрескиванию под напряжением. Повышает достоверность информации о подверженности КРН участков трубопровода без вскрытия траншеи. 1 табл.

 

Изобретение относится к техническому обследованию магистральных трубопроводов, в частности к обследованию участков газопровода, подверженных КРН (коррозионному растрескиванию под напряжением).

Известен способ выявления участков газопроводов, подверженных КРН, заключающийся во вскрытии трубопроводов по признаку высокой температуры эксплуатации [1].

Недостатком известного способа технического обследования является сложность определения места отслоения изоляции и необходимость вскрытия участков газопровода без достаточного обоснования их подверженности КРН.

Известен способ выявления участков газопровода, подверженных КРН, заключающийся в локальном вскрытии трубопровода по признакам качества металла, превышения уровня действующих напряжений порогового, относительно высокой температуры эксплуатации и периодического увлажнения [2].

Недостатком является необходимость вскрытия участков без достаточного обоснования их подверженности КРН.

Прототипом является способ выявления участков газопроводов, подверженных КРН, заключающийся в локальном вскрытии трубопровода по признакам качества металла, превышения уровня действующих напряжений порогового, относительно высокой влажности, периодического увлажнения и наличия градиента защитного потенциала в периоды высокого и низкого уровня грунтовых вод [3].

Недостатком прототипа является необходимость вскрытия участков газопровода без достаточного обоснования их подверженности КРН.

Задачей изобретения является повышение степени обоснованности подверженности участка газопровода КРН.

Поставленная задача в способе выявления участков газопровода, предрасположенных к коррозионному растрескиванию под напряжением по признакам качества металла, превышения уровня действующих напряжений порогового, относительно высокой температуры эксплуатации, периодического увлажнения и качества изоляции решается тем, что осуществляют потенциометрическое определение ионов Н⁺ Na⁺, Са²⁺+Mg²⁺ или Са²⁺, Cl^-, методом добавок непосредственно на трассе магистрального газопровода.

Существенными отличительными признаками заявленного нами изобретения являются:

- осуществляют потенциометрическое определение ионов H⁺, Na⁺, Са²⁺+Mg²⁺ или Са²⁺, Cl^-,

- потенциометрическое определение ионов Н⁺, Na⁺, Са²⁺+Mg²⁺ или Са²⁺, Cl^-, ведут методом добавок непосредственно на трассе магистрального газопровода.

Вышеприведенные существенные отличительные признаки нам были не известны из патентной и научно-технической информации и соответствуют критерию "Новизна".

Существенные отличительные признаки явным образом не следуют из уровня техники, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявленный нами способ успешно прошел лабораторные испытания, и мы можем утверждать, что способ соответствует критерию "Промышленная применимость".

Выявления участка газопровода, подверженного КРН, предлагаемым способом осуществляется в следующей последовательности.

Идентифицируют такие признаки, как качество металла, относительно высокая температура эксплуатации, превышение уровня действующих напряжений порогового, периодичность увлажнения и наличие разности защитного потенциала в период высокого и низкого уровня грунтовых вод.

Осуществляют потенциометрическое определение ионов Н⁺, Na⁺, Са²+Mg²⁺ или Са²⁺, Cl^-, с помощью ионоселективных электродов и переносного мономера в грунтовом электролите обследуемого участка. Для повышения достоверности определение ведут методом добавок, заключающемся в добавлении точно известного количества соответствующего иона (обычно 10 мг), потенциометрическом определении содержания иона (с добавкой) и определении разности - найденной величины добавки. По отношению введенного и найденного количества определяют коэффициент пересчета, умножая этот коэффициент на найденное содержание иона без добавки рассчитывают содержание иона в растворе.

Пример

Заявленный способ выявления участков газопровода, предрасположенных к КРН, иллюстрируется фактическими материалами расследования причин разрушения газопровода Ухта-Торжок-4, происшедшего 17.08.2000 г. на 535,0 км. Из рабочего чертежа линейной части следует, что трубопровод периодически смачивался грунтовыми водами. Материал газопровода - сталь Х70 имеет предрасположенность к КРН.

Актом расследования комиссии с участием ведущего института газовой промышленности филиала OOO "ВНИИГАЗ" - "Севернипигаз" очагом разрушения признано КРН в районе 7 часов, в часовой ориентации по ходу газа.

Грунты - пластичные супеси и переувлажненные суглинки, толщина растительного слоя 15-20 см. Результаты химического анализа с помощью химанализатора "Экотест-2000" и набора ионоселективных электродов грунта приведены в Таблице 1.

Анализ на ион хлора проводился следующим образом. Ровно 50 мл околотрубного электролита помещали в электролитическую ячейку, состоящую из хлоридного ионоселективного электрода и электрода сравнения (хлорсеребряный электрод с солевым мостиком из насыщенного раствора NaNO₃). Электроды подключали к прибору Экотест-2000, настроенному по стандартным растворам, содержащим известные количества хлорид-иона. И определяли содержание (активность) ионов хлора в исследуемом растворе (a₁=100). В ячейку добавляли 10 мг хлорид-иона (в виде соли хлорида натрия) и вновь определяли активность ионов хлора в растворе (а₂=108). Разность активностей (108-100=8). Так как мы добавили 10 мг, а нашли всего 8, то коэффициент пересчета концентрации равен 10/8=1,25, т.е. содержание хлорид-иона равно 1,25·100=125 мг/л. Аналогично определяли и другие ионы. Рассчитывали общую минерализацию электролита по этим ионам. Наличие высокой минерализации и низкого рН (высокой кислотности) позволило сделать вывод об имеющемся стресс-коррозионном риске обследуемого участка.

Заявленное изобретение в сравнении с прототипом позволяет сократить расходы на диагностические работы, установить развитие дефектов, сократить количество аварий и, тем самым, повысить надежность магистральных газопроводов.

Источники информации

1. Йен Б.К., Тофанио Г.Д. Геотехническая оценка воздействия грунта на изоляционные покрытия трубопроводов. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. №10, 1985, стр.106.

2. Карл Ф. Отт. Стресс-коррозия на газопроводах. Гипотезы, аргументы и факты. Обзорная информация. - М.: ИРЦ Газпром, 1998.

3. Способ выявления участков газопроводов, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением. Патент РФ №2193718, МПК 7 F 16 L 58/00, опубл. 27.11.2002 г., бюл. №33.

Таблица 1.
	рН	Содержание ионов, мг/кг	Сумма
	(Н+)	Na+	Ca2++Mg2+	Cl-		ионов
Проба 1	4,52	145	19	125	150	439
Проба 2	4,86	107	38	102	117	364
Проба 3	5,03	73	45	64	102	284

Способ выявления участков газопровода, подверженных коррозионному растрескиванию под напряжением, по признакам качества металла, превышения уровня действующих напряжений порогового, относительно высокой температуры эксплуатации, периодического увлажнения и качества изоляции, отличающийся тем, что осуществляют потенциометрическое определение ионов H⁺, Na⁺, Ca²⁺+Mg²⁺ или Са²⁺ Cl^-, SO^2- ₄ методом добавок непосредственно на трассе магистрального газопровода и по общей минерализации выявляют участки, подверженные коррозионному растрескиванию под напряжением.