Методические аспекты изучения углекислотной коррозии трубных сталей газопроводов

Исследована стойкость к углекислотной коррозии трубных сталей в условиях конденсации влаги на верхней образующей трубы и при переменном смачивании водой трубы при частичном заполнении ее жидкостью, возникающих на газовых месторождениях. Для испытаний использованы коррозионные установка и стенд, моделирующие эти основные коррозионно-опасные условия внутри скважинного оборудования и промысловых газопроводов. Для усиления коррозионного воздействия на стали агрессивных эксплуатационных сред газовых месторождений в дополнение к традиционному однократному изъятию гравиметрических стальных образцов применено их многократное извлечение, удаление продуктов коррозии и последующее использование в коррозионных опытах. Оценено влияние данных методических подходов на усиление общей и локальной скоростей углекислотной коррозии. Обсуждены возможные причины полученных результатов коррозионных испытаний и влияние на них образующихся продуктов коррозии.

1. Слугин П. П., Полянский А. В. Оптимальный метод борьбы с углекислотной коррозией трубопроводов на Бованенковском НГКМ // Наука и техника в газовой промышленности. – 2018. – Т. 74, № 2. – С. 104 – 109.

2. Условия протекания углекислотной коррозии на объектах добычи Ачимовских отложений, методы контроля и прогнозирования / А. Ю. Корякин, В. Ф. Кобычев, И. В. Колинченко и др. // Газовая промышленность. – 2017. – Т. 761, № 12. – С. 84–89.

3. Влияние углекислоты в природном газе газоконденсатной залежи нижнемеловых отложений Юбилейного нефтегазоконденсатного месторождения на эксплуатацию УКПГ-НТС / И. И. Байдин, А. Н. Харитон ов, А. В. Величкин и др. // Наука и техника в газовой промышленности. – 2018. – Т. 74, № 2. – С. 23–35.

4. Опыт разработки месторождения на шельфе Российской Федерации, оборудованного подводно-добычным комплексом / В. Е. Пет ренко, М. Ф. Н уриев, М. Б. Шевелев и др. // Газовая промышленность. – 2018. – Т. 777, № 11. – С. 8–13.

5. Научный анализ технического состояния и защиты скважинного оборудования и промысловых трубопроводов ПАО «Газпром» в условиях добычи и транспортировки коррозионно-агрессивного газа. Часть 1 / П. П. Слугин, И. Р. Ягафар ов, Р. Р. Кантюков и др. // Газовая промышленность. – 2023. – Т. 854, № 9. – С. 64–71.

6. Вагапов Р. К., Ибатуллин К. А. Оценка локальных дефектов на внутренней поверхности газопроводов, транспортирующих СО2-содержащую продукцию // Дефектоскопия. – 2022. – № 10. – С. 49–56. DOI: 10.31857/S0130308222100050

7. Corrosion behavior of X65 steel at different depths of pitting defects under local flow conditions / D. Z han g, L. Ya ng, Z. Tan et al. // Experimental Thermal and Fluid. – 2020. – V. 124. – Art. 110333. DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2020.110333

8. Pitting corrosion failure analysis of a wet gas pipeline / H. Man s oo ri, R. Mirzaee, F. E smaeilzadeh et al. // Engineering Failure Analysis. – 2017. – V. 82. – P. 16–25. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2017.08.012

9. Андреев Н. Н., Сивоконь И. С. Методология лабораторного тестирования ингибиторов углекислотной коррозии для нефтепромысловых трубопроводов // Практика противокоррозионной защиты. – 2014. – Т. 74, № 4. – С. 36–43.

10. Temporal evolution of sweet oilfield corrosion scale: Phases, morphologies, habits, and protection / G. R. J os hi, K. C oo pe r, X. Z ho n g et al. // Corrosion Science. – 2018. – V. 142. – P. 110–118. DOI: 10.1016/j.corsci.2018.07.009

11. Васечкина И. А., Гладченкова Ю. С., Амежнов А. В. Влияние химического состава и структурных характеристик трубных сталей на их коррозионную стойкость в условиях эксплуатации нефтепромысловых трубопроводов Западной Сибири // Металлург. – 2023. – № 5. – С. 20–27. DOI: 10.52351/00260827_2023_05_20

12. Слугин П. П., Васильев В. Г., Ягафаров И. Р. и др. Внедрение инновационных решений при оценке коррозионных рисков углекислотной коррозии объектов добычи газа ПАО «Газпром» // Газовая промышленность. – 2024 – Т. 874. – С. 54–67.

13. Vagapov R . K . , Zapevalov D . N . Corrosion activity of operating conditions for the steel equipment and pipelines in the plants extracting CO2-containing gases // Metallurgist. – 2021. – V. 65. – P. 50–61. DOI: 10.1007/s11015-021-01132-x

14. Вагап ов Р. К. Стойкость сталей в эксплуатационных условиях газовых месторождений, содержащих в добываемых средах агрессивный СО2 // Материаловедение. – 2021. – № 8. – С. 41–47. DOI: 10.31044/1684-579X-2021-0-8-41-47

15. Key challenges for internal corrosion modeling of wet gas pipelines / N. Laycock, V. Metri, S. Ra et al. // Corrosion. – 2024. – V. 80, N 12. – P. 1146–1163. DOI: 10.5006/4532

16. Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Ибатуллин К. А. Оценка коррозионной стойкости материалов в условиях конденсации влаги и наличия диоксида углерода // Вопросы материаловедения. – 2020. – Т. 101, № 1. – С. 163–175. DOI: 10.22349/1994-6716-2020-101-1-163-175

17. Новый метод оценки стойкости сталей к локальной углекислотной коррозии на газовых объектах / Р. Р. Кантюков, Д. Н. Запевал ов, Р. К. Вагап ов и др. // Металлург. – 2024. – № 2. – С. 24–29. DOI: 10.52351/00260827_2024_2_24

18. Matamoros-Veloza A., Barker R., Vargas S., Neville A. Mechanistic insights of dissolution and mechanical breakdown of FeCO3 corrosion films // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2021. – V. 13, N 4. – Р. 5741–5751. DOI: 10.1021/acsami.0c18976

19. Chemistry and structure of the passive film on mild steel in CO2 corrosion environments / J. Han, D. Yo un g, H. C olijn et al. // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2009. – V. 13, N 48. – Р. 6296–6302. URL: https://doi.org/10.1021/ie801819y

20. Вагапов Р. К., Михалкина О. Г. Исследование продуктов углекислотной коррозии методом рентгеновской дифракции // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2022. – Т. 88, № 9. – С. 35–41. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-9-35-41

21. Elgaddafi R., Ahmed R., Shah S. The effect of fluid flow on CO2 corrosion of high-strength API carbon steels // Journal of Natural Gas Science and Engineering. – 2021. – V. 86. – Art. 103739. DOI: 10.1016/j.jngse.2020.103739

22. Nešić S. Effects of multiphase flow on internal CO2 corrosion of mild steel pipelines // Energy & Fuels. – 2012. – V. 26, N 7. – Р. 4098–4111. DOI: 10.1021/ef3002795

23. Yang L., Zhang D., Fan H. et al. Investigating the micro-turbulent corrosion mechanism of pipeline defects based on a combined experimental and simulation approach // Journal of Natural Gas Science and Engineering. – 2022. – V. 106. – Art. 104745. DOI: 10.1016/j.jngse.2022.104745

24. CO2 corrosion resistance of carbon steel in relation with microstructure changes / N. Ochoa, C. Vega, N. Pebe re et al. // Materials Chemistry and Physics. – 2015. – V. 156. – P. 198–205. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2015.02.047

25. Беликов С. В., Сергеева К. И., Ашихмина И. Н. и др. Изучение закономерностей структурообразования при термической обработке нефтепроводных труб повышенной эксплуатационной надежности из стали 13ХФА // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2012. – № 4. – С. 43–48.

26. Choi Y.-S., Nešić S., Jung H.-G. Effect of alloying elements on the corrosion behavior of carbon steel in CO2 environments // Corrosion. – 2018. – V. 74, N 5. – P. 566–576. DOI: 10.5006/2705

27. Gupta K. K., Haratian S., Mishin O. V. et al. The impact of minor Cr additions in low alloy steel on corrosion behavior in simulated well environment // Npj Mater. Degrad. – 2023. – V. 7. – P. 1–12. DOI: 10.1038/s41529-023-00393-y

28. Гудов А . Г., Бурмасов С . П., Житлухин Е . Г. и др. Влияние неметаллических включений на склонность стали к локальной коррозии // Металлург. – 2023. – № 12. – С. 11–18. DOI: 10.52351/00260827_2023_12_11