Electrocorrosion degradation of gas pipelines in highly mineralized soils

Розроблено установку для моделювання корозії під упливом змінного струму в середовищах, які відповідають основним типам грунтових електролітів. Вивчено швидкість уточнення стінки трубопроводу в модельних середовищах різного складу при впливі змінного струм у діапазоні від 5, 10, 15, 20 А/м2. На основі експериментальних даних побудовано графічні залежності, аналіз яких показав, що на трубопроводах з товщиною стінки 5 мм під упливом змінного струму наскрізні корозійні ураження можуть утворитися через 6 – 8 років. Показано підвищені ризики розгерметизації внаслідок локалізації електрокорозійних процесів у хлоридно-сульфатних середовищах. Експериментально доведено необхідність внесення змін до нормативних документів України в частині зменшення рівня допустимої густини наведеного струму. Візуальний огляд уражених поверхонь експериментальних зразків вказує на локальний характер корозійних пошкоджень. У подальшому необхідно дослідити вплив часу експозиції та періодичності натікання змінного струму на механізм та швидкість корозійних процесів, а також розширити сортамент досліджуваних сталей.Underground pipelines are among the most important technological structures in life of modern society. Providing the continuous work of pipelines with all the features of its operation (application of protective covering, control over work of the cathodic stations, monitoring the state of pipelines) is the primary and essential task of avoiding crashes and failures, which lead to loss of integrity of the pipe. As a result of imperfections application of protective insulating covering on pipes, the aging of insulation materials, mechanical damages, aggressive environment, the integrity is destroyed and protective covering defects are formed. They may have different shape and size, from small microcracks to large bared metal areas. Because of these defects there is contact with soil electrolyte in the protective metal covering, and at parallel placement of pipelines with AC power source such bared areas are a place of electricity incrustations and the cause of corrosive damage. Via through holes, depending on the pipe diameter, natural gas – methane, which belongs to the greenhouse gases is spread into the atmosphere. So it results in economic (through loss of gas) and environmental damage of nature. The installation for modeling of corrosion under the influence of alternating current in environments, corresponding to basic types of ground electrolytes, has been developed. Rate of the pipe walls thinning in model environments of various compositions under the influence of an alternating current in the range of 5, 10, 15, 20 A/m2 has been studied. Based on the experimental data graphical dependence were built, analysis of which showed that the pipes with wall thickness of 5 mm under the influence of an alternating current through-corrosive lesions can be formed in 6-8 years. Increased risks of depressurization as a result of electrocorrosion processes, localization in chloride-sulfate environments are shown. Improvements of the regularities in Ukraine standards dealing with the level of induced current allowable density was experimentally proved. A visual inspection of the damaged surfaces of experimental samples indicates the local nature of corrosion damage. It is necessary to investigate the influence of an exposure time and the frequency of alternating current incrustations on the mechanism and rate of corrosion processes and expand the types of investigated steels in the future

Influence of microorganisms on the underground metal constructions corrosion

Проаналізовано основні аспекти впливу ґрунтових мікроорганізмів на корозію підземних металоконструкцій (трубопроводи, нафтове обладнання). Вснановлено, що крім корозійно-механічної природи пошкодження труб підземних трубопроводів мають і біологічну складову. Вона спричиняє деструкцію захисного ізоляційного покриття під дією асоціатів ґрунтових мікроорганізмів. Доведено, що, корозійний процес нафтогазового обладнання слід розглядати не як лише фізико-хімічне явище процес, а обов’язково враховувати вплив біологічної деградації. Вплив біологічних міркоорганізмів зумовлює окрихчення сталей із подальшим утворенням пітингів та тріщиноподібних дефектів, які можуть спричинити катастрофічне руйнування трубопроводу. Модифікацією бітумно-полімерної мастики МБПІД-1 інгібіторами корозії з класу амінів (А) та четвертинних амонійних солей (ЧАС) отримано біостійкі інноваційні протикорозійні покриття та вивчено їх характеристики. Досліджено бактерицидну активність запропонованих інгібіторів. Адгезія стрічки до мастики не залежить від рецептури композицій ізоляційного покриття. Встановлено, що адгезія мастики до заґрунтованого металу була вищою порівняно з базовою композицією для рецептур з інгібітором (А) та інгібітором (ЧАС) на 36,0 та 24,0% відповідно. Проведено дослідно-промислові випробування розроблених біостійких покриттів у трасових умовах на магістральних газопроводах Західного та Південного регіонів. Результати випробувань підтвердили їх високу ефективність у забезпеченні протикорозійного та мікробіологічного захисту підземних металоконструкцій.Technical problem of the analysis of failure and evaluation of degradation of the structural materials mechanical properties after their operational degradation is of importance for all critical structures, for main oil pipelines in particular. Analysis of the condition of operated pipelines is focused on the condition of the outer surface of the pipe, including the protective properties of coatings and possible damage from the outer surface. However, the pipelines which have been used for a long time are often characterized by multiple corrosion damages of the internal surfaces of pipes, which should also be considered. Corrosion damage to the pipe steel is not a separate problem, but a complex degradation factor, as it causes material embrittlement and hydrogenation. The basic aspects of the soil microorganisms impact on corrosion of underground metal structures (pipelines, oil equipment) have been analysed. It was determined that beside corrosion-mechanic damages the underground pipelines are subject to biological degradation, which causes the failure of the protective insulating coating under associates of soil microorganisms. It was proved, that the corrosion process of gas equipment should be considered not only as a physical-chemical phenomenon process, but the biological degradation impact must be taken into account. The impact of biological microorganisms caused the embrittlement of steels with further pittings and crack- like defects, which can results in the failure of the pipeline. Modification of bitumen-polymer mastic MBPID -1 by corrosion inhibitor class of amines (A) and quaternary ammonium salts (QAS) has resulted in obtaining biostable innovative anticorrosive coating and studying of their characteristics. Bactericidal activity of the proposed inhibitors has been investigated. Adhesion to mastic tape does not depend on the formulation of compositions coating. It was established that adhesion of mastic to primed metal was higher than that compared with the base composition for recipes inhibitor (A) and inhibitor (QAS) by 36.0 and 24.0 %, respectively. A pilot- scale tests of the designed biostable coating in highway conditions of gas pipelines in Western and Southern regions have been carried out. The test results aproved their high efficiency in providing corrosion and microbiological protection of underground metal constructions