ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о принципах контроля проникновения водорода через металл и водородных зондах разных типов из "Контроль коррозии на объектах нефтегазодобычи с помощью водородных зондов" Необходимость эффективного контроля коррозии возрастает по мере увеличения затрат на противокоррозионные мероприятия. Контроль коррозии применяется для определения необходимых мер по снижению действия коррозии, выявления изменений в коррозионной активности системы и оптимизации процессов противодействия коррозии. Из-за больших затрат, связанных с повреждениями и потерями продукции, и ввиду экономии, получаемой от оптимизации противокоррозионных мероприятий, желательным и необходимым является применение на практике таких методов и средств, которые бы обеспечивали быстрое получение данных о коррозии, в частности о скорости коррозии. Желательными также являются методы контроля коррозии, пригодные для использования и эффективные в системах высокого давления. Водородный зонд как раз и является одним из средств контроля коррозии, отвечающим упомянутым требованиям [39, 44-46]. [c.13] Опыт канадских специалистов и других исследователей показал, что водородный зонд является довольно эффективным индикатором коррозии в тех случаях, когда водород образуется в виде побочного продукта коррозионной реакции. Водородный зонд может использоваться для быстрой регистрации изменений коррозионной активности рабочих сред в трубопроводах или сосудах. Если он устанавливается снаружи контролируемой системы, то четко фиксирует явления наводороживания, относящиеся непосредственно к стенке трубы или сосуда, а не к поверхности рабочего элемента зонда, введенного в них. Водородные зонды имеют определенные ограничения, касающиеся механизма измерения интенсивности коррозии, так как не весь, а лишь некоторая часть водорода, образующегося в процессе коррозии на стальной корродируемой поверхности, проникает через стальную стенку и выходит из нее со стороны, противоположной месту коррозионной реакции. Водородный зонд предназначен для улавливания водорода, который проникает в сталь [44]. [c.13] Таким образом, любой фактор или условие окружающей среды, которое может изменить соотношение между атомами водорода, которые проникают и не проникают в сталь, или же изменить скорость, с которой водород проходит через сталь, будет оказывать воздействие на скорость поступления водорода в зонд и в значительной степени влиять на соотношение между данными о реальной скорости коррозии и о реальном объеме водорода, выделившегося в результате коррозии. [c.14] Факторами, оказывающими воздействие на эти процессы, являются температура, характеристики стали, отложения, образующиеся на коррозионной поверхности, и химический состав окружающей среды, в которой происходит коррозия. Сера, мышьяк и фосфорные соединения могут значительно повышать отношение атомов водорода, проникающих в сталь по сравнению с атомами, образующими молекулы водорода и остающимися в коррозионной среде. Все эти неясности создают трудности в понимании и интерпретации результатов контроля водорода в системах, где такие параметры, как температура, скорость газового потока и химические составы, являются неопределенными. [c.14] При лабораторных испытаниях, когда все параметры строго регулировались, между скоростью коррозии и скоростью проникновения водорода через металл было обнаружено хорошее соответствие. В то же время в условиях месторождения строгая регулировка параметров практически невозможна. В связи с этим для правильной интерпретации данных, полученных при помощи водородного зонда, требуется определенный опыт работы с ним. Наиболее перспективное направление использования водородных зондов на месторождениях кислых нефтей и газов - это использование их в целях определения изменений скорости коррозии и для сравнения эффективности способов борьбы с коррозией [44]. [c.14] Вакуумные и электролитические (электрохимические) зонды обладают еще более высокой чувствительностью и могут измерять водород, образующийся в результате реакций в среде без наличия сероводорода. [c.15] Водородные зонды давления (ВЗД) - устройства, принцип действия которых основан на измерении давления газообразного водорода, подобного тому, который выделяется в микропорах и других подобных дефектах внутри металла или на стороне стенки, противоположной той, на которой протекает коррозионная реакция, - наиболее широко и часто используются для контроля наводороживания металла в промышленности и в лабораторных исследованиях. [c.15] В течение ряда лет этот тип зонда широко используется на месторождениях нефти и газа с сернистой продукцией [46,47]. [c.15] Создание водородом давления и замер давления, а также корреляция полученных показаний с температурой являются составной частью принципа контроля наличия водорода. Давление повышается пропорционально количеству образующегося атомарного водорода, высвобождающегося или образующегося в контролируемой среде. В то же время оно не обязательно служит показателем крупных аварий на оборудовании. [c.15] Наиболее распространенными конструкциями ВЗД являются так называемые пальчиковые водородные зонды давления (ПВЗД) или щупы . Характерной особенностью конструкции и монтажа пальчиковых зондов является их стержнеобразная форма и необходимость предварительного просверливания отверстия в стенке контролируемого изделия для помещения зонда в контролируемую среду. В этой связи пальчиковые зонды называются проходными . [c.15] Более поздними конструкциями ВЗД являются накладные водородные зонды давления (НВЗД), иначе водородйые накладки или водородные карманы . Характерная особенность конструкции и монтажа таких зондов - отсутствие необходимости просверливания отверстия в стенке контролируемого изделия, так как они крепятся непосредственно на наружной поверхности контролируемого изделия. [c.15] Кроме измерения давления в некоторых конструкциях водородных зондов используются также и другие принципы, в соответствии с которыми эти зонды, в частности, именуются вакуумными и электрохимическими. [c.15] По конструктивному оформлению вакуумные водородные зонды (ВВЗ) бывают как пальчиковыми, так и накладными электрохимические водородные зонды (ЭВЗ) - только накладными. [c.16] Простейшим примером демонстрации проникновения водорода через стенку металлического изделия, принцип которого используется в водородных зондах любой конструкции, является контроль регистрации водорода методом окрашенной банки [33]. Этот давно известный метод упомянут в настоящем обзоре в историческом аспекте. Суть его заключается в следующем. [c.16] На стальную банку с чистой поверхностью без покрытия (без краски, металлизации и ржавчины) снаружи наносится вязкий покровный слой краски толщиной от 1/16 до 1/8 дюйма (от 1,6 до 3,2 мм). [c.16] В настоящее время достаточно трудно достать банку без гальванического покрытия, однако оловянное покрытие с жестяных банок может быть легко удалено химическим способом. В банку помещаются и герметизируются подлежащие испытанию сернистые жидкие (текучие) среды. Если испытуемая текучая среда является коррозионной, водород проникает в стальную оболочку банки и вызывает образование газовых пузырей между наружной поверхностью банки и слоем краски. Пузыри на банке образовались в течение 20 мин. Коррозионная жидкость была представлена кислой разбавленной серной кислотой. [c.16] Качественный метод окраски, используемый для обнаружения водорода, также может быть применен для выявления коррозии в системе труб и в сосудах, по которым транспортируются высокосернистые текучие среды. Для применения этого метода необходимо лишь очистить от изоляции и продуктов коррозии наружную часть испытуемого участка металлической поверхности и нанести на него вязкий покровный слой краски. [c.16] Считается, что в случае образования пузырей после двух или трех дней испытаний коррозия является достаточно интенсивной (опасной) и требует проведения дальнейших исследований. Если после обнаружения выделения водорода в системе будут предприняты меры по борьбе с коррозией, например химическое ингибирование, то для осуществления контроля их эффективности могут быть подготовлены либо новые участки поверхности, либо использоваться первоначальные после очистки и повторного нанесения покрытия. [c.16] Вернуться к основной статье