phone +7 495 240-54-57
mail info@neftegas.info
image
energas.ru

Газовая промышленность № 05 2022

№ 05 2022
Купить Открыть PDF для рекламодателей

Добыча газа и газового конденсата

01.05.2022 11:00 ВЛИЯНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ НА СКОРОСТЬ КОРРОЗИИ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ СО2
В статье приведены данные о влиянии различных типов микроструктуры на скорость коррозии металла насосно-компрессорных труб, изготовленных из марганцовистых низкоуглеродистых сталей, в средах, содержащих СО2. Защита от коррозии в таких условиях требует применения ингибиторов или замены металлов на коррозионностойкие. Химический состав и тип микроструктуры могут оказывать воздействие на коррозионную стойкость углеродистых сталей в средах с СО2. Для доказательства данного утверждения авторами были проведены исследования на образцах металла насосно-компрессорных труб в соответствии с требованиями действующих стандартов. Установлено, что феррито-перлитная микроструктура образуется при термообработке сталей в результате равновесного распада аустенита при медленном охлаждении и способствует существенному снижению скорости углекислотной коррозии по сравнению с микроструктурой сорбита отпуска за счет растворения феррита и сохранения пластинчатого перлита. Так, скорость коррозии металла насосно-компрессорных труб с феррито-перлитной микроструктурой в 5,3 раза ниже, чем изготовленных из стали с микроструктурой сорбита отпуска. Однако последние имеют повышенный уровень прочностных характеристик по сравнению с феррито-перлитной сталью. Сорбит отпуска обладает игольчатой структурой, которая позволяет получить высокие значения временного сопротивления разрыву при механических испытаниях. На основе проведенных исследований показано, что для применения марганцовистых сталей в качестве материала насосно-компрессорных труб повышенных групп прочности в средах, содержащих СО2, необходим поиск компромисса между коррозионной стойкостью и прочностными характеристиками.
Ключевые слова: НАСОСНО-КОМПРЕССОРНАЯ ТРУБА, УГЛЕКИСЛОТНАЯ КОРРОЗИЯ, ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ СО2, ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНАЯ МИКРОСТРУКТУРА, СОРБИТ ОТПУСКА, АУСТЕНИТ, СКОРОСТЬ КОРРОЗИИ.

Авторы:

УДК 620.186.5:620.19
В.А. Егоров, ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Москва, Россия), V_Egorov@vniigaz.gazprom.ru
К.Б. Конищев, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», K_Konischev@vniigaz.gazprom.ru
В.А. Лопаткин, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», V_Lopatkin@vniigaz.gazprom.ru
А.М. Семенов, к.т.н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ», AMSemenov@vniigaz.gazprom.ru
Н.А. Лобанова, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», N_Lobanova@vniigaz.gazprom.ru
Е.И. Шумкина, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», E_Shumkina@vniigaz.gazprom.ru

Литература:

1.         Kermani M., Morshed A. Carbon dioxide corrosion in oil and gas production: A compendium // Corrosion. 2003. Vol. 59, No. 8. P. 659–683.

2.         Kermani B., Dougan M., Gonzalez J.C., et al. Development of low carbon Cr-Mo steels with exceptional corrosion resistance for oilfield applications // CORROSION 2001: Proceedings of the NACE International Conference. Houston, TX, USA: NACE, 2001. Article ID NACE-01065.

3.         De Waard C., Milliams D.E. Carbonic acid corrosion of steel // Corrosion. 1975. Vol. 31, No. 5. P. 177–181. DOI: 10.5006/0010-9312-31.5.177.

4.         Саакян Л.С., Ефремов А.П., Соболева И.А. и др. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии. Справочник рабочего. М.: Недра, 1985. 206 с.

5.         Легезин Н.Е., Глазов Н.П., Кессельман Г.С., Кутовая А.А. Защита от коррозии промысловых сооружений в газовой и нефтедобывающей промышленности. М.: Недра, 1973. 168 с.

6.         Nesic S., Nordsveen M., Nyborg R., Stangeland A. A mechanistic model for carbon dioxide corrosion of mild steel in the presence of protective iron carbonate films – Part II: A numerical experiment // Corrosion. 2003. Vol. 59, No. 6. P. 489–497.

7.         Хан С.А., Антонов В.Г., Перейма А.А. и др. Влияние CO2 на трубную сталь при имитации термобарических условий скважин Северо-Ставропольского ПХГ // Газовая промышленность. 2012. № S (684). С. 61–63.

8.         Ueda M., Takabe H., Nice P.I. The development and implementation of a new alloyed steel for oil and gas production wells // CORROSION 2000: Proceedings of the NACE International Conference. Orlando, FL, USA: NACE, 2000. Article ID NACE-00154.

9.         Ogundele G.I., White W.E. Some observations on corrosion of carbon steel in aqueous environments containing carbon dioxide // Corrosion. 1986. Vol. 42, No. 2. P. 71–78. DOI: 10.5006/1.3584888.

10.       Dugstad A. Fundamental aspects of CO2 metal loss corrosion, part I: Mechanism // CORROSION 2015: Proceedings of the NACE International Conference. Dallas, TX, USA: NACE, 2015. Article ID NACE-2015-5826.

11.       Dugstad A., Hemmer H., Seiersten M. Effect of steel microstructure on corrosion rate and protective iron carbonate film formation // Corrosion. 2001. Vol. 57, No. 4. Р. 369–378.

12.       Ko M., Ingham B., Laycock N., Williams D.E. In situ synchrotron X-ray diffraction study of the effect of microstructure and boundary layer conditions on CO2 corrosion of pipeline steels // Corros. Sci. 2015. Vol. 90. P. 192–201. DOI: 10.1016/j.corsci.2014.10.010.

13.       Lopez D.A., Perez T., Simison S.N. The influence of microstructure and chemical composition of carbon and low alloy steels in CO2 corrosion. A state-of-the-art appraisal // Mater. Des. 2003. Vol. 24, No. 8. P. 561–575. DOI: 10.1016/S0261-3069(03)00158-4.

14.       Salcu M. Increasing the lifetime of J55 tubing by improving steel metallurgy laboratory and field tests achievements // CORROSION 2013: Proceedings of the NACE International Conference. Orlando, FL, USA: NACE, 2013. Article ID NACE-2013-2141.

15.       Ochoa N., Vega C., Pebere N., et al. CO2 corrosion resistance of carbon steel in relation with microstructure changes // Mater. Chem. Phys. 2015. Vol. 156. P. 198–205. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2015.02.047.

16.       Onyeji L.I., Kale G.M., Kermani M.B. Comparative studies of the effects of microstructures on the corrosion behavior of micro-alloyed steels in unbuffered 3.5 wt% NaCl saturated with CO2 // International Journal of Chemical and Molecular Engineering. 2017. Vol. 11, No. 2. P. 131–138.

17.       Guo Y-B., Li C., Liu Y-C., et al. Effect of microstructure variation on the corrosion behavior of high-strength low-alloy steel in 3.5wt% NaCl solution // Int. J. Miner., Metall. Mater. 2015. Vol. 22. P. 604–612. DOI: 10.1007/s12613-015-1113-z.

18.       Al-Hassan S., Mishra B., Olson D.L., Salama M.M. Effect of microstructure on corrosion of steels in aqueous solutions containing carbon dioxide // Corrosion. 1998. Vol. 54, No. 10. P. 480–491.

19.       Yang Y., Brown B., Nesic S., et al. Mechanical strength and removal of a protective iron carbonate layer formed on mild steel in CO2 corrosion // CORROSION 2010: Proceedings of the NACE International Conference. San Antonio, TX, USA: NACE, 2010. Article ID NACE-10383.

20.       API Specification 5CT. 9th ed. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ограниченный.

21.       ТУ 14-161-237–2011. Трубы насосно-компрессорные бесшовные и муфты к ним с газогерметичным резьбовым соединением «ТМК FMT» [Электронный ресурс]. Режим доступа: ограниченный.

22.       ГОСТ 18895–97. Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200005201 (дата обращения: 21.04.2022).

23.       ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200004888 (дата обращения: 21.04.2022).

24.       ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200005473 (дата обращения: 21.04.2022).

25.       ГОСТ 9.908–85. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200007383 (дата обращения: 21.04.2022).

26.       Dugstad A. The importance of FeCO3 supersaturation on the CO2 corrosion of carbon steels // CORROSION 1992: Proceedings of the NACE International Conference. Houston, TX, USA: NACE, 1992. Article ID NACE-14.

27.       Choi Y-S., Nesic S., Jung H-G. Effect of alloying elements on the corrosion behavior of carbon steel in CO2 environments // CORROSION 2018: Proceedings of the NACE International Conference. Phoenix, AZ, USA: NACE, 2018. Article ID NACE-2018-10997.

28.       De Waard C., Lotz U., Milliams D.E. Predictive model for CO2 corrosion engineering in wet natural gas pipelines // Corrosion. 1991. Vol. 47, No. 12. P. 976–985.

29.       Ueda M., Takabe H. Effect of environmental factor and microstructure on morphology of corrosion products in CO2 environments // CORROSION 1999: Proceedings of the NACE International Conference. San Antonio, TX, USA: NACE, 1999. Article ID NACE-99013.



← Назад к списку

Подписывайтесь на нас