Аннотації

Використання гідрофобізованих ґрунтів в нафтогазовому трубопроводному будівництві

Автор(и):
Макаренко В.Д., Савенко В.І., Винников Л.Ю., Гоц В.І., Петрикова Є.М.
Автор(и) (англ)
Makarenko V.D., Savenko V.I., Vynnykov L.Yu., Hots V.I. , Petrikova Ye.M.
Дата публікації:

05.06.2025

Анотація (укр):

В роботі уперше проведені системні експериментальні і натурні випробування щодо впливу гідрофобізованого ґрунту на корозійну активність підземних трубопроводів. Проведені на протязі 5, 10 і 15 років полігонні, лабораторні і в натурі випробування по обсипці ізольованих трубопроводів гідрофобізованим ґрунтом показали, що в зразках плівочних покриттів, які зберігалися в гідрофобізованих ґрунтах відносне подовження в середньому вище на 20%, міцність при розриві – на 15%, адгезія – на 10% в порівнянні із зразками, які зберігалися в звичайних мінеральних ґрунтах. Перехідний спротив ізоляційних покриттів зразків труб обвалованих гідрофобізованими ґрунтами змінювався значно менше, чим зразків труб, обвалованих мінералізованим ґрунтом. Завдяки покращеним фізико-механічним властивостям гідрофобізованих ґрунтів, зокрема низьким значенням проникності, фільтрації, водонасиченості, корозійної активності, набухання, високим значенням водостійкості і зчеплення, перехідний спротив “труба-земля” зразків ізольованих труб зменшується незначно. Встановлено, що найбільший ефект в зниженні корозійної активності ґрунтів (в 10 разів) спостерігається при температурах вище 10-12оС, при збільшенні дозування в’яжучого до 10%, а тому на найбільш небезпечних в корозійному відношенні “гарячих” ділянках трубопроводів, наприклад НС і КС, для підвищення надійності експлуатації необхідно проводити засипку трубопроводів гідрофобізованими ґрунтами. В результаті наведених експериментальних досліджень встановлено значне зниження корозійної активності гідрофобізованих ґрунтів зі збільшенням дозировки в’яжучих речовин. Eксперименти, які проводилися за трьома методиками і за втратами маси сталевих зразків, питомому електроспротиву і щільності полярізуючого струму, показали ідентичні результати - корозійна активність знижується з високої до вельми низької згідно класифікації нормативних документів Показник швидкості старіння ізоляційних покриттів в обсипці із гідрофобізованих ґрунтів при полігонних і натурних випробуваннях складав α= 0.10 1/рік, а для звичайних ґрунтів, згідно нормативних документів, він складає 0.125 1/рік. Таким чином, термін служби ізоляції при обсипці трубопроводу гідрофобізованими ґрунтами збільшується приблизно на 35-50%.

Анотація (рус):

Анотація (англ):

For the first time, systematic experimental and field tests on the effect of hydrophobized soil on the corrosion activity of underground pipelines were carried out in the work. Field, laboratory, and in situ tests conducted over 5, 10, and 15 years on covering insulated pipelines with hydrophobized soils howed that in samples of film coatings that were stored in hydrophobized soils, there lativeelongation was on average 20% higher, and the breaking strength was 15% higher, adhesion - by 10% compared to samples stored in ordinary mineral soils. The transient resistance of insulating coatings of pipe samples covered with hydrophobic oils changed significantly less than that of pipe samples covered with mineralized soil. Due to the improved physical and mechanical properties of hydrophobized soils, in particular, low values of permeability, filtration, water saturation, corrosion activity, swelling, high values of water resistance and adhesion, the transition resistance "pipe-soil" of insulated pipe samples decreasess lightly. It was established that the greatest effect in reducing the corrosion activity of soils (10 times) is observed at temperatures above 10-12oC, when the binder dosage is increased to 10%, and the refore on themostdangerousintermsofcorrosioninthe “hot” sections of the pipelines, for example NS and KS, to increase the reliability of operation, it is necessary to back fill pipelines with hydrophobic soils. As a result of the above experimental studies, a significant decrease in the corrosion activity of hydrophobized soils was established with an increase in the dosage of binders. The experiments, which were carried out according to three methods and according to the loss of mass of steel samples, specific electrical resistance and pole density of the cutting current, show edidentical results – the corrosion activity decreases from high to very low. According to the classification of regulatory documents. Field tests was α= 0.10 1/year, and for ordinary soils, according to regulatory documents, it is 0.125 1/year. Thus, the service life of the insulation increases by approximately 35-50% when the pipeline is sprinkled with hydrophobic soils.

Література:

 

  1. В.Д. Макаренко, С.I. Грачев, Н.Н. Прохоров и др. Сварка и коррозия нефтегазопроводо в Западной Сибири // Киев: Наукова думка. -1996. - 549 с.
  2. Бабин Л.А., Быков Л.И., Рафиков С.К. Искусственное улучшение ґрунтов в практике трубопроводного строительства //Киев: Наукова думка. – 1990.-154 с.
  3. Спектор Ю.И., Бабин Л.А., Валеев М.М. Новые технологии в трубопроводом строимтельстве на основе мелиорации ґрунтов // Киев: Наукова думка.- 1996. – 208 с.
  4. Ишмухаметов И.Т., Исаев С.Л., Лурье М.В. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов // Киев: Нафтова промысловисть, 1999. – 399 с.
  5. Патент №2191945. Способ поркладки трубопровода на ґрунтах со слабой несущей способностью // Миронов Д.В., Миронов В.В.,Земенков Ю.А., Шаповал А.Ф.Зарегв. гос.реестре изобрет. 27.10.2002.
  6. Сергеев Б.И., Степанов П.М., Шумаков Б.Б. Мягкие конструкции в гидротехническом строительстве // Киев: Наукова думка, 1984.- 101 с.
  7. Андрейкiв О.Є., Никифорчин Г.М., Ткачов B.I. Miцнiсть i руйнування металiчних матерiалiв i елементiв конструкцiй у водневомiсних середовищах // Фiзико-механiчнийiнститут: - Пiд ред. В.В. Панасюка, НАН Украіни, Фiзико-механiчнийiнститутiм. Г.В. Карпенка. - Львiв: Простiр-М, 2001. - С. 248-286.
  8. Ткачов В.І. Проблеми водневої деградації металів // Фіз.-хім. механіка матеріалів. -2000.--№4.—С. 7-14.
  9. Швачко В.И. Макромеханические аспекты обратимой водородной хрупкости// Физ.-хим. механика материалов. -2000.- №4.-С. 36-40.
  10. Макаренко В.Д., Крижанівський Є.І., Чернов В.Ю. Проблеми корозійної стійкості промислових трубопроводів // Нафтова і газова промисловість. -2002.-№6.-С.42-44.
  11. Самойленко М.І. Функціональна надійність трубопровідних транспортних систем // Харків: ХНАМП. – 2009.-184 с.
  12. Насоніна Н.Г., Антоненко С.Є. Аналіз пошкодженості водопровідних і каналізаційних мереж // Сучасне промислове та цивільне будівництво. - 2019.-Том15.-№1.-С. 23-34.
  13. Макаренко В.Д., Гоц В.І., Аргатенко Т.В. і ін. Дослідження аварійних трубопроводів // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки,вип.42. -2023.-С.49-58
  14. Бриду А., Лафранс М., Прову И. Разработка новых сортов стали с повышенными характеристиками для транспорта кислого газа и нефти // Нефтегаз-Франция –ЮзичорАсье, 1986. -19 с.
  15. Исследование отечественных и зарубежных низколегированных сероводородостойких сталей для нефтегазопроводного оборудования // А.И. Радкевич, Р.К. Мелехов, Я.И. Спектор, Р.В. Яценко // Межотраслевая науч-конф. Конструкционные стали – прогрессивные процессы производства и эффективность применения. Днепропетровск, 1995. – С.58-59.
  16. Василенко І.І., Шульте О.Ю., Радкевич О.І. Вплив хімічного складу і технології виробництва сталей на їх чутливість до водневого тріщино утворення та сірководневого корозійного розтріскування//Фіз-хім механіка матеріалів. -1990.-№4.-С.8-22.
  17. Порівняльний аналіз корозійно-механічних властивостей вітчизняної трубної сталі 20ЮЧ з іноземними аналогами /О.Чапля,О.Радкевич,О.П’ясецький, Я.Cпектор//Машинознавство. -1999.-№8.- С52-56.
  18. Tyson W.R. Hydrogen Embrittlement and Hydrogen Dislocation Interactions // Corrosion. - 1980. Vol. 36, No. 8. - Рр. 441-443.
  19. Максимов С.Ю., Кіндрачук М.В., Винников Ю.Л. і ін. Корозійні руйнування залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд // Київ: НУБіП України. – 2021.- 292 с.
  

References:

 1.     V.D. Makarenko, S.I. Grachev, N.N. Prokhorov і іn. Svarka i korroziya neftegazoprovodov Zapadnoj Sibiri (Welding and corrosion of oil and gas pipelines in Western Siberia)// Kiev: Naukova dumka. -1996.-549 s.2.     Babin L.A., Bykov L.I., Rafikov S.K. Iskusstvennoe uluchshenie gruntov v praktike truboprovodnogo stroitel'stva (Artificial improvement of soils in the practice of pipeline construction) //Kiev: Naukova dumka. – 1990.-154 s.3.     Spektor Yu.I., Babin L.A., Valeev M.M. Novye tekhnologii v truboprovodom stroitel'stve na osnove melioracii gruntov (New technologies in pipeline construction based on soil reclamation) // Kiev: Naukova dumka.- 1996. – 208 s.4.     Ishmuhametov I.T., Isaev S.L., Lur'e M.V. Truboprovodnyj transport nefteproduktov (Pipeline transportation of petroleum products) // Kiev: Naftova promyslovist', 1999. – 399 s.5.     Mironov D.V., Mironov V.V., Zemenkov Yu.A., ShapovalA.F. Patent №2191945. Sposob prokladki truboprovoda na gruntakh so slaboj nesushchej sposobnost'yu (Method of laying pipelines on soils with weak bearing capacity) // Zaregv. gos. reestreizobret. 27.10.2002.6.     Sergeev B.I., Stepanov P.M., Shumakov B.B. Myagkie konstrukcii v gidrotekhnicheskom stroitel'stve (Soft structures in hydraulic engineering) // Kiev: Naukova dumka, 1984.- 101 s.7.     Andreikiv O.Ie., Nykyforchyn H.M., Tkachov B.I. Mitsnist i ruinuvannia metalichnykh materialiv i elementiv konstruktsii u vodnevomisnykh seredovyshchakh (Strength and destruction of metallic materials and structural elements in hydrogen-containing environments) // Fizyko-mekhanichnyiinstytut: - Pidred. V.V. Panasiuka, NAN Ukrainy, Fizyko-mekhanichnyi instytut im. H.V. Karpenka. - Lviv: Prostir-M, 2001. - S. 248-286.8.     Tkachov V.I. Problemy vodnevoi dehradatsii metaliv (Problems of hydrogen degradation of metals) // Fiz.-khim. Mekhanika materialiv. -2000.--№4.—S. 7-14.9.     ShvachkoV.I. Makromekhanicheskie aspekty obratimoj vodorodnoj khrupkosti (Macromechanical aspects of reversible hydrogen embrittlement) // Fiz.-khim. Mekhanika materialov. -2000.- №4.-S. 36-40.10.   Makarenko V.D., Kryzhanivskyi Ye.I., Chernov V.Yu. Problemy koroziinoi stiikosti promyslovykh truboprovodiv (Problems of corrosion resistance of industrial pipelines )// Naftova i hazovapromyslovist. -2002.-№6.-S. 42-44.11.   Samoilenko M.I. Funktsionalna nadiinist truboprovidnykh transportnykh system (Functional reliability of pipeline transportsystems) // Kharkiv: KhNAMP. – 2009.-184 s.12.   Nasonina N.H., Antonenko S.Ie. Analiz poshkodzhenosti vodoprovidnykh i kanalizatsiinykh merezh (Analysis of damage to water supply and sewagenet works) // Suchasne promyslove ta tsyvilne budivnytstvo. -2019.-Tom 15.-№1.- S. 23-34.13.   Makarenko V.D., HotsV.I., ArhatenkoT.V. i in. Doslidzhennia avariinykh truboprovodiv (Investigation of emergency pipelines) // Problemy vodopostachannia, vodovidvedennia ta hidravliky, vyp. 42. -2023.-S. 49-58.14.   Bridu A., Lafrans M., Provu I. Razrabotka novykh sortov stali s povyshennymi kharakteristikami dlya transporta kislogo gaza I nefti (Development of new grades of steel with improved characteristics for the transport of acid gas and oil) // Neftegaz-Franciya –Yuzichor As'e, 1986. -19 s.15.   A.I. Radkevich, R.K. Melekhov, YA.I. Spektor, R.V. Yacenko. Issledovanie otechestvennykh I zarubezhnykh nizkolegirovannykh serovodorodostojkikh stalej dlia neftegazoprovodnogo oborudovaniya (Research of domestic and foreign low-alloy hydrogen sulfide-resistant steels for oil and gas pipeline equipment) // Mezhotraslevaya nauch-konf. Konstrukcionnyestali – progressivnyeprocessyproizvodstvaiehffektivnost' primeneniya. Dnepropetrovsk, 1995. – S. 58-59.16.   Vasylenko I.I., Shulte O.Iu., Radkevych O.I. Vplyv khimichnoho skladu I tekhnolohii vyrobnytstva stalei na yikh chutlyvist do vodnevohotrishchynoutvorennia ta sirkovodnevohokoroziinohoroztriskuvannia (The influence of the chemical composition and production technology of steels on their sensitivity to hydrogen cracking and hydrogen sulfide corrosion cracking )// Fiz-khimmekhanikamaterialiv. -1990.-№4.-S.8-2217.   O. Chaplia, O. Radkevych, O. Piasetskyi, Ya. Spektor. Porivnialnyi analiz koroziino-mekhanichnykh vlastyvostei vitchyznianoi trubnoi stali 20YuCh z inozemnymy analohamy (Comparative analysis of corrosion-mechanical properties of domestic pipesteel 20YuCh with foreign analogues) // Mashynoznavstvo. -1999.-№8.- S. 52-56.18.   Tyson W.R. Hydrogen Embrittlement and Hydrogen Dislocation Interactions // Corrosion. - 1980. Vol. 36, No. 8. - Рр. 441-443.19.   Maksymov S.Yu., Kindrachuk M.V., Vynnykov Yu.L. I in. Koroziini ruinuvannia zalizobetonnykh konstruktsii hidrotekhnichnykh sporud (Corrosive destruction of reinforced concrete structures of hydraulic structures ) // Kyiv: NUBiP Ukrainy. – 2021.-292 s.