Изучение влияния микролегирования трубного проката Сu и Cr с целью повышения коррозионной стойкости

На сегодняшний день основной причиной повышенной аварийности нефтепромысловых трубопроводов являются коррозионные поражения с внутренней поверхности труб, вызванные высокоагрессивными условиями эксплуатации. Для повышения срока службы трубопровода применяются различные методы химической защиты. В данной работе предлагается иной подход к повышению коррозионной стойкости трубных сталей – микролегирование различными элементами, способными повысить долговечность трубопровода, по сути создание новой марки трубной стали коррозионно- и хладостойкого исполнения.

            В качестве элементов легирования были выбраны хром и медь. После получения проката новой марки стали проводился обширный комплекс коррозионных исследований, включающий испытания:

- на общую коррозию (выдержка в 5%-ном нейтральном водном растворе NaCl) – легирование медью показало меньшую скорость коррозии по сравнению с хромом;

- на локальную коррозию – электрохимические методы оценки коррозии (выдержка в 5%-ном нейтральном аэрированном растворе хлористого натрия, а также в подкисленном до рН 2,8 деаэрированном растворе без продувки и с продувкой углекислым газом или сероводородом). Исследования показали, что наиболее положительный потенциал коррозии обладают образцы металла, микролегированные медью;

- на коррозионно-эрозионный износ (схема метода  приведена на рисунке 1).

Рисунок 1 – Схема коррозионно-эрозионной установки

Данная установка позволяет проводить испытания материалов в различных средах с добавлением абразивного материала. За счет постоянной циркуляции испытательной среды в системе, достигается равномерное распределение частиц абразива в растворе. По результатам данного испытания было выявлено, что минимальный износ получен на образце с Cr;

- на стойкость в CO₂ среде (выдержка при температуре в 4,5%-ном водном растворе KCl, заранее насыщенным углекислотой). Испытания показали очень интересный механизм протекания процессов коррозии, в результате которого наиболее стойким к углекислотной коррозии оказался образец, легированный хромом.

По результатам данной работы было принято решение о подборе химического состава новой марки трубной стали, который включал бы совокупное микролегирование металла медью и хромом.