Материал: Лабораторный практикум

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образование учреждение высшего образования

«Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет)

имени И.М. Губкина»

Кафедра сооружения и ремонта газонефтепроводов и хранилищ

Лабораторный практикум по программе подготовки бакалавров по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

Г.Г. ВАСИЛЬЕВ, И.В. МЕНТЮКОВ, А.П. САЛЬНИКОВ

КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

Издательский центр

РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Москва - 2017

УДК 622.692.4.07

Рецензенты:

Профессор кафедры ПиЭГНП РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина,

д.т.н. Поляков В.А.

Васильев Г.Г., Ментюков И.В., Сальников А.П.

Коррозия и защита от коррозии. Лабораторный практикум. – М.:

Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2017. – 59

с.

В данном лабораторном практикуме рассмотрены основные теоретические и практические предпосылки изучения явления коррозии, а

также способов защиты от коррозии материалов, применяющихся при проектировании и сооружении объектов нефтегазового комплекса. Для студентов, обучающихся по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело»,

инженерно-технических работников и других специалистов нефтегазовой отрасли.

Данное издание является собственностью РГУ нефти и газа (НИУ)

имени И.М. Губкина и его репродуцирование (воспроизведение) любыми способами без согласия университета запрещается

©РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2017

©Г.Г. Васильев, И.В. Ментюков, А.П. Сальников, 2017

2

3

Введение

Основным материалом при строительстве объектов и оборудования нефтегазового комплекса (трубопроводов, резервуаров, насосов, арматуры и т.д.) являются углеродистые и низколегированные стали. Срок службы и надежность работы этих объектов и оборудования во многом определяются степенью их защиты от процессов постепенного самопроизвольного разрушения составляющего их металла при взаимодействии с жидкими и газообразными средами (воздух, вода, почва, рабочая среда).

Самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой называется коррозией (от позднелатинского corrosio – разъедать). Металл, подвергшийся коррозии, называют корродирующим металлом, а среда, в которой протекает коррозионный процесс – коррозионной средой. Химические соединения,

образовавшиеся в результате взаимодействия корродирующего металла и коррозионный среды, называют продуктами коррозии. Способность металлов сопротивляться воздействию коррозионной среды называется коррозионной стойкостью или химической стойкостью.

Коррозию металлов (самопроизвольный процесс разрушения)

необходимо отличать от преднамеренного разрушения металлов в том или ином технологическом процессе. Так, при растворении металла в кислотах (с

целью получения солей) или при анодном растворении в процессе электролиза (с целью последующего катодного осаждения металла из раствора) нельзя говорить о коррозии металла. Также, нельзя отождествлять коррозионное и эрозионное разрушение металлов. Эрозия металлов – это процесс постепенного разрушения их путем механического износа (например,

при истирании подшипников скольжения или при шлифовке металла). При

4

этом необходимо отметить, что процессы коррозии и эрозии могут протекать одновременно.

Коррозионный процесс протекает на границе двух фаз «металл – окружающая среда», т.е. является гетерогенным процессом взаимодействия жидкой или газообразной среды с металлом, и является сложным многостадийным процессом. В общем случае в процессе коррозии можно выделить три основных стадии (любая из стадий может состоять из элементарных процессов, протекающих последовательно, параллельно и сопряженно): 1) перенос реагирующих веществ к поверхности раздела фаз; 2)

гетерогенная реакция; 3) отвод продуктов реакции от поверхности раздела фаз.

Основной причиной коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость в обычных условиях, чем также объясняется самопроизвольность процесса коррозии. Возможность коррозии и стремление металла к самопроизвольному окислению зависят от степени его термодинамической неустойчивости в конкретных условиях, то есть от величины изменения изобарно-изотермического потенциала ΔGT = G2 – G1

данного процесса. Знак свидетельствует о том, что от значения величины

G2 в конечном (окисленном) состоянии отнимается значение ее в начальном состоянии G1. Если при протекании химической или электрохимической реакции термодинамический потенциал возрастает (ΔGT > 0), то самопроизвольный процесс невозможен, а если убывает (ΔGT < 0), то самопроизвольный процесс возможен. Изобарно-изотермический потенциал оксидов металлов же как правило меньше изобарно-изотермического потенциала самого металла. Данным обстоятельством объясняется, почему металлы в естественных условиях (за исключением благородных) находятся в

5