2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.18454/pmi.2016.3.459 pmi-5132 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5132 Геоэкология и безопасность жизнедеятельности Geoecology and occupational health and safety Analysis of the corrosion destruction causes in underground pipelines and new solutions for increasing corrosion steel's resistance Анализ причин коррозионных разрушений подземных трубопроводов и новые решения повышения стойкости стали к коррозии Goldobina L. A. Голдобина Л. А. Goldobina L. A. kaf-sgp@mail.ru Санкт-Петербургский горный университет (Россия) Saint-Petersburg Mining University (Russia) Orlov P. S. Орлов П. С. Orlov P. S. p.orlov@yarcx.ru Ярославская государственная сельскохозяйственная академия (Россия) Yaroslavl State Agricultural Academy (Russia) 22 06 2016 2016 219 459 464 24 09 2015 13 11 2015 22 06 2016 © 2016 Л. А. Голдобина, П. С. Орлов © 2016 L. A. Goldobina, P. S. Orlov 2016 Л. А. Голдобина, П. С. Орлов L. A. Goldobina, P. S. Orlov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5132

В статье рассматриваются проблемы аварийности, связанные с эксплуатацией, прежде всего, подземных трубопроводов, транспортирующих газ, нефть и ее производные. Приводятся результаты статистического анализа аварийности на подземных трубопроводах, эксплуатируемых в России, а также анализ причин взрывов на подземных трубопроводах, и, прежде всего, газифицированных объектах. Показано, что для газопроводов больших диаметров наиболее опасна стресс-коррозия, возникающая вследствие явления наводораживания. Предлагаются к рассмотрению обоснованные и защищенные патентами РФ новые инженерно-технические решения, направленные на повышение стойкости стальных конструкций к коррозии, а именно: способ повышения твердости, прочности и износостойкости поверхностей стальных деталей путем ускоренной цементации за счет насыщения стальных поверхностей углеродом; способ легирования стали алюминием с получением диффузионных покрытий; способ нанесения на стальную поверхность устойчивого к коррозии и действию кислот и щелочей покрытия. Предлагаемые новые технологии сопровождаются объяснением физическо-химических процессов, происходящих в стали. Результаты экспериментальных исследований подтвердили правомерность этих решений.

This article deals with the issues concerning the accidents relevant to the underground pipelines operation. These pipelines transport gas, oil and its derivatives. The statistical analysis results of accidents in underground pipelines operated in Russia, as well as the analysis of the explosion causes in underground pipelines and primarily gasified objects are provided. It is shown that stress corrosion arising as a result of the phenomenon of hydrogenation is the most dangerous for large-diameter gas pipelines. The author proposes the justified and protected by RF patents new engineering solutions for consideration. They are aimed at improving resistance of steel structures against corrosion. Also a method of increasing the hardness, strength and wear resistance of steel parts surfaces by rapid cementation due to saturation of the carbon steel surfaces; a steel alloying method using aluminum to obtain diffusion coatings; and a method of applying a corrosion resistant and stable to acids and alkalis coating on the steel surface are presented. Proposed new technologies are accompanied by an explanation of the physical and chemical processes occurring in steel. The experimental results confirmed the validity of those decisions.

 Ключевые слова подземные трубопроводы газопроводы стойкость металла коррозия межкристаллитная коррозия Keywords underground pipelines gas pipelines metal resistance corrosion intercrystalline corrosion Бэкман В. Катодная защита от коррозии / В.Бэкман, В.Швенк. М.: Металлургия, 1984. 496 с. Bekman V., Shvenk V. Katodnaya zashchita ot korrozii (Cathodic protection). Moscow: Metallurgiya, 1984, p.496. Волохина А.Т. Снижение риска аварийности магистральных трубопроводов за счет совершенствования профессио-нально важных качеств рабочих основных профессий // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М.Губкина: Сб. научных статей по проблемам нефти и газа. 2010. № 3. С.124-129. Volokhina A.T. Snizhenie riska avariinosti magistral'nykh truboprovodov zaschet sovershenstvovaniya professional'no vazhnykh kachestv rabochikh osnovnykh professii (Reducing the risk of accidents of pipelines by sovershenstvova professionally important qualities of major workers). Trudy Rossiiskogo gosudarstvennogo universiteta nefti i gaza imeni I.M.Gubkina: Sb. nauchnykh statei po problemam nefti i gaza. 2010. N 3, p.124-129. Голдобина Л.А. Предупреждение межкристаллитной и стресс-коррозии металла подземных трубопроводов / Л.А.Голдобина, П.С.Орлов, В.С.Шкрабак // Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: настоящее и будущее: Материалы III Международной научно-практической конференции в рамках форума «Безопасность и связь» / ГБУ «Научный центр безопасности жизнедеятельности». Казань, 2014. С.496-506. Goldobina L.A., Orlov P.S., Shkrabak V.S. Preduprezhdenie mezhkristallitnoi i stress-korrozii metalla podzemnykh truboprovodov (Warning and intergranular stress corrosion of underground metal pipelines). Sovremennye problemy bezopasnosti zhiznedeyatel'nosti: nastoyashchee i budushchee: Materialy III Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii v ramkakh foruma «Bezopasnost' i svyaz'». GBU «Nauchnyi tsentr bezopasnosti zhiznedeyatel'nosti». Kazan', 2014, p.496-506. Голдобина Л.А. Пути снижения аварийности на подземных трубопроводах коммунального хозяйства / Л.А.Голдобина, П.С.Орлов // Инновационные процессы в сфере сервиса: проблемы и перспективы: Сборник научных трудов по результатам II Международной научно-практической конференции, 16 июня 2010 г. СПб: Изд-во СПбГУСЭ, 2010. Т.2. С.296-300. Goldobina L.A., Orlov P.S. Puti snizheniya avariinosti na podzemnykh truboprovodakh kommunal'nogo khozyaistva (Ways to reduce accidents in underground pipelines Comunaletion facilities). Innovatsionnye protsessy v sfere servisa: problemy i perspektivy: Sbornik nauchnykh trudov po rezul'tatam II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii 16 iyunya 2010 g. St. Petersburg: Izd-vo SPbGUSE, 2010. Vol.2, p.296-300. Голдобина Л.А. Снижение последствий техногенных катастроф при эксплуатации подземных трубопроводов вне-дрением методики определения мест межкристаллитной коррозии / Л.А.Голдобина, П.С.Орлов // Научно-технический журнал НИИТТС «Технико-технологические проблемы сервиса». 2010. № 4 (14). С.18-25. Goldobina L.A., Orlov P.S. Snizhenie posledstvii tekhnogennykh katastrof pri ekspluatatsii podzemnykh truboprovodov vne-dreniem metodiki opredeleniya mest mezhkristallitnoi korrozii (Reducing the effects of man-made disasters in the operation of a pipeline-earth implementation of methods for determining the locations of intergranular corrosion). Nauchno-tekhnicheskii zhurnal NIITTS «Tekhniko-tekhnologicheskie problemy servisa». 2010. N 4 (14), p.18-25. Голдобина Л.А. Обеспечение коррозионной стойкости стальных подземных трубопроводов путем управления фазо-выми переходами при термообработке на базе теории электронной модели образования молекулы водорода / Л.А.Голдобина, В.П.Гусев, А.П.Орлов // Там же. 2013. № 1(23). С.36-43. Goldobina L.A., Gusev V.P., Orlov A.P. Obespechenie korrozionnoi stoikosti stal'nykh podzemnykh truboprovodov putem upravleniya fazovymi perekhodami pri termoobrabotke na baze teorii elektronnoi modeli obrazovaniya molekuly vodoroda (Ensuring the corrosion resistance of steel underground truboprovoing by controlling the phase transitions during the heat treatment on the basis of the theory of electronic model Obration of the hydrogen molecule). Tam zhe. 2013. N 1(23), p.36-43. Голдобина Л.А. Предупреждение аварий и катастроф на катодно-защищенных подземных трубопроводах бескон-тактными методами идентификации коррозийного разрушения / Л.А.Голдобина, В.С.Шкрабак, П.С.Орлов / Ярославская сельскохозяйственная академия. Ярославль, 2012. 202 с. Goldobina L.A., Shkrabak V.S., Orlov P.S. Preduprezhdenie avarii i katastrof na katodno-zashchishchennykh podzemnykh truboprovodakh beskon-taktnymi metodami identifikatsii korroziinogo razrusheniya (Preventing accidents and disasters on a cathode-protected pipeline of underground-governmental contactless methods of identification of corrosion destruction). Yaroslavskaya sel'skokhozyaistvennaya akademiya.Yaroslavl', 2012, p.202. Обоснование прогрессивных технологий для предотвращения аварий на взрывоопасных объектах АПК / Л.А.Голдобина, В.П.Гусев, П.С.Орлов, Р.В.Шкрабак, В.С.Шкрабак // Естественные, технические и экономические науки: Вестник Саратовского аграрного университета. 2013. № 5. С.54-61. Goldobina L.A., Gusev V.P., Orlov P.S., Shkrabak R.V., Shkrabak V.S. Obosnovanie progressivnykh tekhnologii dlya predotvrashcheniya avarii na vzryvoopasnykh ob"ektakh APK (Justification of advanced technologies to prevent accidents at hazardous facilities APC). Estestvennye, tekhnicheskie i ekonomicheskie nauki: Vestnik Saratovskogo agrarnogo universiteta. 2013. N 5, p.54-61. Патент № 2355816 РФ. Способ ускоренной цементации стальных деталей / А.П.Орлов, В.С.Шкрабак, В.П.Гусев, Л.А.Голдобина, Г.Ф.Мокшанцев. Опубл. 20.05.2009. Бюл. № 14. Patent N 2355816 RF. Orlov A.P., Shkrabak V.S., Gusev V.P., Goldobina L.A., Mokshantsev G.F. Sposob uskorennoi tsementatsii stal'nykh detalei (The method of accelerated carburizing steel parts). Opubl. 20.05.2009. Byul. N 14. Патент № 2431696 РФ. Способ легирования стали алюминием / Л.А.Голдобина, В.П.Гусев, А.П.Орлов, В.С.Шкрабак. Опубл.20.10.2011. Бюл. № 29. Patent N 2431696 RF. Goldobina L.A., Gusev V.P., Orlov A.P., Shkrabak V.S. Sposob legirovaniya stali alyuminiem (A method of alloying of steel with aluminum). Opubl.20.10.2011. Byul. N 29. Патент № 2488649 РФ. Способ повышения стойкости стальных трубопроводов к коррозии цементацией / Л.А.Голдобина, В.П.Гусев, А.П.Орлов, В.С.Шкрабак. Опубл.27.07.2013. Бюл. № 21. Patent N 2488649 RF. Goldobina L.A., Gusev V.P., Orlov A.P., Shkrabak V.S. Sposob povysheniya stoikosti stal'nykh truboprovodov k korrozii tsementatsiei (A method of increasing the resistance to corrosion of steel pipe tsetation). Opubl.27.07.2013. Byul. N 21. Патент № 2283893 РФ. Способ ускоренной цементации стали / А.П.Орлов, В.П.Гусев, Л.А.Голдобина. Опубл.20.09.2006. Бюл. № 26. Patent N 2283893 RF. Orlov A.P., Gusev V.P., Goldobina L.A. Sposob uskorennoi tsementatsii stali (The method of accelerated carburizing steel). Opubl.20.09.2006. Byul. N 26. Патент № 2025509 РФ. Способ упрочнения поверхностей стальных изделий / В.К.Загорский, Я.В.Загорский, Б.В.Карпов. Заявл.03.02.1991. Опубл.30.12.1994. Patent N 2025509 RF. Zagorskii V.K., Zagorskii Ya.V., Karpov B.V. Sposob uprochneniya poverkhnostei stal'nykh izdelii (A method of surface hardening steel products). Zayavl.03.02.1991. Opubl.30.12.1994. Причины аварий на подземном трубопроводном транспорте и современные методы их устранения / П.С.Орлов, В.С.Шкрабак, Л.А.Голдобина, Е.С.Попова // Аграрный научный журнал. 2015. № 6. С.59-64. Orlov P.S., Shkrabak V.S., Goldobina L.A., Popova E.S. Prichiny avarii na podzemnom truboprovodnom transporte i sovremennye metody ikh ustraneniya (Cause of the accident on the underground pipeline and modern methods of their elimination). Agrarnyi nauchnyi zhurnal. 2015. N 6, p.59-64. Предупреждение катастроф, аварий и травматизма при эксплуатации подземных трубопроводов / Л.А.Голдобина, П.С.Орлов, В.С.Шкрабак, Е.С.Попова // Известия СПбГАУ. Ежеквартальный научный журнал. 2011. № 24. С.367-373. Goldobina L.A., Orlov P.S., Shkrabak V.S., Popova E.S. Preduprezhdenie katastrof, avarii i travmatizma pri ekspluatatsii podzemnykh truboprovodov (Preventing disasters, accidents and injuries in the operation of underground pipelines). Izvestiya SPbGAU. Ezhekvartal'nyi nauchnyi zhurnal. 2011. N 24, p.367-373.