К ВОПРОСУ МЕХАНИЗМА ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ НЕФТЕПОЛИМЕРА АСМОЛ. - презентация

1 К ВОПРОСУ МЕХАНИЗМА ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ НЕФТЕПОЛИМЕРА АСМОЛ

2 ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ СИНТЕЗЕ АСМОЛА R R SO 3 H + H 2 SO 4 1. СУЛЬФИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ БИТУМА С ОБРАЗОВАНИЕМ СУЛЬФОКИСЛОТ: 2. ОКИСЛЕНИЕ ФРАГМЕНТОВ СТРУКТУРЫ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ 3. ОБРАЗОВАНИЕ СУЛЬФОНОВ. R SO 3 H R H 2 O R SO 2 R + 4. ДРУГИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРИВОДЯЩИЕ К ОБРАЗОВАНИЮ ФЕНОЛЬНЫХ, КАРБОСИЛЬНЫХ, СЛОЖНОЭФИРНЫХ И КАРБОНИЛЬНЫХ, ПРИСОЕДИНЕНИЕ К ОЛЕФИНАМ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА, С ОБРАЗОВАНИЕМ ЗАМЕЩЕННЫХ АМИДОВ ПО СХЕМЕ : CH 3 R CH CH 2 + HCON(CH 3 ) 2 R CH 2 CH 2 CON(CH 3 ) 2 + R CH CON(CH 3 ) 2. R SO 3 H R OH

3 СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ АСМОЛА, ИЗГОТОВЛЕННОГО ИЗ РАЗЛИЧНОГО СЫРЬЯ Показатели Содержание, % КОРДАбсорбент А-2 7,5 52 Температура размягчения по КиШ, С Глубина проникания иглы при 25 С (пенетрация), 0,1 мм Температура хрупкости по Фраасу, С минус 12минус 8минус 10минус 8 Адгезионная прочность на сдвиг при 20 С, МПа 0,360,390,460,42 Площадь отслаивания покрытия при катодной поляризации при 20 С, см 2 2,343,39-2,44 ИК СПЕКТРЫ АСМОЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРДа (1) И АБСОРБЕНТА (2)

4 СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ АСМОЛА (ПРОМЫШЛЕННЫЙ ВЫПУСК). СОДЕРЖАНИЕ АБСОРБЕНТА А-2 4,0 – 4,5 % ПоказательПартия 77Партия 79Партия 91 Температура размягчения по КиШ, С Глубина проникания иглы при 25 С (пенетрация), 0,1 мм Температура хрупкости по Фраасу, С минус 16минус 14минус 13 Адгезионная прочность на сдвиг при 20 С, МПа 0,2700,2980,272 Водопоглощение, % 0,230,160,17 Растяжимость при 25 С, см 5,66,05,8 ИК СПЕКТРЫ АСМОЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ АБСОРБЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК 1 - Абсорбент 50/370; 2 - Абсорбент А-2; 3 - Абсорбент Н

5 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТЕПОЛИМЕРА АСМОЛ И БИТУМНОЙ МАСТИКИ ПОКАЗАТЕЛИ БИТУМНАЯ МАСТИКА АСМОЛ Температура размягчения, °С (ГОСТ 11506) 70 – Температура разогрева, °С Адгезия к металлу, МПа (кгс/см 2 ) 0,5 - 0,6 (5 - 6) 1,0 - 1,5 (10-15) отрыв когезионный Адгезия к полиолефинам, Н/cм, (кгс/см) 10,0 (1,0) 40,0 (4,0) Теплопроводность, Вт/мград0, ,137 Температура хрупкости по Фраасу, °С (ГОСТ 11507) минус 15минус 25 Скорость коррозии металла под покрытием, мкм /час 1, , Площадь отслаивания при катодной поляризации при 20 °С, см ,5

6 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ: 3% раствор NaCl ТЕМПЕРАТУРА: +25 о С ВРЕМЯ : 30 суток Покрытие «горячего» нанесения: на основе мастики Асмол (S=0,52 см 2 ) Покрытие «холодного» нанесения: на основе ленты ЛИАМ (S=2,89 см 2 ) на основе полимерно-битумной ленты (S=28,7 см 2 ) РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ РАЗНЫХ ВИДОВ ПОКРЫТИЙ НА ОТСЛАИВАНИЕ ПРИ КАТОДНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ на основе битумно-полимерной мастики (S=0,52 см 2 )

7 ФАКТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ОБРАЗОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ АСМОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ С МЕТАЛЛОМ Зависимость привеса образцов от времени выдержки в Асмоле Поверхность металла после выдержки в Асмоле Темные полосы – бороздки шероховатости, на которых концентрируются продукты взаимодействия Асмола с металлом Образцы: сталь 20, размер 100×10×2 мм Среда: 40 %-ный раствор асмола в углеводородном растворителе Время выдержки 40, 50, 90, 145 суток ПРИ ВЫДЕРЖКЕ ОБРАЗЦОВ В РАСТВОРЕ АСМОЛА ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛА ПРИОБРЕТАЕТ СЕРЫЙ ЦВЕТ, А МАССА ОБРАЗЦОВ МОНОТОННО УВЕЛИЧИВАЕТСЯ

8 РЕЗУЛЬТАТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСТВОРОВ АСМОЛА РАЗЛИЧНЫХ СОСТАВОВ И БИТУМА С МЕТАЛЛОМ Поверхность образца после выдержки в растворе Асмола на основе КОРДа Поверхность образца после выдержки в растворе Асмола на основе абсорбента А-2 Поверхность образца после выдержки в растворе битума Образцы: сталь 20, размер 120×50×2 мм Среда: 30 %-ные растворы асмола и битума в углеводородном растворителе Время выдержки: 30 суток ВЫВОДЫ: ВЫДЕРЖКА В РАСТВОРЕ БИТУМА НЕ ИЗМЕНИЛА ПОВЕРХНОСТЬ ПЛАСТИНЫ, ТОГДА КАК ПОСЛЕ ВЫДЕРЖКИ В РАСТВОРАХ АСМОЛА ПРОИЗОШЛО ПОДТРАВЛИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ.

9 Структура стали вблизи поверхности образца образца после выдержки в растворе Асмола на основе КОРДа ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ СТАЛИ В ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ ОБРАЗЦОВ ПОСЛЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С АСМОЛОМ РАЗЛИЧНЫХ СОСТАВОВ Структура стали вблизи поверхности образца образца после выдержки в растворе Асмола на основе Абсорбента А-2 Образцы: сталь 20, размер 120×60×2 мм Среда: 30 %-ный раствор асмола в углеводородном растворителе Время выдержки: 30 суток Приложенное Напряжение: 1,5 В ВЫВОДЫ: ПОСЛЕ ВЫДЕРЖКИ В РАСТВОРАХ АСМОЛА ТРАВИМОСТЬ ОБРАЗЦОВ ИЗМЕНИЛАСЬ, ПРИ ЭТОМ В ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ НЕ НАБЛЮДАЮТСЯ КОЛОНИИ ПЕРЛИТА, ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ СТАЛИ 20. ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ ДАННЫЕ СВИТЕТЕЛЬСТВУЮТ О ТОМ, ЧТО ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОГО КАКОЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ – КОРД ИЛИ АБСОРБЕНТ ИСПОЛЬЗОВАЛСЯ ДЛЯ СИНТЕЗА АСМОЛА, ПОЛУЧЕННЫЙ ПРОДУКТ ОБЛАДАЕТ АНАЛОГИЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ.

10 Электронномикроскопический снимок приповерхностного слоя образца 1 – стальная основа образца; 2 – слой с измененным химическим составом; 3 – эпоксидная заливка Образцы: сталь 20, размер 100×10×2 мм Среда: 40 %-ный раствор асмола в углеводородном растворителе Время выдержки 145 суток ТОЛЩИНА ОБРАЗОВАВШЕГОСЯ ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ СОСТАВИЛА 5 – 30 МКМ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА Используемый метод: растровая электронная микроскопия с использованием микроспектрального анализа и дифракции обратно рассеяных электронов

11 ИЗУЧЕНИЕ ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА ТРУБ С ПОКРЫТИЕМ НА ОСНОВЕ АСМОЛА ПОСЛЕ 5 ЛЕТ ЭКСПЛУАТАЦИИ Шлиф материала с внешней стороны трубы Карты распределения плотности углерода а) на внутренней поверхности трубы б) на поверхности с покрытием ВЫВОДЫ: У ПОВЕРХНОСТИ, ОБРАБОТАННОЙ АСМОЛОМ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА ПО ПЛОЩАДИ СТАЛО РАВНОМЕРНЫМ. В ГЛУБИННЫХ СЛОЯХ ТРУБ УГЛЕРОД ЛОКАЛИЗОВАН В КОЛОНИЯХ ПЕРЛИТА. ДАННЫЙ ФАКТ ПОЗВОЛЯЕТ ПРЕДПОЛОЖИТЬ, ЧТО У ПОВЕРХНОСТИ, ОБРАБОТАННОЙ АСМОЛОМ, ПРОИЗОШЛО РАСТВОРЕНИЕ ЦЕМЕНТИТА Шлиф материала с внутренней стороны трубы

12 ВЛИЯНИЕ АСМОЛА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ПРИ СТАТИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ Условия проведения эксперимента Образцы: сталь 08, размер 300×20×2 мм Среда: 40 %-ный раствор асмола Время выдержки 60 суток Количество образцов в серии 5 Механические характеристики : σ в – предел прочности; σ т – предел текучести; δ – относительное удлинение. Результаты испытаний на статическое растяжение и проверки гипотезы о равенстве средних значений ВЫВОДЫ: МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ ОБРАЗЦОВ, НЕ ИЗМЕНИЛИСЬ ПОСЛЕ ВЫДЕРЖКИ В АСМОЛЕ. Предел прочности, кгс/мм 2 Предел текучести, кгс/мм 2 Относительное удлинение, % Образцы исходные Выборочное среднее 31,4020,0051,40 Среднее квадратическое отклонение 0,420,351,95 Образцы после выдержки 60 суток в асмоле Выборочное среднее32,0020,3051,80 Среднее квадратическое отклонение0,351,571,25 Проверка гипотезы о равенстве средних значений Уровень значимости α0,5 Степень свободы k8 Критическое значение t α,k 3,3554 Оценка дисперсии s0,3871, 1371,638 Статистика t–2,454–0,417–0,386 Выполнение условиявыполняется

13 ДЕФЕКТ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ЛЕНТЫ ЛИАМ, ОБРАЗОВАВШИЙСЯ ПРИ ЗАСЫПКЕ ТРУБОПРОВОДА (Срок эксплуатации покрытия – 6 лет) СЛЕДЫ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА МЕТАЛЛЕ ОТСУТСТВУЮТ. ПО ПЕРИМЕТРУ ДЕФЕКТА ОТСУТСТВУЕТ ОТСЛОЕНИЕ ПОКРЫТИЯ. ГАЗОПРОВОД «УРЕНГОЙ-ЦЕНТР-1», Ду 1420 мм, 1454,3 км+30м. ЗАЩИТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ: -1,4 В ГРУНТ: Суглинок, глина с включением камней

14 ВИД КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ, РАЗВИТИЕ КОТОРЫХ БЫЛО ПРИОСТОНОВЛЕНО ПОД ДВУХСЛОЙНЫМ КОМБИНИРОВАННЫМ ПОКРЫТИЕМ НА ОСНОВЕ ЛЕНТЫ ЛИАМ ГАЗОПРОВОД «БУХАРА-УРАЛ-1», Ду 1020 мм, 1732 км. СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОКРЫТИЯ: 3 года. ПОКРЫТИЕ НАНЕСЕНО НА ТРУБЫ С КОРРОЗИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ. ПОСЛЕ 3 ЛЕТ ЭКСПЛУАТАЦИИ: ПРИСУТСТВУЮТ ГЛУБОКИЕ КАВЕРНЫ, СМОЧЕННЫЕ МАСТИКОЙ. КОРРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОСТАНОВЛЕНЫ.

15 ФОРМИРОВАНИЕ ЗАЩИТНОГО ГИДРОФОБНОГО ПЛЕНОЧНОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА

16 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АСМОЛА С ИОНАМИ ЖЕЛЕЗА Продукты коррозии на поверхности металла до взаимодействия с Асмолом Растворение оксидов и гидроксидов железа в Асмоле

17 ОТЛИЧИЕ ПЕРИОДОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК ЖЕЛЕЗА И ЕГО ОКСИДА ИСКАЖЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК ОКСИДА И ЖЕЛЕЗА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА

18 ИЗМЕНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ГИББСА НА ГРАНИЦЕ ЗЕРЕН ЖЕЛЕЗА И В САМОМ ЗЕРНЕ ПОСЛЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С АСМОЛОМ РАСТВОРЕНИЕ ЦЕМЕНТИТА И ВСТРАИВАНИЕ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ДЕФОРМИРОВАННУЮ КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ РЕШЕТКУ