МАГИСТРАЛЬДЫҚ ҚҰБЫРЛАРДЫ КОРРОЗИЯДАН ҚОРҒАУДЫҢ ПЕРСПЕКТИВАЛЫҚ ӘДІСТЕРІ

PROMISING METHODS FOR PROTECTING MAIN PIPELINES FROM CORROSION

Erlan Nasratdinov

Master's student of the Kazakh National Research Technical University named after K. I. Satpayev, Kazakhstan, Almaty

Saulet Shayahmetov

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Kazakh National Research Technical University named after K. I. Satpayev, Kazakhstan, Almaty

Аннотация. Коррозия – бұл магистральдық құбырлардың ұзақ мерзімділігіне қауіп төндіретін басты факторлардың бірі. Бұл мақалада коррозиядан қорғаудың заманауи әдістері қарастырылады, оның ішінде катодтық қорғау, ингибиторларды қолдану, арнайы қорғаныс жабындары және нанотехнологиялар. Қазақстанда және әлемде осы технологияларды енгізудің соңғы ғылыми зерттеулері мен практикалық тәжірибелері талданады. Сонымен қатар, әртүрлі әдістердің тиімділігі бағаланып, олардың артықшылықтары мен шектеулері көрсетілген.

Abstract. Corrosion is one of the main factors that threaten the durability of main pipelines. This article discusses modern methods of corrosion protection, including cathodic protection, the use of inhibitors, special protective coatings and nanotechnology. The latest scientific research and practical experience of the introduction of these technologies in Kazakhstan and the world are analyzed. In addition, the effectiveness of various methods is evaluated and their advantages and limitations are indicated.

Кілт сөздер: магистральдық құбырлар, коррозия, қорғау, ингибиторлар, катодтық қорғау, жабындар, диагностика.

Keywords: main pipelines, corrosion, protection, inhibitors, cathodic protection, coatings, diagnostics.

Магистральдық құбырлар мұнай мен газды тасымалдау үшін маңызды инфрақұрылым болып табылады және олардың сенімділігі мен қауіпсіздігі экономика үшін стратегиялық мәнге ие. Алайда, коррозияның әсерінен құбырлар бүлініп, апаттар туындауы мүмкін. Халықаралық коррозияны бақылау қауымдастығының (NACE) мәліметтері бойынша, әлемдік деңгейде коррозиямен күресуге жұмсалатын жыл сайынғы шығындар жалпы ішкі өнімнің (ЖІӨ) шамамен 2,5%-ын құрайды. Қазақстанда магистральдық құбырлардағы ақаулардың 30%-дан астамы коррозияға байланысты, бұл мәселенің маңыздылығын арттырады.

Зерттеудің мақсаты – коррозиядан қорғаудың заманауи әдістерін қарастыру, олардың тиімділігін бағалау және Қазақстан жағдайында қолдану бойынша ұсыныстар әзірлеу.

Коррозиядан қорғау әдістері

1. Катодтық қорғау

Катодтық қорғау – коррозияны болдырмаудың ең тиімді әдістерінің бірі. Бұл әдіс құбырларға сыртқы электр тогын беру немесе арнайы анодтарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады.

1.1. Жұмыс принципі

• Анодтық қорғау – магний, алюминий немесе мырыш сияқты металдардан жасалған құрбандық анодтарды қолдану.
• Дренаждық қорғау – құбырды тұрақты ток көздеріне қосу арқылы электрохимиялық реакцияларды басу.

1.2. Қазақстандағы қолдану мысалдары

Қазақстанда "КазТрансГаз" компаниясы магистральдық газ құбырларына катодтық қорғауды енгізу арқылы коррозиялық зақымдану деңгейін 40%-ға төмендетті.

1.3. Әдістің тиімділігі

Ғылыми зерттеулер көрсеткендей, катодтық қорғау коррозия жылдамдығын 85-95%-ға төмендетіп, құбырдың қызмет ету мерзімін 20-30 жылға ұзартуға мүмкіндік береді.

2. Ингибиторлар арқылы қорғау

Коррозия ингибиторлары – тасымалданатын ортаға қосылатын химиялық заттар, олар металдың бұзылуын баяулатады.

2.1. Ингибиторлардың түрлері

• Анодтық ингибиторлар – құбырдың ішкі бетінде қорғаныш қабатын түзеді.
• Катодтық ингибиторлар – электрохимиялық реакцияларды тежейді.
• Аралас ингибиторлар – кешенді әсер ету механизмін қолданады.

2.2. Тиімділікті бағалау

Каспий өңіріндегі мұнай құбырларында жүргізілген сынақтар көрсеткендей, ингибиторларды пайдалану металл шығынын 60-70%-ға азайтады.

2.3. Халықаралық тәжірибе

Ресейдің "Транснефть" компаниясы ингибиторларды қолдану арқылы құбыр желілеріндегі апаттылық деңгейін 30%-ға төмендетті.

3. Қорғаныс жабындары

Құбырларды коррозиядан қорғаудың кең таралған әдістерінің бірі – арнайы жабындар қолдану.

3.1. Жабын түрлері

• Полимерлі жабындар (эпоксидті, полиуретанды) – агрессивті ортаға төзімділігі жоғары.
• Керамикалық жабындар – құбырлардың ішкі жағын қорғау үшін қолданылады.
• Композиттік жабындар – жетілдірілген беріктік қасиеттерімен ерекшеленеді.

3.2. Жабындардың тиімділігі

Статистика бойынша, арнайы қорғаныс жабындарын қолдану құбырдың қызмет ету мерзімін екі-үш есеге арттырып, коррозиялық зақымдануды 90%-ға төмендетеді.

4. Нанотехнологиялар және жаңа материалдар

4.1. Графен және наноқаптамалар

Графенді жабындар құбырларды 100%-ға дейінгі деңгейде қорғап, су мен химиялық реагенттердің енуін болдырмайды.

4.2. Соңғы зерттеулер

2023 жылы Массачусетс технологиялық институтының ғалымдары көміртекті нанотүтікшелер негізіндегі жабындардың коррозиялық төзімділікті 4 есеге арттыратынын анықтады.

Қорытынды және перспективалар.

Коррозиядан қорғаудың заманауи әдістерін енгізу мыналарды қамтамасыз етеді:

• Коррозияның әсерін 70-90%-ға төмендету.
• Құбырдың қызмет ету мерзімін 50 жылға дейін ұлғайту.
• Жөндеу және ауыстыру шығындарын 35-40%-ға азайту.

Келешектегі зерттеулер өздігінен қалпына келетін жабындар, биотехнологиялық ингибиторлар және интеллектуалды коррозия мониторингі жүйелерін әзірлеуге бағытталуы тиіс.