Page 7 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

5

аноди подавали електричну напругу 30 В, струм становив 5 А. Потенціал захисту
об’єкта – -1,2 В.
Для металографічних досліджень використовували оптичний мікроскоп
Neophot 21. Хімічний склад металу анодних заземлювачів та продуктів корозії на їх
поверхні, що утворились під час експлуатації, визначали мобільним
дуговим/іскровим оптичним емісійним спектрометром SPECTROPORT,
застосовуючи атестовані методики вимірювань.
Швидкість корозії сталей визначали гравіметричним та електрохімічним
методами.

Електрохімічні властивості сталей анодних заземлювачів вивчали
потенціодинамічним методом, використовуючи зразки прямокутної форми
1510 мм товщиною 3 мм. За корозивне середовище слугував 3%-й водний розчин
NaCl. Застосовували триелектродну схему: робочий електрод, хлоридсрібний
електрод порівняння і допоміжний – платиновий. Швидкість розгортки потенціалу
1 мВ/с. Поляризаційні криві реєстрували за допомогою програмно-технічного
комплексу, який складався з потенціостата ПІ-2МК-10А, перетворювача
вимірювального забезпечення E14-440D і програмного забезпечення Powergraph.
Концентрацію водню в сталі визначали вакуумно-екстракційним методом за
підвищених температур.
Як корозійно-активні речовини для зниження опору системи анод–ґрунт
використали такі речовини (активатори): № 1 – NH₄NO₃ (аміачна селітра); № 2 –
+
+
2+
2+
відходи хімічного виробництва (32,4% (Na + K ), 19,2% (Са + Мg ), 8,4% NH₄ ,
+
2-
-
17,8% Cl , решта – СО ); № 3 – NaCl.
3
Твердість HB сталі визначали приладом ТШ-2М, характеристики міцності і
пластичності за розтягу циліндричних зразків діаметром робочої частини 5 мм – на
розривній машині ИМ-4Р та ударну в’язкість – методами Шарпі та Менаже на
маятниковому копрі МК-30а.
У третьому розділі проаналізовано низку аспектів експлуатаційної
деградації сталі 20 газопроводу в умовах його катодного захисту.
Металографічним аналізом експлуатованої 51 рік сталі з різних ділянок
трубопроводу виявили такі зміни її структури: розкладання перліту, зміну розміру
зерна, утворення карбідів у фериті і біля меж зерен. Зокрема, ферито-перлітна сталь
у вихідному стані характеризується відношенням площ зерен перліту до фериту
35/65 за шкалою 7 згідно з ГОСТ 8233. Тривала експлуатація спричинила
розкладання перліту у всіх досліджених ділянках трубопроводу, однак, найбільше –
для ділянки 2, розташованої на відстані 8 км від катодної станції: відношення площ
перліт/ферит становило 20/80, що свідчить про суттєві деградаційні процеси у
мікроструктурі сталі. На межах феритних зерен та у самих зернах зафіксували
дисперсні карбіди.
Методом вакуумної екстракції виявили (табл. 1), що середній вміст
залишкового водню в експлуатованому металі значно вищий, ніж у вихідному
матеріалі (труба запасу), за винятком металу з ділянки 1 трубопроводу. Зокрема,
середня кількість водню у металі ділянки 3 у 5,75, а ділянки 2 – у 13,6 рази вища,
ніж для сталі у вихідному стані. Суттєве підвищення кількості водню у сталі