Analysis of Metal Corrosion under Conditions of Mechanical Impacts and Aggressive Environments

Abstract

Based on standpoints of the surface physics, fracture mechanics and electrochemistry, a mathematical model of the physical and chemical processes near the crack tip of a metal under mechanical loads in aqueous electrolyte solutions is developed. Calculations of the energy and electrochemical characteristics are performed for the steel 20 in the 3% solution of sodium chloride. Parameters of the Tafel-type relationship between the anode current and the difference of electrode potentials are analysed. Well-known Kaeshe expression for the current density on the juvenile surface of a crack bottom is generalized both by linear approximation of the dependence of corrosion current density on surface energy of plastic deformation of the metal and with accounting for increase of mechanical tensile stress up to yield limit. З позицій фізики поверхні, механіки руйнування та електрохемії сформульовано математичний модель фізико-хемічних процесів у вершині тріщини металу при його механічному навантаженні у водному розчині електроліту. Проведено розрахунки енергетичних та електрохемічних характеристик для криці 20 у 3% розчині хлориду натрію. Проаналізова-

Detection of specific features in the functioning of a system for the anti-corrosion protection of underground pipelines at oil and gas enterprises using neural networks

“…The specified work [3] does not take into account the possibility to consider the plant of cathodic protection (PCP) in the conjunction with UMP. Simulation of corrosion processes in a pipeline taking into account anodic currents, electrode potentials and energy characteristics of inter-phase layers can be conducted based on the relationships in article [4]. Article [4] does not take into consideration the possibilities of consideration of the plant of cathodic protection (PCP), specifically, polarization potential, in the conjunction with UMP.…”

“…To evaluate the resource of oil and gas pipelines, it is necessary to take into consideration the general principles of assessment of strength and durability of the elements of a structure, and the correspondent equipment was described in monograph [5]. However, it does not consider the procedure of modeling of corrosion processes [4] and approaches of correct measurement of polarization potential [6]. The appropriate diagnostic studies make it possible to estimate the levels of economic losses, loss of people's lives and environmental pollution [7].…”

Improvement of the toolset for diagnosing underground pipelines of oil and gas enterprises considering changes in internal working pressure

“…Paper [16] gives information on the SCF for corrosion pits. The connection between the energy characteristics of interphase layers and a metal's SCF is partially presented in [17,18]. However, the cited papers [16][17][18] do not provide information about pits and characteristics of interphase layers with respect to electrical currents and potentials.…”

Determination of economic losses of gas transportation companies from accidents on gas transmission pipelines

“…Звідси очевидно, що розмір втрат від аварії та відмов на МГ значною мірою залежить від: 1) якості застосовуваної системи протикорозійного захисту (заходів, методів, способів і засобів контролю) [3,5,25,26,27]; 2) від дотримання правил безпечної експлуатації МГ [5]. Тут важливе місце належить пошуку оптимального вирішення проблеми діагностування стану поверхневих шарів металу підземних трубопроводів з урахуванням впливу корозійного середовища за допомогою штучних нейронних мереж (ШНМ) [5,12,17].…”

“…Запропонована методика розрахунку економічних втрат, викликаних відмовами та аваріями на підземних трубопроводах, враховує підхід нейронних мереж, співвідношення (1)-(6), і має переваги над існуючими [3,25], оскільки характеризує: 1) нелінійний критерій якості [26]; 2) вплив енергетичних характеристик міжфазних шарів і агресивного середовища на корозійні процеси в металі [27]; 3) нелінійний характер системи моніторингу [5,21].…”