| Abstract |
Работа посвящена разработке метода оперативного контроля и оценки эффективности антикоррозионной защиты углеродистых сталей, работающих в условиях агрессивных сред. В основу метода положен оптический мониторинг и компьютерный анализ состояния рабочей поверхности опытных образцов в условиях имитации агрессивных сред. Представлены результаты исследования эффективности различных ингибиторов коррозии. Особое внимание уделено актуальной проблеме сероводородной коррозии углеродистых сталей, вызывающей серьезные повреждения трубопроводов и технологического оборудования в нефтегазовой промышленности. Рассмотрена классификация существующих ингибиторов и механизмы их действия. Предложена новая концепция оценки эффективности ингибиторов коррозии, разработан и применен оригинальный метод, сочетающий в себе традиционный количественный гравиметрический анализ и качественную оценку с использованием специального программного обеспечения. Такой комплексный подход позволяет не только с высокой точностью определять степень коррозионного поражения, но и детально отслеживать динамику процесса во времени, а также объективно сравнивать эффективность различных ингибиторов. Экспериментальная часть работы включает тестирование широкого спектра азотсодержащих химических соединений, в том числе известных ингибиторных составов товарных марок Поли-Инкор 365 и NORUST® 9805. Исследования проводились в специально созданной среде, имитирующей газовый конденсат. Оценка эффективности антикоррозионной защиты проводилась методом компьютерного анализа изображений, полученных фотофиксацией поверхности опытного образца. Установлено, что наилучшие свойства антикоррозионной защиты демонстрируют дифениламин, глютаминовая кислота и 1-нафтиламин, которые по отдельным параметрам превосходят коммерческие составы, особенно в таких аспектах, как время предотвращения коррозии и скорость ее распространения. Результаты апробации новой методики дают основание для ее использования в дальнейших поисках ингибиторов нового поколения, которые сочетали бы в себе экологическую безопасность, термостабильность и способность эффективно работать при минимальных концентрациях. Достижение и реализация этих критериев позволит существенно снизить как экономические затраты, так и экологическую нагрузку в нефтегазовой отрасли.
Исследования проведены с привлечением лабораторной базы научного центра Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов.
Авторы выражают благодарность Вандерлинскому Феликсу Константиновичу и Серовой Елизавете Валерьевне за помощь в проведении экспериментальных исследований, а также Лукиянчуку Семену Сергеевичу за вклад в математическую обработку экспериментальных данных. |
| References |
1. Чудакова М. В., Овчинников К. А., Ульянов Д. Н., Кунакова А. М., Сайфутдинова Л. Р., Пименов А. А., Максимов А. Л. Ингибиторы углекислотной коррозии: современное состояние исследований и разработок // Записки Горного института. 2025. Т. 271. № 1 (5984). С. 3–21.
2. Пряхин Е. И., Азаров В. А. Исследование защитных свойств фторопластовых полимерных составов на стальных образцах с целью перспективы их применения для внутренних покрытий магистральных газопроводов // Черные металлы. 2025. № 4. С. 62–66.
3. Saychenko L., Tananykhin D., Ashena R. Prevention of Scale in the Downhole Equipment and Productive Reservoir during the Oil Well Operation // Journal of Applied Engineering Science. 2021. Vol. 19, № 2. P. 363–368. DOI: 10.5937/jaes0-29696
4. Шапошников Н. О., Голубев И. А., Хоробров С. В., Ельшин А. В., Шапошников А. О. Автоклавное моделирование коррозионных процессов, происходящих в газопроводе при транспортировке неподготовленной многофазной среды, содержащей СО2 // Записки Горного института. 2022. Т. 258. С. 915–923. DOI: 10.31897/PMI.2022.92
5. Хуторянский Ф. М., Цветков А. Л., Кляцкий Ю. Ю. Современное состояние химико-технологической защиты от коррозии установок первичной переработки нефти. Проблемы, пути совершенствования // Экспозиция Нефть Газ. 2014. № 4 (36). С. 56–59.
6. Пилецкая А. С. Проблемы коррозии при добыче нефти и газа и их устранение // International Journal of Professional Science. 2024. № 3-2. С. 54–60.
7. Леонтьева М. Е., Агаркова М. О., Демидова Ю. В., Демидов П. А., Дронов С. В. Ингибиторы коррозии для защиты технологического оборудования нефтепромышленности, эксплуатируемого в сероводордержащих средах (Обзор) // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2025. Т. 68. Вып. 7. С. 6–19. DOI: 10.6060/ivkkt.20256807.7213
8. Zgonnik P. V., Kuzhaeva A. A., Berlinskiy I. V. The Study of Metal Corrosion Resistance near Weld Joints When Erecting Building and Structures Composed of Precast Structures // Applied Sciences (Switzerland). 2022. Vol. 12. No. 5. Art. 2518. DOI: 10.3390/app12052518
9. Кантюков Р. Р., Запевалов Д. Н., Вагапов Р. К. Оценка влияния эксплуатационных условий на стойкость сталей, применяемых в H2S-содержащих средах на объектах добычи углеводородов // Металлург. 2021. № 12. С. 24–31. DOI: 10.52351/00260827_2021_12_24
10. Perina A. I., Karapetyan K. G., Karaseva A. A., Kireeva E. V., Vanderlinsky F. K., Sharov D. A., Kuzmin K. A. Investigation on Gas Condensate Composition and Properties to Inhibit Its Corrosivity // International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2025. Vol. 38. No. 10. P. 2451–2460. DOI: 10.5829/ije.2025.38.10a.20
11. Vagapov R. K. Resistance of Steels under Operating Conditions of Gas Fields Containing Aggressive CO2 in the Produced Media // Inorganic Materials: Applied Research. 2022. Vol. 13. No. 1. P. 240–245. DOI: 10.1134/S2075113322010397
12. Пряхин Е. И., Прибыткова Д. А. Влияние качества подготовки поверхности труб для теплосетей на их коррозионную стойкость при эксплуатации в условиях подземного залегания // Черные металлы. 2023. № 11. С. 97–102.
13. Вологжанина С. А., Ермаков Б. С., Ермаков С. Б., Хузнахметов Р. М. Влияние условий эксплуатации на формирование нано- и ультрадисперсных дефектов в сварных соединениях // Цветные металлы. 2023. № 8. С. 80–85.
14. Maksarov V. V., Sinyukov M. S. Methods of Ensuring the Quality of Assembly of Non-removable Joints from Dissimilar Materials // International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2026. Vol. 39. No. 5. P. 1191–1199. DOI: 10.5829/ije.2026.39.05b.12
15. Пономарев А. И., Юсупов А. Д. Оценка влияния касательного напряжения на стенке технологических трубопроводов газоконденсатного месторождения на интенсивность углекислотной коррозии // Записки Горного института. 2020. Т. 244. С. 439–447. DOI: 10.31897/PMI.2020.4.6
16. Xu T., Du M., Li G. The performance and mechanisms of imidazoline phosphonate inhibitors in mitigating sulfate-reducing bacteria-induced under deposit corrosion // Corrosion Science. 2025. Vol. 257. Art. 113317. DOI: 10.1016/j.corsci.2025.113317
17. Okafor P., Liu C. B., Liu X., Zheng Y., Wang F., Lin C. Y. Corrosion inhibition and adsorption behavior of Imidazoline salt on N80 carbon steel in CO2 saturated solution and its synergism with thiourea // Journal of Solid State Electrochemistry. 2010. Vol. 14. P. 1367–1376.
18. Issa B., Bazhin V. Yu., Karapetyan K. G. The role of multi-phase metal content in corrosion and premature failure mitigation of steel equipment in oil refineries. Part 1 // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 25. P. 90–96.
19. Gheorghe Răuță D., Matei E., Avramescu S.-M. Recent Development of Corrosion Inhibitors: Types, Mechanisms, Electrochemical Behavior, Efficiency, and Environmental Impact // Technologies. 2025. Vol. 13. No. 3. P. 103. DOI: 10.3390/technologies13030103
20. Солоп Г. Р., Шавшукова С. Ю., Бугай Д. Е., Злотский С. С., Габитов А. И. Разработка органических ингибиторов коррозии оборудования нефтяных производств // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2015. Т. 20. № 4 (80). С. 55–61.
21. Fayomi O. S. I., Akande G., Odigie S. Economic Impact of Corrosion in Oil Sectors and Prevention: An Overview // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1378. Art. 022037. DOI: 10.1088/1742-6596/1378/2/022037
22. Obot I. B., Onyeachu I. B., Umoren S. A., Quraishi M. A., Sorour A. A., Chen T., Aljeaban N., Wang Q. High temperature sweet corrosion and inhibition in the oil and gas industry: Progress, challenges and future perspectives // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2020. Vol. 185. Art. 106469. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106469
23. Денисова А. В. Защита нефтепромыслового оборудования реагентами производства ООО «ФЛЭК» // Нефтепромысловое дело. 2023. № 6. С. 82–89.
24. Ингибиторы коррозии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://polyex.ru/catalog/ingibitory/podrazdel-6/ (дата обращения: 16.10.2025).
25. Пумпянский Д. А., Пышминцев И. Ю., Мальцева А. Н. и др. Структура и свойства стали для производства высокопрочных труб нефтегазового сортамента в сероводородостойком исполнении // Металлург. 2022. № 10. С. 8–13. DOI: 10.52351/00260827_2022_10_8
26. Болобов В. И., Жуков В. С., Цветков А. С., Тигранян Г. А., Кондратьева В. М. Использование метода магнитной анизотропии для установления границ стресс-коррозионного поражения и профилактики водородных повреждений трубных сталей // Черные металлы. 2025. № 4. С. 55–61.
27. Muthamma K., Preethi P., Lavanya M. N., Rao S. Corrosion Inhibition of Mild Steel in Acidic Media by N-[(3,4-Dimethoxyphenyl)Methyleneamino]-4-Hydroxy-Benzamide // Journal of Bio- and Tribo-Corrosion. 2021. Vol. 7. Art. 112. DOI: 10.1007/s40735-020-00439-7
28. Lu Y. A Novel Imidazoline Derivative Used as an Effective Corrosion Inhibitor for Carbon Steel in a CO2/H2S Environment // International Journal of Electrochemical Science. 2019. Vol. 14. P. 8579–8594. DOI: 10.20964/2019.09.06
29. Iravani D., Esmaeili N., Berisha A., Akbarinezhad E., Hosseini Aliabadi M. The quaternary ammonium salts as corrosion inhibitors for X65 carbon steel under sour environment in NACE 1D182 solution: Experimental and computational studies // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2023. Vol. 656. Part B. Art. 130544. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.130544
30. Кузнецова Н. И., Слива С. А. Методы и средства обнаружения и контроля коррозионных повреждений при диагностировании технического состояния объекта // Энергетические установки и технологии. 2022. Т. 8. № 4. С. 71–82.
31. Zhang H., Wu Z., Chen Y., Feng K., Yan H., Song H., Luo C., Hu Z. Real-time monitoring of the corrosion behaviour of the 304SS in HCl solution using BPNN with joint image recognition and electrochemical noise // Corrosion Science. 2024. Vol. 228. Art. 111779. DOI: 10.1016/j.corsci.2023.111779
32. Yılmaz Y., Nayır S., Erdoğdu Ş. Real-time detection of steel corrosion defects using semantic and instance segmentation models based on deep learning // Materials Today Communications. 2025. Vol. 44. Art. 112050. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2025.112050
33. Ali A. A. I. M., Jamaludin S., Imran M. M. H., Ayob A. F. M., Ahmad S. Z. A. S., Akhbar M. F. A., Suhrab M. I. R., Ramli M. R. Computer Vision and Image Processing Approaches for Corrosion Detection // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. Vol. 11. No. 10. Art. 1954. DOI: 10.3390/jmse11101954
34. Rios M., Ivson P., Roehl D. Automatic corrosion segmentation and classification using image processing and machine learning // Journal of Ocean Engineering and Marine Energy. 2025. P. 1–18. DOI: 10.1007/s40722-025-00445-2
35. Asmara Y., Kurniawan T., Ijost I. Corrosion Prediction for Corrosion Rate of Carbon Steel in Oil and Gas Environment: A Review // Indonesian Journal of Science and Technology. 2018. Vol. 3. No. 1. P. 64–74. DOI: 10.17509/ijost.v3i1.10808
36. Родионова И. Г., Науменко В. В., Амежнов А. В. и др. Исследование стойкости против СО2-коррозии трубных сталей в нефтепромысловых средах различного состава. Часть 1 // Сталь. 2022. № 8. С. 39–45.
37. Родионова И. Г., Науменко В. В., Амежнов А. В. и др. Исследование стойкости против СО2-коррозии трубных сталей в нефтепромысловых средах различного состава. Часть 2 // Сталь. 2022. № 9. С. 37–43. |
