Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Enhancement of the corrosion resistance for stainless steel 316 by applying laser shock peening

Jasim Sarah A., Ayesh Ammar, Kadhim A., Abdullah Oday I.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2024

|

Vol. 26, nr 1

1--7

EN

This research paper focuses on enhancing the surface characteristics of the 316 stainless steel (SS316) alloy, including roughness, microhardness, and corrosion resistance. Where the application of ND-YAG laser technology, a highly relevant and timely area, was investigated deeply. The Q-switching Nd: YAG Laser was used with varying laser energy levels within the context of the laser shock peening (LSP) technique. The corrosion resistance of the 316 ss alloy is evaluated in a corrosive environment of 500 mL of saliva (with a pH of 5.6) through electrochemical corrosion testing. Corrosion rate was determined based on the analysis of polarization curves. The outcomes of this research reveal that as the laser energy was increased, there was a noticeable enhancement in the mechanical properties of the 316 ss alloy’s surface. Importantly, the corrosion rate experiences a significant reduction, decreasing from 4.94 mm/yr to 3.59 mm/yr following laser shock peening (LSP) application.

2

The impact of corrosion on the fatigue strength of steel used in bridge structures

Wysokowski Adam

Ochrona przed Korozją

|

2024

|

nr 1

2--8

EN

The phenomenon of corrosion, its processes and dependence on the physicochemical properties of the corroded material and the environment in which it occurs, as well as issues related to corrosion protection, are the subject of numerous research papers. Despite the preliminary recognition of the impact of corrosion pitting on the fatigue of structural steel elements, in particular, the impact of notches on the reduction of fatigue strength, appropriate coefficients have not yet been introduced in most of the standards for the design of steel bridges in the world, including Poland. The paper will present the results of the author’s research work on the estimation of the effect of corrosion on the fatigue capacity of rail and road steel bridge structures in service. The study was performed on two types of bridge steel commonly used in existing, in-service bridge structures. In order to determine the magnitude of the title phenomenon, an atmospheric corrosion simulation facility was set up for the tests. The experimental results unequivocally showed a significant decrease in the fatigue limit for both bridge steels and up to 50% of the initial condition.

PL

Zjawisko korozji, jej procesy oraz zależności od właściwości fizykochemicznych korodowanego materiału i środowiska, w jakim zachodzi, a także zagadnienia związane z ochroną antykorozyjną są tematem licznych prac badawczych. Pomimo wstępnego rozpoznania w zakresie wpływu wżerów korozyjnych na zmęczenie stali konstrukcyjnych, w szczególności wpływu karbów na obniżenie wytrzymałości zmęczeniowej, nie wprowadzono dotychczas odpowiednich współczynników w większości światowych, także polskich normatywów dotyczących projektowania mostów stalowych. Artykuł przedstawia wyniki autorskich prac badawczych nad oszacowaniem wpływu korozji na nośność zmęczeniową eksploatowanych stalowych konstrukcji mostowych – kolejowych i drogowych. Badania przeprowadzono na dwóch rodzajach stali mostowej powszechnie stosowanej w konstrukcjach eksploatowanych obiektów mostowych. W celu określenia skali wpływu korozji na wytrzymałość zmęczeniową stali stosowanej w konstrukcjach mostowych na potrzeby badań wykonano stanowisko do symulacji korozji w warunkach atmosferycznych. Wyniki badań jednoznacznie wykazały znaczny spadek granicy wytrzymałości zmęczeniowej w wypadku obu stali mostowych, i to nawet na poziomie 50% stanu wyjściowego.

3

Assessing the Corrosion and Scaling Potential of Drinking Water in Morocco Using Water Stability Indices

El Baroudi Hind, Ouazzani Chadia, Moustaghfir Abdellah, Er-Ramly Azzeddine, El Baroudi Youssef, Dami Abdallah, Balouch Lhousaine

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2024

|

Vol. 25, iss. 2

130--139

EN

Corrosion and scaling occur in water distribution systems. However, not much data is available concerning this issue in Morocco. This study aimed to evaluate the corrosive and scaling potential of drinking water in the water distribution systems of several cities in Morocco using water stability indices and other physicochemical parameters. For this purpose, 100 samples were collected, mainly from the cities in the Rabat-Salé-Kenitra region of Morocco. The results of the physicochemical analysis of 100 collected samples show that the means of the pH, total alkalinity, calcium hardness, chloride, temperature, and total dissolved solids are 7.577 ± 0.23, 173.6± 52.04 mg/l as CaCO3, 212.57 ± 98.18 mg/l as CaCO3, 418.7 ± 407.75 mg/l, 25.16 ± 1.58 °C, 597.5 ± 435.74 mg/l, respectively. The mean values of the water stability indices are 0.1158 ± 0.38, 7.345 ± 0.68, 7.132 ± 0.86, and 12.41 ± 0.35 for the Langelier saturation index (LSI), the Ryznar stability index (RSI), the Puckorius scaling index (PSI), and the aggressive index (AI), respectively. The water samples show corrosive tendencies of 41%, 75%, 97%, and 13% based on the LSI, RSI, PSI, and AI, respectively, and are considered supersaturated and likely to scale, corrosive, and non-aggressive. The water samples in Rabat, Salé, Bouknadel, and Kenitra were mostly supersaturated with a tendency to scale, with the highest percentage of stable water while the water in Khemisset and Tiflet was mostly corrosive, with Tiflet recording the highest chloride content of 3220.1 mg/l. The scaling and corrosive potential of water varied depending on the source of water in each city. Therefore, it is essential to continuously supervise the stability of water at different points of water distribution systems, create an adapted approach for each city, and instill strict national standards for the physicochemical parameters that affect corrosion and scaling to ensure safe drinking water.

4

Historia pochówku i pierwsza konserwacja mosiężnego sarkofagu marszałka Józefa Piłsudskiego

Trzos Agnieszka

Wiadomości Konserwatorskie

|

2023

|

Nr 75

118--128

PL

W artykule omówiono najważniejsze zagadnienia związane z pierwszą konserwacją mosiężnego sarkofagu marszałka Józefa Piłsudskiego, która miała miejsce w 2018 roku w ramach tzw. projektów kluczowych Społecznego Komitetu Odnowy Zabytków Krakowa. Opisano nietypową budowę technologiczną trumny, która miała być formą przejściową, a która od blisko 90 lat osłania szczątki marszałka. Scharakteryzowano stan zachowania trumny przed konserwacją oraz sumarycznie przedstawiono przebieg prac konserwatorskich.

EN

The article discusses the most important issues related to the first conservation of the brass sarcophagus of Marshal Józef Piłsudski, which happened in 2018 as part of the so-called key projects of the Social Committee for the Renovation of Cracow Historical Monuments (Społeczny Komitet Odnowy Zabytków Krakowa). It describes the untypical technological construction of the sarcophagus, which was intended to be a transitional form, and which has encased the Marshal’s remains for nearly 90 years now. It characterizes its state of preservation before conservation, and summarizes the course of conservation work.

5

Powłoki natryskiwane plazmowo dla potrzeb przemysłu chemicznego

Morel Sławomir

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 4

355--361

PL

Opisano przeznaczenie i zakres zastosowań powłok natryskiwanych cieplnie. Scharakteryzowano plazmę stosowaną do natryskiwania powłok. Dokonano ogólnej charakterystyki najczęściej stosowanych materiałów powłokowych i wyszczególniono ważniejsze właściwości powłok decydujące o ich przydatności dla potrzeb przemysłu i gospodarki. Przytoczono ważniejsze przykłady eksploatacji urządzeń pracujących z natryskanymi powłokami, zamieszczając osiągnięte efekty oddziaływania powłok na wzrost trwałości i efektywności pracy cieplnej.

EN

A review, with 14 refs, of the range of applications of thermal sprayed coatings using plasma. The plasma used for spraying coatings was characterized. The general characteristics of the most commonly used coating materials were presented, and the most important coating properties detg. their suitability for industrial applications were indicated. Examples of the operation of devices working with sprayed coatings were given, including the effects of coatings on increasing the durability and efficiency of thermal operation.

6

Trwałość betonu w konstrukcji w świetle wymagań normowych klas ekspozycji

Gruszczyński Maciej, Lenart Małgorzata

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 11-12

34--38

PL

Założona trwałość betonu według normy PN-EN 206 wynosi 50 lat. Jest to okres, w którym można bezproblemowo eksploatować konstrukcję betonową/żelbetową bez większych remontów, a jedynie stosując jej bieżącą konserwację. Uwzględniając ten założony okres trwałości, klasy ekspozycji, wyspecyfikowane w PN-EN 206 oraz w krajowym uzupełnieniu PN-B-06265, przedstawiają wymagania w stosunku do składu betonu, jak i jego właściwości. W artykule omówiono wymagania materiałowe określone w poszczególnych klasach ekspozycji, skupiając się na klasie ekspozycji XF związanej ze znakozmiennym oddziaływaniem środowiska.

EN

The assumed durability of concrete according to the PN-EN 206 standard is 50 years. This is the period during which the concrete or reinforced concrete structure can be used without any problems, without major renovations and only with ongoing maintenance. Taking into account this durability period, the exposure classes specified in PN-EN 206 and in the national supplement PN-B-06265 present the requirements for the composition of concrete and its properties. The article discusses the material requirements specified in individual exposure classes focusing on the XF exposure class related to freezing and thawing environmental influences.

7

Guided waves in ship structural health monitoring – a feasibility study

Roch Emil, Zima Beata, Woloszyk Krzysztof, Garbatov Yordan

Polish Maritime Research

|

2023

|

nr 2

76--84

EN

Ships and offshore structures operate in a severe corrosion degradation environment and face difficulty in providing longlasting corrosion protection. The Classification Societies recommend regular thickness measurements leading to structural component replacements, to ensure structural integrity during service life. The measurements are usually performed using ultrasonic thickness gauges and such an approach requires multiple measurements of the corroded structural components. Otherwise, the collected data are insufficient to precisely assess the corrosion degradation level. This study aims to perform numerical and experimental analyses to verify the use of guided ultrasonic waves in defining the corrosion degradation level of the corroded structural components of a ship. The study incorporates the fundamental antisymmetric Lamb mode, excited by piezoelectric transducers attached at the pre-selected points on stiffened panels, representing typical structural ship components. The specimens are exposed to accelerated marine corrosion degradation, the influence of the degree of degradation on the wave time of flight being analysed. The study indicates that guided waves are a promising approach for diagnosing corroded structural components. The signals characterised by a high signal-to-noise ratio have been captured, even for relatively long distances between the transducers. This proves that the proposed approach can be suitable for monitoring more extensive areas of ship structures by employing a single measurement.

8

Powder coatings in anti-corrosion applications of steel structures – an attempt to adapt the requirements to the scheme of the PN-EN ISO 12944 standard

Kunce Izabela

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 3

71--86

EN

The article summarises the information available in the standards for powder coatings in anti-corrosion applications and relates it to the various parts of the PN-EN ISO 12944 standard series. The scope of the PN-EN ISO 12944 series of standards applies to paint systems for the corrosion protection of steel structures, whose components consist of unalloyed or low-alloyed steel with thicknesses of not less than 3 mm. These standards provide a guide to all steps in the realisation of corrosion protection with liquid paints, but can also be a valuable source of information when using powder coatings in corrosion protection applications.

PL

W artykule podsumowano informacje dostępne w normach dotyczących powłok proszkowych w zastosowaniach antykorozyjnych i odniesiono je do poszczególnych części serii norm PN-EN ISO 12944. Ich przedmiotem są systemy malarskie do ochrony antykorozyjnej konstrukcji stalowych, których elementy są wykonane ze stali niestopowej lub niskostopowej o grubości nie mniejszej niż 3 mm. Normy te opisują wszystkie etapy realizacji zabezpieczeń antykorozyjnych z wykorzystaniem farb ciekłych, ale mogą również stanowić cenne źródło informacji w wypadku wykorzystania farb proszkowych w zastosowaniach antykorozyjnych.

9

Overview of corrosion problems of tower structures and proposals for their solution

Królikowska Agnieszka, Kunce Izabela

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 10

314--323

EN

Tower structures very often have a lattice design, which creates many problems in the proper application and maintenance of anti-corrosion coatings. Solutions to this problem include selection of corrosion resistant materials for the structure and appropriate methods of joining the elements of the structure, achieving the highest possible degree of surface preparation, careful application of coatings and their seasoning, proper protection of areas where the structure is anchored to the ground, applying additional methods of protection such as sacrificial protection. Problems with the durability of tower structures and suggestions for their improvement are presented based on the authors’ own research and literature reports.

PL

Obiekty wieżowe bardzo często mają konstrukcję kratową, co stwarza wiele problemów w zakresie prawidłowego wykonania i utrzymania powłokowych zabezpieczeń antykorozyjnych. Rozwiązaniami są: wybranie trwałego korozyjnie materiału konstrukcji oraz odpowiednich metod łączenia jej elementów, dążenie do jak najwyższego stopnia przygotowania powierzchni, staranne nanoszenie powłok i ich sezonowanie, prawidłowe zabezpieczanie miejsc osadzenia konstrukcji w gruncie, poszukiwanie dodatkowych metod ochrony, takich jak np. ochrona protektorowa. Problemy dotyczące trwałości obiektów wieżowych i propozycje jej podwyższenia przedstawiono na podstawie przeprowadzonych badań i studiów literatury przedmiotu.

10

Impact of the acidity of the medium on the corrosion resistance of the boronized surface layer – based on the cross-section of the boronized layer obtained on X6CrNiTi18-10 steel

Jagielska-Wiaderek Karina, Klimecka-Tatar Dorota

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 10

324--328

EN

The paper presents the results of research on the impact of the acidity of the environment on the corrosion resistance of X6CrNiTi18-10 steel after the boronizing process. The assessment of the corrosion resistance of the surface layer was carried out using the method of progressive thinning, which consists in performing corrosion tests on increasingly deeper areas of the layer. The use of such methodology in corrosion tests allows to track changes in individual parameters read from the potentiokinetic polarization curves and, consequently, to plot their depth profiles. The resistance of the boronized layer to general corrosion was tested in acidified sulphate solutions with three pH values: 1, 2 and 4. The structure and properties of the resulting surface layer were assessed on the basis of structural tests and microhardness changes on the cross-section of the surface-treated material. It has been found that the corrosion rate of the general surface layer is 3–4 times higher than the corrosion rate of core material, but only for strongly acidic environments. The characteristics of the passive state of steel deteriorate in particular, which is visible by the increase in the value of the critical passivation current, the minimum current in the passive range and by limiting the tendency to secondary passivation. For less acidic environments, boronization generally leads to deterioration of corrosion resistance, however, this deterioration is less than expected.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu kwasowości środowiska na odporność korozyjną warstwy wierzchniej na stali typu X6CrNiTi18-10 po procesie naborowywania. Ocenę odporności korozyj nej warstwy przeprowadzono, wykorzystując metodę postępującego ścieniania, która polega na wykonywaniu testów korozyjnych na coraz głębiej położonych obszarach warstwy. Zastosowanie takiej metodyki w badaniach korozyjnych pozwala śledzić zmiany poszczególnych parametrów odczytywanych z potencjokinetycznych krzywych polaryzacji oraz wykreślić ich profile głębokościowe. Badania odporności na korozję ogólną warstwy naborowanej wykonano w zakwaszonych roztworach siarczanowych o trzech wartościach pH: 1, 2 i 4. Budowę i własności powstałej warstwy wierzchniej oceniono na podstawie badań strukturalnych oraz zmian mikrotwardości na przekroju poprzecznym obrobionego powierzchniowo materiału. Stwierdzono, że szybkość korozji ogólnej warstwy wierzchniej jest 3–4-krotnie większa niż szybkość korozji osnowy tylko dla silnie kwaśnych środowisk. Szczególnemu pogorszeniu ulegają charakterystyki stanu pasywnego stali, co uwidacznia się przez wzrost wartości krytycznego prądu pasywacji, minimalnego prądu w zakresie pasywnym oraz przez ograniczenie tendencji do pasywacji wtórnej. W wypadku środowisk mniej kwaśnych naborowanie prowadzi generalnie do pogorszenia odporności korozyjnej, jednak pogorszenie to jest mniejsze od oczekiwanego.

11

High-temperature oxidation of Fe40Al5Cr0.2ZrB and TiAl intermetallic phase alloys

Cebulski Janusz

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 6

170--174

EN

A comparison of high-temperature corrosion resistance was carried out between Fe40Al5Cr0.2ZrB intermetallic phase-based alloy and TiAl alloy by annealing in air at 1000°C for 50 h, 100 h, 200 h, and 500 h. The extent of oxide scale formation on the surface of both alloys was determined and related to the initial surface condition before the oxidation process. The surfaces of both materials were analyzed and compared after the same annealing time. The surface condition before and after oxidation was examined using a stereoscopic microscope. The kinetics of the oxidation process at 1000°C over a period of 500 h were determined. Samples after oxidation were observed using a Hitachi S-4200 scanning electron microscope. Additionally, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was performed to analyze the chemical composition of all tested samples of both materials after oxidation. The relationship between the occurrence of corrosion products for each of the tested materials and the annealing time was demonstrated.

PL

W pracy dokonano porównania odporności na korozję wysokotemperaturową stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Fe40Al5Cr0,2ZrB i stopu TiAl poprzez wyżarzanie w powietrzu w temperaturze 1000°C przez 50 h, 100 h, 200 h i 500 h. Określono powierzchnię zgorzeliny tlenkowej obu stopów i odniesiono te dane do stanu powierzchni przed procesem utleniania. Przeanalizowano i porównano powierzchnie obu materiałów po jednakowym czasie wyżarzania. Badania stanu powierzchni przed utlenianiem i po utlenianiu wykonano za pomocą mikroskopu stereoskopowego. Wyznaczono kinetykę procesu utleniania w temperaturze 1000°C w czasie 500 h. Próbki po procesie utleniania obserwowano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego Hitachi S-4200. Przeprowadzono również mikroanalizę rentgenowską składu chemicznego (EDS) wszystkich badanych próbek obu materiałów po utlenianiu. Wykazano zależność między występowaniem produktów korozji każdego z badanych materiałów a czasem wyżarzania.

12

Bezpośrednie straty korozyjne wynoszą 3% PKB, czyli 69,7 mld zł. Warto je odzyskać

Królikowska Agnieszka

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 4

113--117

PL

W artykule zwrócono uwagę na negatywne skutki korozji i powodowane nią straty. Opisano wpływ korozji na codzienne życie. Zwrócono uwagę na potrzebę systemowej, skutecznej walki z procesem korozji. Wskazano konieczność uregulowania kwestii dotyczących funkcji inspektora antykorozji oraz specjalności korozyjnej w Prawie budowlanym.

EN

The negative effects of corrosion and the losses it generates have been highlighted in the article. The impact of corrosion on daily life is described. Attention is drawn to the necessity for a systemic, effective way of tackling the corrosion process. The need for regulating the function of corrosion inspector and corrosion specialisation in the Construction Law is also pointed out.

13

Szybkość korozji stali S235JR po wyżarzaniu normalizującym w środowisku 5% NaCl w temperaturze 20°C

Tomasz Lipiński

Obróbka Metalu

|

2023

|

nr 4

51--54

PL

Stal gatunku S236JR jest bardzo często używanym tworzywem konstrukcyjnym. Swoją popularność zawdzięcza głównie stosunkowo dobrej wytrzymałości mechanicznej przy dobrej spawalności i ekonomicznej cenie. Oprócz powyższych zalet ma ona również istotną wadę, którą jest słaba odporność na korozję. Stal ta nie jest zatem predysponowana do stosowania w środowisku agresywnym. Niestety warunki pracy materiałów konstrukcyjnych są różne . trudno niekiedy wyeliminować środowiska korozyjne. Najczęstszym środowiskiem korozyjnym, w którym stal ta jest stosowana, to środowisko zawierające chlorki sodu. W niniejszej pracy opisano przeprowadzone badania stali S236JR w środowisku 5% wodnego roztworu NaCl. Ponieważ badana stal występuje w różnych formach dostawy, materiał badawczy poddano wyżarzaniu normalizującemu. Badania przeprowadzono w temperaturze 20°C. Ubytek masowy określano metodą wagową. Szybkość korozji obliczano z równań przeznaczonych dla opisu procesu korozyjnego stali odpornych na korozję.

EN

Summary: S236JR grade stl is a very commonly used construction material. Its popularity is mainly due to its relatively good mechanical strength with good weldability and economical price. In addition to the above advantages, it also has a significant disadvantage, which is poor corrosion resistance. This steel is therefore not predisposed to use in aggressive environments. Unfortunately, the working conditions of construction materials are different – it is sometimes difficult to eliminate corrosive environments. The most common corrosive environment in which this steel is used is one containing sodium chloride. The present work describes the testing of S236JR steel under a 5% aqueous NaCl solution. Since the test steel comes in different forms of delivery, the test material was subjected to normalizing annealing. The tests were carried out at 20°C. The mass decrement was determined by weight method. The corrosion rate was calculated from equations designed to describe the corrosion process of corrosion resistant steels.

14

Study of the effectiveness of the new inhibitor in different aggressive media

Gurbanov Huseyn R., Talybov Gulahmad M., Adygezalova Mehpara B., Zhang Yu X.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 7

478--483

EN

The corrosion protection effect of the new S-1 reagent in media with the pH values of 2.0, 4.0, 6.0, as well as carbon dioxide and hydrogen sulfide added separately and combined to the mentioned media, was first tested under laboratory conditions. The protective effect of reagent S-1 was weak in the corrosion medium without hydrogen sulfide and carbon dioxide. However, as the acidity of the medium and the concentration of the reagent increases, the corrosion protection efficiency of the inhibitor also increases. The highest effect is observed at pH = 2.0 and reagent concentration of 30 mg/l. The corrosion protection effect of the reagent reaches 97% under these conditions. In the media with pH = 4.0 and pH = 6.0 without carbon dioxide and hydrogen sulfide, the protective effect of the inhibitor at the optimal concentration of 30 mg/l is 66% and 64%, respectively. In the medium with added carbon dioxide, the protective effect of inhibitor S-1 decreases at pH = 2.0 and, on the contrary, increases at the values of pH = 4.0 and pH = 6.0. Also, as the pressure of carbon dioxide in the medium increases, the protective effect of inhibitor S-1 increases. When hydrogen sulfide is added to the medium, it causes an increase in the corrosion rate and the protection efficiency of inhibitor S-1. However, in the medium without inhibitor, the increase of hydrogen sulfide concentration only up to CH2S = 400 mg/l is accompanied by an increase in the corrosion rate at all values of pH. The addition of 1000 mg/l of hydrogen sulfide to the corrosion medium leads to the decrease in the corrosion rate in the medium without inhibitors and a slight decrease in the protective effect at the concentration of the inhibitor Cinh = 10 mg/l. As the concentration of inhibitor S-1 increases in the medium with the addition of carbon dioxide and hydrogen, its corrosion protection effect also increases. In the range of Cinh = 10–30 mg/l, when PCO2 = 0.5 atm and CH2S = 200 mg/l, the protective effect is estimated at 38–99%, and when CH2S = 1000 mg/l, it is estimated at 17–79%. At PCO2 = 1.0 atm, the value of protective effect is 22–95% and 14–76%, and finally at PCO2 = 2.0 atm, the value of the corrosion protection effect of inhibitor S-1 is estimated at 44–92% and 15–75%, respectively. The coexistence of carbon dioxide and hydrogen sulfide in an aggressive medium leads to an increase in the protective effect of inhibitor S-1 compared to the medium containing only carbon dioxide, and reduces it in comparison to the medium with hydrogen sulfide. An increase in carbon dioxide pressure in the presence of hydrogen sulfide causes a decrease in the protective effect of inhibitor S-1. The protective effect of inhibitor S-1 is lower in the medium with hydrogen sulfide concentration of 1000 mg/l compared to a concentration of 200 mg/l. This case is also observed in the carbon dioxide free medium.

PL

Działanie antykorozyjne nowego odczynnika S-1 w agresywnych mediach o pH 2,0; 4,0; 6,0, a także dwutlenku węgla i siarkowodoru dodawanych osobno lub łącznie do tych mediów, zostało najpierw zbadane w warunkach laboratoryjnych. Działanie ochronne odczynnika S-1 było słabe w środowisku korozyjnym bez siarkowodoru i dwutlenku węgla. Jednak wraz ze wzrostem kwasowości medium i stężenia odczynnika wzrasta również skuteczność inhibitora w ochronie przed korozją. Najlepsze działanie antykorozyjne odnotowano przy wartości pH = 2,0 i stężeniu odczynnika 30 mg/l. Skuteczność ochronna odczynnika wynosi wówczas 97%. W medium o pH = 4,0 i pH = 6,0 bez dwutlenku węgla i siarkowodoru skuteczność ochronna inhibitora przy optymalnym stężeniu 30 mg/l wynosi odpowiednio 66 i 64%. W medium z dodatkiem dwutlenku węgla działanie ochronne inhibitora S-1 maleje przy wartości pH = 2,0 i odwrotnie wzrasta przy wartościach pH = 4,0 i pH = 6,0. Ponadto, wraz ze wzrostem ciśnienia dwutlenku węgla w środowisku wzrasta skuteczność ochronna inhibitora S-1. Dodanie siarkowodoru do medium powoduje wzrost tempa korozji i skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Jednak w medium bez inhibitora wzrostowi stężenia siarkowodoru nawet do tak niskiej wartości jak CH2S = 400 mg/l towarzyszy wzrost tempa korozji przy wszystkich wartościach pH. Dodanie 1000 mg/l siarkowodoru do medium korozyjnego prowadzi do zmniejszenia tempa korozji w medium bez inhibitorów i nieznacznego zmniejszenia działania ochronnego przy stężeniu inhibitora Cinh = 10 mg/l. Wraz ze wzrostem stężenia inhibitora S-1 w medium z dodatkiem dwutlenku węgla i siarkowodoru, zwiększa się również jego działanie antykorozyjne. W zakresie Cinh = 10–30 mg/l, gdy PCO2 = 0,5 atm i CH2S = 200 mg/l, skuteczność ochronną szacuje się na 38–99%, natomiast przy CH2S = 1000 mg/l na 17–79%. Dla PCO2 = 1,0 atm skuteczność ochronna wynosi od 22–95% do 14–76%, a przy PCO2 = 2,0 atm skuteczność antykorozyjną inhibitora S-1 szacuje się odpowiednio na 44–92% i 15–75%. Jednoczesne występowanie dwutlenku węgla i siarkowodoru w agresywnym medium zwiększa skuteczność ochronną inhibitora S-1 w stosunku do medium zawierającego tylko dwutlenek węgla i zmniejsza ją w porównaniu do medium z siarkowodorem. Wzrost ciśnienia dwutlenku węgla w obecności siarkowodoru powoduje zmniejszenie skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Ulega ona także zmniejszeniu w środowisku o stężeniu siarkowodoru 1000 mg/l w porównaniu do stężenia 200 mg/l. Ten przypadek obserwuje się również w środowisku bez dodatku dwutlenku węgla.

15

Ocena korozji stali podczas geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla

Masłowski Mateusz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 5

326--337

PL

W artykule przedstawiono tematykę związaną z korozją stali podczas geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla. Ma to związek z tworzeniem się środowiska korozyjnego w obecności wody w środowisku CO2. Następuje wówczas pogorszenie się właściwości stali w wyniku jej reakcji z otaczającym środowiskiem i przechodzeniem wolnego metalu w związki, co wpływa w znacznym stopniu na bezpieczeństwo pracy urządzeń oraz stan rur stalowych. Opracowaną procedurę symulacji zjawiska korozji, metodykę badań, analiz i oceny korozji zweryfikowano testami laboratoryjnymi. Do testów zastosowano próbki stali L-80 (13Cr) wycięte z rury eksploatacyjnej. Natomiast środowisko korozyjne stanowił wilgotny czysty dwutlenek węgla o zawartości wody destylowanej wynoszącej 5000 ppm. Testy korozji przeprowadzono dla dwóch temperatur (40°C i 80°C) i dwóch ciśnień (8 MPa i 20 MPa), umożliwiających uzyskanie CO2 w fazie nadkrytycznej. Na podstawie wykonanych fotografii powierzchni stali nie stwierdzono widocznej korozji. Po testach korozji powierzchnie kuponów miały nadal charakter metaliczny, błyszczący. Wyznaczone na podstawie ubytku masy wartości szybkości korozji także nie wykazały procesu korozji stali w środowisku zawilgoconego CO2 dla zadanych warunków T i P. Dodatkowo wykonane obrazowanie i analiza powierzchni stali pod mikroskopem optycznym pozwoliły na zaobserwowanie początku tworzenia się korozji ogólnej (równomiernej) i wżerowej (miejscowej). Określono wielkości charakteryzujące wżery (średnią i maksymalną głębokość). Głębokość powstałych wżerów była rzędu od 0,00569 mm do 0,017 mm. Największą głębokość uzyskano w teście 4 (T = 80°C i P = 20 MPa). Na tej podstawie wyznaczono wartości szybkości korozji oraz wykonano dodatkową teoretyczną analizę głębokości korozji po 1 roku, 10, 50 i 100 latach. Pozwoliła ona stwierdzić, że niebezpieczna głębokość wżerów dla stali L-80 (13Cr) pojawi się po okresie 10 lat.

EN

This paper discusses steel corrosion during geological sequestration of carbon dioxide. It is caused by formation of a corrosive environment in the presence of water in the CO2 environment. A deterioration of steel properties is a result of its reaction with the surrounding environment and the transition of free metal into compounds. This has a significant impact on the operational safety of equipment and steel pipes. The developed procedure for simulating the phenomenon of corrosion, the methodology of research, analysis and corrosion assessment were verified by laboratory tests. L80 (13Cr) steel samples cut from a service pipe were used for the tests. The corrosive environment was humid pure carbon dioxide with a content of distilled water of 5000 ppm. Corrosion tests were carried out for two temperatures (40 and 80°C) and two pressures (8 and 20 MPa), enabling CO2 to be obtained in the supercritical phase. No visible corrosion was found on the basis of the photographs of the steel surface. After the corrosion tests, the surfaces of the coupons were still metallic and shiny. The corrosion rate values determined on the basis of mass loss also did not show the corrosion process of steel in an environment moistened with CO2 for the given conditions T and P. Additional imaging and analysis of the corrosion pit surface under the optical microscope made it possible to observe the beginning of the formation of general (uniform) and pitting (local) corrosion. The values characterizing the pits (average and maximum depth) were determined. The depth of the resulting pits ranged from 0.00569 mm to 0.017 mm. The greatest depth was obtained in test 4 (T = 80°C and P = 20 MPa). On their basis, it was suggested to determine the value of the corrosion rate and perform an additional theoretical analysis of the corrosion depth after 1, 10, 50 and 100 years. This would enable the emergence of dangerous depth of pits for steel L-80 (13Cr) after a period of 10 years to be observed.

16

Influence of mechanical factors on the performance and aging process of oil pump jack

Aliyev Alesker M., Aliyeva Sevda Y.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 12

776--785

EN

The paper discusses the influence of mechanical factors on the performance and aging process of rocking machines, specifically focusing on oilfield equipment such as the downhole rod pump jack. The authors emphasize the importance of analyzing the condition and aging process of oilfield equipment to ensure reliability, safety, and efficiency in oil production processes. The mechanical factors discussed in the paper include vibrations, loads, wear, and corrosion. Vibrations can be caused by improper balance, bearing failures, or other factors, and they have a negative impact on equipment performance and can lead to breakdowns. High mechanical loads associated with raising and lowering sucker rods can cause wear and damage to the pump jack. Operating in harsh environments with sand, abrasive particles, or chemicals can also cause wear on surfaces and equipment parts. Corrosion of metal components can occur due to moisture, chemical attack, or improper storage and maintenance, leading to deterioration and breakage of equipment. The consequences of these mechanical factors on the aging of an oil pump jack include accelerated aging, decreased performance, and an increased risk of accidents. Continuous exposure to vibration, stress, wear, and corrosion accelerates the aging process, resulting in deterioration and reduced equipment life. Damage and breakdowns caused by mechanical factors lead to decreased efficiency, negatively impacting oil production processes. Moreover, insufficient maintenance and failure to address mechanical influences increase the risk of accidents, downtime, and damage to other parts of the manufacturing process. To assess the health and aging status of an oil pump jack, various analysis and diagnostic methods are used, including visual inspection, strength testing, monitoring of parameters, and non-destructive testing. Visual inspection helps identify visible damage, wear, and defects. Strength testing evaluates the reliability of pump jack parts and identifies potential issues. Monitoring parameters like vibrations, temperature, and pressure allows for detecting deviations from normal operation and preventing breakdowns. Non-destructive testing methods such as ultrasonic testing, magnetic particle testing, and radiography help identify hidden defects and damage. The authors recommend several strategies to maintain the reliability and efficiency of an oil pump jack. These strategies include implementing a preventive maintenance program with regular inspection, testing, and parts replacement based on manufacturer’s recommendations and equipment condition analysis. Determining optimal service and part replacement intervals based on historical data, monitoring results, and manufacturer’s recommendations is crucial. Additionally, utilizing more durable materials, anti-corrosion coatings, improved designs, and technologies can increase equipment resistance to mechanical stress and improve performance. The paper also describes the device and components of a pump jack, such as the installation base, platform, balancer, electric motor, crank, connecting rod, and control station. It emphasizes the importance of considering various characteristics when selecting and evaluating the effectiveness of a pump jack, including working load, maximum plunger stroke, reducer dimensions, output torque, and swing frequency. The kinematics of the pump jack drive system are discussed, highlighting the need for reconfiguration to adapt to changing operating conditions and optimize oil production performance. Overall, the paper emphasizes the importance of analyzing mechanical factors, managing the aging process, and implementing maintenance strategies to ensure the reliable and efficient operation of oilfield equipment, specifically the pump jack used in oil production processes.

PL

: W artykule omówiono wpływ czynników mechanicznych na wydajność i proces starzenia się kiwonów, koncentrując się na urządzeniach do eksploatacji złóż ropy naftowej. Autorzy podkreślają znaczenie analizy stanu i procesu starzenia się sprzętu naftowego dla zapewnienia niezawodności, bezpieczeństwa i wydajności procesów produkcji ropy naftowej. Czynniki mechaniczne omówione w artykule obejmują drgania, obciążenia, zużycie i korozję. Drgania mogą być wywołane przez nieodpowiednie zbalansowanie, usterki łożysk lub inne czynniki i mają negatywny wpływ na wydajność sprzętu oraz mogą prowadzić do awarii. Wysokie obciążenia mechaniczne powiązane z podnoszeniem i opuszczaniem żerdzi pompowych mogą powodować zużycie i uszkodzenie kiwona. Praca w trudnych środowiskach z piaskiem, cząstkami ścierającymi lub chemikaliami może także skutkować zużyciem powierzchni i części sprzętu. Korozja komponentów metalowych może wystąpić w związku z wilgocią, agresywnością chemiczną lub nieodpowiednim przechowywaniem i konserwacją i doprowadzić do degradacji i uszkodzeń sprzętu. Konsekwencje tych czynników mechanicznych względem starzenia się kiwona obejmują przyspieszone starzenie, zmniejszoną wydajność i zwiększone ryzyko wypadków. Stałe narażenie na drgania, naprężenie, zużycie i korozję przyspiesza proces starzenia, powodując degradację i zmniejszenie żywotności sprzętu. Uszkodzenia i awarie wywołane przez czynniki mechaniczne prowadzą do zmniejszenia wydajności, wpływając negatywnie na procesy produkcji ropy naftowej. Ponadto niewystarczająca konserwacja i brak uwzględnienia wpływów mechanicznych zwiększają ryzyko wypadków, przestoju i uszkodzenia innych elementów procesu produkcyjnego. Aby ocenić stan i status starzenia się kiwona, stosuje się różne analizy i metody diagnostyczne, w tym inspekcję wizualną, próby wytrzymałościowe, monitorowanie parametrów i próby nieniszczące. Inspekcja wizualna pomaga zidentyfikować widoczne uszkodzenia, zużycie i defekty. Próby wytrzymałościowe oceniają niezawodność części kiwona i identyfikują potencjalne problemy. Monitorowanie parametrów takich jak drgania, temperatura i ciśnienie pozwala wykryć odchylenia od normalnej pracy i zapobiec awariom. Metody prób nieniszczących, takie jak badania ultradźwiękowe, badania magnetyczno-proszkowe i radiografia, pomagają odnaleźć ukryte defekty i uszkodzenia. Autorzy rekomendują kilka strategii dla zachowania niezawodności i wydajności kiwona. Strategie te obejmują wdrożenie zapobiegawczego programu konserwacji z regularnymi przeglądami, testami i wymianą części na podstawie rekomendacji producenta i analizy stanu sprzętu. Kluczowe jest ustalenie optymalnych przedziałów serwisowania i wymiany części, opierając się na danych historycznych, wynikach monitoringu i rekomendacjach producenta. Dodatkowo stosowanie wytrzymalszych materiałów, powłok antykorozyjnych, ulepszonych konstrukcji i technologii może zwiększyć wytrzymałość sprzętu na naprężenia mechaniczne i poprawić wydajność. W artykule opisano także urządzenia i komponenty kiwona, takie jak podstawa instalacyjna, platforma, wahacz, silnik elektryczny, korba, żerdź łącząca i stanowisko sterowania. Podkreślono znaczenie uwzględnienia różnych cech podczas wyboru i oceny wydajności kiwona, w tym obciążenia roboczego, maksymalnego suwu tłoka, wymiarów reduktora, wyjściowego momentu obrotowego i częstotliwości ruchu wahadłowego. Omówiona została kinematyka systemu napędowego kiwona, z podkreśleniem potrzeby rekonfiguracji w celu przystosowania się do zmiennych warunków pracy i optymalizacji wydajności produkcji ropy naftowej. Ogólnie rzecz biorąc, w artykule podkreślono znaczenie analizy czynników mechanicznych, zarządzania procesem starzenia i wdrażania strategii konserwacji dla zapewnienia niezawodnej i wydajnej pracy sprzętu na złożach ropy naftowej, a konkretnie kiwona stosowanego w procesach produkcji ropy naftowej.

17

Failure analysis during the operation of offshore oil and gas structures

Ben Nengjun, Vytyaz Oleg, Jin Xin, Hrabovskyi Roman, Kopei Bogdan

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 8

529--536

EN

: Failures caused by offshore oil and gas structures operations are investigated. This work is based on the description and analysis of real case studies of accidents on offshore stationary and floating platforms; it combines foundational knowledge and current research on the latest developments in the field. It was shown that strength characteristics of offshore reinforced concrete and steel elements change during operation and cause the accumulation of defects and damages. It was established that corrosive wear, corrosion-mechanical processes, and crack-like defects are the decisive causes of element failure. It was shown that up to 60–75% of all damages to and failures of offshore engineering facilities' steel structures occur due to the corrosion-mechanical influence of an aggressive environment and force loads. This means that issues of corrosion-mechanical failure of such structures have become an industrial-scale problem. It thus allows us to draw the following conclusions: improvement of steel offshore drilling platforms (ODPs) maintenance system involves the development of new models and methods of managing the operational reliability of these structures, aimed at making decisions that take into account the crack resistance and fatigue-corrosion strength of steel ODPs in contact with the corrosive-active environment. Only on the basis of such scientifically and economically grounded models can rational strategies be shaped for carrying out revisions of the ODPs technical condition, ensuring the necessary level of their reliability during the operation period. This investigation can be very helpful to improve the design and construction of more reliable and durable offshore stationary and floating platforms.

PL

W artykule omówiono uszkodzenia powstające w trakcie eksploatacji podmorskich złóż ropy i gazu. Niniejsza praca opiera się na opisie i analizie rzeczywistych przypadków wypadków na morskich platformach stacjonarnych i pływających, łączy ona podstawową wiedzę z bieżącymi badaniami nad najnowszymi osiągnięciami w tej dziedzinie. Wykazano, że charakterystyki wytrzymałościowe elementów betonowych i stalowych konstrukcji morskich w trakcie eksploatacji zmieniają się i kumulują wady i uszkodzenia. Ustalono, że decydującymi przyczynami uszkodzeń elementów są zużycie korozyjne, procesy korozyjno-mechaniczne oraz defekty spękaniowe. Wykazano, że do 60–75% wszystkich uszkodzeń i wypadków stalowych urządzeń morskich powstaje w wyniku korozyjnego i mechanicznego działania agresywnego środowiska oraz obciążeń siłowych. Oznacza to, że kwestie korozyjnego mechanicznego uszkodzenia takich konstrukcji stały się problemem na skalę przemysłową. Na tej podstawie można wyciągnąć następujące wnioski: doskonalenie systemu utrzymania morskich stalowych platform wiertniczych wiąże się z opracowywaniem nowych modeli i metod zarządzania niezawodnością eksploatacyjną tych konstrukcji, ukierunkowanych na podejmowanie decyzji uwzględniających odporność na pękanie oraz odporność na korozję zmęczeniową stalowych platform wiertniczych stykających się ze środowiskiem korozyjno-aktywnym. Tylko w oparciu o tego typu, naukowo i ekonomicznie ugruntowane modele, można kształtować racjonalne strategie przeprowadzania przeglądów stanu technicznego morskich platform wiertniczych, zapewniające niezbędny poziom ich niezawodności w okresie eksploatacji. Badania te mogą być bardzo pomocne w ulepszaniu projektowania i budowy bardziej niezawodnych i trwałych morskich platform, zarówno stacjonarnych, jak i pływających.

18

Modeling the corrosive destruction of underground degassing pipelines

Yegorchenko Rostyslav, Yavorskyi Andrii, Dyachkov Pavel

Mining Machines

|

2023

|

vol. 41, iss. 4

220--230

EN

The general frequency of development of pitting corrosion was established, taking into account the results of the analysis of mine waters and foreign materials, which are favorable conditions for theformation of corrosion of steel degassing pipelines. A base of initial data was created for modeling the corrosion process of a steel degassing gas pipeline at different points in time: the beginning of the corrosion process, its development, and the end of the process. Stress distribution, corrosion potential,as well as anodic and cathodic current densities depending on the size of the corrosion crack and the longitudinal deformation of the rocks of the sole of the production was analysed.Ithas been proven that the high level of corrosion processes of underground pipelines is the result of the interaction of the metal, which acts as an electrode, with groundwater, which acts as anelectrolyte, while the determining factors of the corrosion process are the electrical conductivity of the rocks of the bottom of the mine and the deformation processes in the pipelines. The reason of low service life of underground degassing pipelines, which are constantly exposed to mechanical and electrochemical corrosion, have been established.

19

Wpływ wybranych czynników na trwałość betonowych mostów sprężonych

Madaj Arkadiusz

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 10

61--64

20

Investigation of additive manufactured micro-lattice structures for defence applications

Shaik Ameer Malik, Reddy Bobbili Veera Siva, Sastry C. Chandrasekhara, Krishnaiah J., Ramakrishna B.

Materials Science Poland

|

2023

|

Vol. 41, No. 2

383--400

EN

This study investigates the blast mitigation capabilities of A286 steel micro-lattice structures produced through additive manufacturing. The research explores the effects of different manufacturing conditions, such as stress relief and heat treatment, on the mechanical properties and blast resistance of honeycomb and gyroid lattice structures in correlation with armour steel structures. Comprehensive evaluations, including surface morphology, corrosion resistance, and compressive residual stress analysis, reveal notable findings for micro-lattice structures. Micro-lattice structures demonstrated 57.23% higher corrosion resistance compared to conventional materials, presently available in the form of rolled homogeneous armour, medium hardness armour, and high-nitrogen steel. Additionally, honeycomb lattice structures exhibit compressive residual stresses of up to 581.90 MPa, providing significant advantages in blast mitigation potential. These results underscore the significance of lattice geometry, material microstructure, and residual stress in enhancing blast resistance. The research offers valuable insights into optimizing additive manufactured structures as an alternative modular solution for defence applications.