PhD (Engineering), Head of Department of Special Materials Science
кандидат технических наук, руководитель департамента специального материаловедения
PhD (Engineering), Director
кандидат технических наук, директор
PhD (Engineering), Head of Hybrid Nanostructured Materials Laboratory
кандидат технических наук, заведующий лабораторией «Гибридные наноструктурные материалы»
scientific project engineer
инженер научного проекта
PhD (Engineering), Director of Engineering and Technology Center
кандидат технических наук, директор инженерно-технологического центра
PhD (Engineering), Head of Research and Development Department
кандидат технических наук, начальник отдела по исследованиям и разработкам
scientific project engineer
инженер научного проекта
The service life of oil pipelines has recently decreased significantly due to severe operating conditions and the increased aggressiveness of the environment, caused by the simultaneous presence of dissolved hydrogen sulfide, carbon dioxide, chlorides, and a high water phase content. Conventional corrosion mitigation methods typically address only one of these factors and therefore fail to provide adequate protection under such combined conditions. This limitation necessitates the use of multiple complementary approaches for corrosion control. This paper proposes microalloying systems for low-carbon steels of grades 10KhB, 10F, 10B, and 15KhF (with chromium content up to 1 %) for seamless pipes, along with optimized heat treatment regimes that provide increased strength, cold resistance, and corrosion resistance in CO2- and H2S-containing environments. Mechanical testing after heat treatment demonstrated that the proposed chemical compositions ensure strength classes K52–K56, while also providing high low-temperature toughness. The morphology of carbides in the microstructure depends on the chemical composition and determines the steel’s strength, though it does not affect corrosion resistance. The investigated steels showed high resistance to hydrogen-induced cracking (HIC) and sulfide stress cracking (SSC). After exposure to CO2–H2S media, a protective iron sulfide film formed on the surface, indicating uniform sulfide corrosion. The corrosion rate and mechanism were found to be governed by the medium composition and the kinetics of iron sulfide film formation. The obtained results allow expanding the scope of application of the proposed steels in multicomponent aggressive environments regardless of the type of microalloying.
Осложнение условий эксплуатации, заключающееся в повышении агрессивности сред за счет присутствия одновременно растворенного сероводорода, углекислого газа, хлоридов, увеличения содержания водной фазы, приводит к значительному сокращению продолжительности безаварийной работы трубопроводов. Ограниченность способов защиты вынуждает использовать одновременно несколько антикоррозионных мероприятий для трубопроводов со сложными средами. В работе предложены системы микролегирования низкоуглеродистых марок сталей 10ХБ, 10Ф, 10Б, 15ХФ с содержанием хрома до 1 % для бесшовных труб и режимы термической обработки, позволяющие достичь одновременно повышенную прочность, хладостойкость и коррозионную стойкость в средах, содержащих CO2 и H2S. По результатам механических испытаний сталей после термической обработки установлено, что предложенные варианты микролегирования гарантируют прочностные свойства классов прочности К52–К56 и хладостойкость одновременно. Морфология карбидной составляющей структуры зависит от микролегирующего элемента и определяет уровень прочности стали, но не оказывает влияния на коррозионную стойкость. Исследуемые стали обладают повышенной стойкостью к водородному растрескиванию и сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением. После выдержки в многокомпонентной CO2- и H2S-содержащей среде формируется поверхностная пленка сульфида железа, свидетельствующая о протекании равномерной сульфидной коррозии. Скорость коррозии исследуемых сталей и тип коррозии определяются составом агрессивной среды и скоростью формирования поверхностной пленки сульфида железа. Полученные результаты позволяют расширить область применения предлагаемых сталей в многокомпонентных агрессивных средах независимо от вида микролегирования.