Вивчення негативного впливу нафтопродуктів на металеві елементи залізничної інфраструктури
Loading...
Date
2020
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. Основною метою роботи є підвищення безпеки експлуатації залізничного транспорту. Реалізація поставленої мети передбачена шляхом оцінки та попередження негативного впливу нафтопродуктів на конструкційні елементи залізничної інфраструктури. Методика. Основним критерієм оцінки залишкового ресурсу технічних елементів пристроїв є їх міцнісні характеристики. Одним із ключових чинників, що впливають на придатність технічних пристроїв у процесі експлуатації, є корозійне пошкодження металу. Тому було вивчено вплив різних співвідношень ступеня мінералізації та концентрації нафтопродуктів на швидкість корозії металів, які найбільш часто використовуються у конструкціях систем охолодження дизелів та інших об’єктів транспорту. Таким чином, для проведення статичних і динамічних лабораторних випробувань було вибрано модельні робочі розчини з різним солевмістом (модель де мінералізації) та різними концентраціями розчинених нафтопродуктів (модель стандартних розчинів з органічними домішками). Динамічні та статичні дослідження корозійних руйнувань проведено гравіметричним методом та методом поляризаційного опору з використанням стандартних зразків та розчинів. Результати. На підставі результатів експериментальних досліджень авторів та аналітичної обробки даних отримано узагальнювальні модельні залежності швидкості корозії від ступеня мінералізації робочого розчину фракційного складу нафтопродуктів. Проведено дослідження та встановлено вплив ступеня демінералізації води на швидкість корозії матеріалів систем охолодження дизелів. Наукова новизна. На базі широкого спектра авторських експериментальних даних показано та доведено наявність узагальнювальних залежностей швидкості корозії від температури, ступеня мінералізації робочого розчину та фракційного складу нафтопродуктів. Отримані залежності покладено в основу розробленої математичної моделі корозії, яка являє собою сукупність співвідношень, що зв’язують характеристики корозійного процесу з різними факторами, які впливають на його розвиток. Практична значимість. Отримані експериментальні та аналітичні дані можуть бути широко використані для процедур неруйнівного контролю, детального прогнозування стану конструкційних елементів і вибору ефективних інгібіторів для зниження корозійної агресивності середовища й захисту конструкцій.
RU: Цель. Основной целью работы является повышение безопасности эксплуатации железнодорожного транспорта. Реализация поставленной цели предусмотрена путем оценки и предупреждения негативного воздействия нефтепродуктов на конструкционные элементы железнодорожной инфраструктуры. Методика. Основным критерием оценки остаточного ресурса технических элементов устройств являются их прочностные характеристики. Одним из ключевых факторов, влияющих на пригодность технических устройств в процессе эксплуатации, является коррозионное повреждение металла. Поэтому было изучено влияние различных сочетаний степени минерализации и концентрации нефтепродуктов на скорость коррозии металлов, наиболее часто используемых в конструкциях систем охлаждения дизелей и других объектов транспорта. Таким образом, для проведения статических и динамических лабораторных испытаний были избраны модельные рабочие растворы с различным солесодержанием (модель деминерализации) и различными концентрациями растворенных нефтепродуктов (модель стандартных растворов с органическими примесями). Динамические и статические исследования коррозионных разрушений проведены гравиметрическим метод и методом поляризационного сопротивления с использованием стандартных образцов и растворов. Результаты. На основании результатов экспериментальных исследований авторов и аналитической обработки данных получены обобщающие модельные зависимости скорости коррозии от степени минерализации рабочего раствора фракционного состава нефтепродуктов. Проведено исследование и установлено влияние степени деминерализации воды на скорость коррозии материалов систем охлаждения дизелей. Научная новизна. На базе широкого спектра авторских экспериментальных данных показано и доказано наличие обобщающих зависимостей скорости коррозии от температуры, степени минерализации рабочего раствора и фракции состава нефтепродуктов. Полученные зависимости положены в основу разработанной математической модели коррозии, которая представляет собой совокупность соотношений, связывающих характеристики коррозионного процесса с разными факторами, влияющими на его развитие. Практическая значимость. Полученные экспериментальные и аналитические данные могут быть широко использованы для процедур неразрушающего контроля, детального прогнозирования состояния конструкционных элементов и выбора эффективных ингибиторов для снижения коррозионной агрессивности среды и защиты конструкций.
EN: Purpose. The main purpose of the work is to improve the safety of railway transport operation. The implementation of this purpose is provided by assessing and preventing the negative influence of petroleum products on the structural elements of the railway infrastructure. Methodology. The main criterion for assessing the residual life of technical elements of equipment is their strength characteristics. One of the key factors affecting the suitability of technical devices during operation is corrosion damage to the metal. Therefore, the influence of various combinations of the mineralization degree and concentration of petroleum products on the corrosion rate of metals most often used in the design of cooling systems for diesel engines and other transport objects was studied. Thus, for carrying out static and dynamic laboratory tests, model working solutions with different salinity (demineralization model) and different concentrations of dissolved petroleum products (model of standard solutions with organic impurities) were selected. Dynamic and static studies of corrosion damage were carried out by the gravimetric method and the method of polarization resistance using standard samples and solutions. Findings. Based on the results of experimental studies of the authors and analytical data processing, generalizing model dependences of the corrosion rate on the mineralization degree of the working solution of the fractional composition of petroleum products were obtained. A study was carried out and the influence of the water demineralization degree on the corrosion rate of materials of diesel cooling systems was established. Originality. Based on a wide range of author's experimental data, the presence of generalizing dependences of the corrosion rate on temperature, the mineralization degree of the working solution and the fraction of the petroleum products composition has been shown and proven. The obtained dependences form the basis of the developed mathematical model of corrosion, which is a set of relationships linking the characteristics of the corrosion process with various factors influencing its development. Practical value. The obtained experimental and analytical data can be widely used for non-destructive testing procedures, detailed prediction of the state of structural elements and the selection of effective inhibitors to reduce the corrosive aggressiveness of the environment and protect structures.
RU: Цель. Основной целью работы является повышение безопасности эксплуатации железнодорожного транспорта. Реализация поставленной цели предусмотрена путем оценки и предупреждения негативного воздействия нефтепродуктов на конструкционные элементы железнодорожной инфраструктуры. Методика. Основным критерием оценки остаточного ресурса технических элементов устройств являются их прочностные характеристики. Одним из ключевых факторов, влияющих на пригодность технических устройств в процессе эксплуатации, является коррозионное повреждение металла. Поэтому было изучено влияние различных сочетаний степени минерализации и концентрации нефтепродуктов на скорость коррозии металлов, наиболее часто используемых в конструкциях систем охлаждения дизелей и других объектов транспорта. Таким образом, для проведения статических и динамических лабораторных испытаний были избраны модельные рабочие растворы с различным солесодержанием (модель деминерализации) и различными концентрациями растворенных нефтепродуктов (модель стандартных растворов с органическими примесями). Динамические и статические исследования коррозионных разрушений проведены гравиметрическим метод и методом поляризационного сопротивления с использованием стандартных образцов и растворов. Результаты. На основании результатов экспериментальных исследований авторов и аналитической обработки данных получены обобщающие модельные зависимости скорости коррозии от степени минерализации рабочего раствора фракционного состава нефтепродуктов. Проведено исследование и установлено влияние степени деминерализации воды на скорость коррозии материалов систем охлаждения дизелей. Научная новизна. На базе широкого спектра авторских экспериментальных данных показано и доказано наличие обобщающих зависимостей скорости коррозии от температуры, степени минерализации рабочего раствора и фракции состава нефтепродуктов. Полученные зависимости положены в основу разработанной математической модели коррозии, которая представляет собой совокупность соотношений, связывающих характеристики коррозионного процесса с разными факторами, влияющими на его развитие. Практическая значимость. Полученные экспериментальные и аналитические данные могут быть широко использованы для процедур неразрушающего контроля, детального прогнозирования состояния конструкционных элементов и выбора эффективных ингибиторов для снижения коррозионной агрессивности среды и защиты конструкций.
EN: Purpose. The main purpose of the work is to improve the safety of railway transport operation. The implementation of this purpose is provided by assessing and preventing the negative influence of petroleum products on the structural elements of the railway infrastructure. Methodology. The main criterion for assessing the residual life of technical elements of equipment is their strength characteristics. One of the key factors affecting the suitability of technical devices during operation is corrosion damage to the metal. Therefore, the influence of various combinations of the mineralization degree and concentration of petroleum products on the corrosion rate of metals most often used in the design of cooling systems for diesel engines and other transport objects was studied. Thus, for carrying out static and dynamic laboratory tests, model working solutions with different salinity (demineralization model) and different concentrations of dissolved petroleum products (model of standard solutions with organic impurities) were selected. Dynamic and static studies of corrosion damage were carried out by the gravimetric method and the method of polarization resistance using standard samples and solutions. Findings. Based on the results of experimental studies of the authors and analytical data processing, generalizing model dependences of the corrosion rate on the mineralization degree of the working solution of the fractional composition of petroleum products were obtained. A study was carried out and the influence of the water demineralization degree on the corrosion rate of materials of diesel cooling systems was established. Originality. Based on a wide range of author's experimental data, the presence of generalizing dependences of the corrosion rate on temperature, the mineralization degree of the working solution and the fraction of the petroleum products composition has been shown and proven. The obtained dependences form the basis of the developed mathematical model of corrosion, which is a set of relationships linking the characteristics of the corrosion process with various factors influencing its development. Practical value. The obtained experimental and analytical data can be widely used for non-destructive testing procedures, detailed prediction of the state of structural elements and the selection of effective inhibitors to reduce the corrosive aggressiveness of the environment and protect structures.
Description
Ю. Зеленько: ORCID 0000-0001-5551-0305; Д. Зеленько: ORCID 0000-0001-7125-5834; Л. Недужа: ORCID 0000-0002-7038-3006
Keywords
залізнична інфраструктура, залізниця, корозія, нафтопродукти, мінералізація, железнодорожная инфраструктура, железная дорога, коррозия, нефтепродукты, минерализация, railway infrastructure, railway, corrosion, petroleum products, mineralization, КХІЕ, КТБМ
Citation
Зеленько Ю. В., Зеленько Д. М., Недужа Л. О. Вивчення негативного впливу нафтопродуктів на металеві елементи залізничної інфраструктури. Наука та прогрес транспорту. 2020. № 5 (89). С. 105–115. DOI: 10.15802/stp2020/218353.