P. E. Yudin, O. S. Bondareva, and I. S. Trofimov

USING TRANSIENT RESISTANCE MEASUREMENTS TO CALCULATE THE DIFFUSION COEFFICIENT OF THE WATER MEDIUM IN THE INTERNAL AND EXTERNAL POLYMER COATINGS OF OILFIELD PIPES

The recent development of stages in the degradation of internal corrosion-resistant coatings on pipes is necessary for predicting their trouble-free service life. The current absence of in-line inspection methods for pipes with internal coatings imposes additional requirements for the accuracy of life cycle assessment. The first stage of operation involves polymer saturation with the transported fluid, and the time it takes is directly related to the diffusion coefficient. Using reference data is not appropriate since they are provided for typical resins without special fillers. Internal and external pipe coatings involve creating a composite layer ensuring minimal environmental penetration to the metal substrate, which is achieved through the use of special resins, hardeners, and inorganic fillers. There are many methods for determining the diffusion coefficient; however, all are used for research purposes, and they are not included in regulations for coatings. This study proposes a new method for calculating the diffusion coefficient using data on transient resistance obtained in accordance with the requirements of GOST 51164-98 (a standard industry regulatory document, with testing procedures mastered by all testing laboratories). The correctness of the results is confirmed by comparison with reference data for similar polymer materials. The paper also demonstrates that the obtained values significantly depend on temperature and suggest tightening the current experiment requirements.

Acknowledgement: We are grateful to Prof. A. P. Amosov, head of the Department of Metal Science, Powder Metallurgy, and Nanomaterials at the SSTU, for his criticism of our manuscript. We also appreciate the assistance from the staff of the Samara RPC LLC in obtaining the experimental data.

П. Ю. Юдин, О. С. Бондарева, И. С. Трофимов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ВОДНОЙ СРЕДЫ ВО ВНУТРЕННЕМ И НАРУЖНОМ ПОЛИМЕРНОМ ПОКРЫТИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБ

Разработка стадийности процессов разрушения внутренних антикоррозионных покрытий труб, проводимая в последнее время, необходима для прогноза срока их безаварийной эксплуатации. Отсутствие на сегодняшний момент методов внутритрубной диагностики труб с внутренними покрытиями накладывает дополнительные требования к точной оценке ресурса. Первый этап эксплуатации подразумевает насыщение полимера транспортируемым флюидом, и время его протекания непосредственно связано с коэффициентом диффузии. Использование справочных данных не является корректным, поскольку они представлены для типовых смол без специальных наполнителей. Внутренние и наружные покрытия труб подразумевают создание композиционного слоя, обеспечивающего минимальное проникновение среды к металлической подложке, что достигается применением специальных смол, отвердителей и неорганических наполнителей. Существует большое количество методов определения коэффициента диффузии, однако все они применяются в исследовательских целях и не представлены в нормативной документации на покрытия. Авторами предложена новая методика расчета коэффициента диффузии с использованием данных переходного сопротивления, получаемых в соответствии с требованиями ГОСТ 51164-98 (типового отраслевого нормативного документа, испытания по которому освоены во всех испытательных лабораториях). Корректность получаемых результатов подтверждена сравнением со справочными данными для аналогичных полимерных материалов. Также показана существенная зависимость получаемых значений от температуры, и предложено ужесточить существующие требования к эксперименту.

Благодарность: Выражаем благодарность заведующему кафедрой «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» ФГБОУ ВПО «СамГТУ» д. ф.-м. н., профессору Амосо-ву А. П. за критику при написании статьи и всему коллективу «НПЦ «Самара» за помощь в получении экспериментальных данных.

     

Библиографическая ссылка на статью

Yudin P. E., Bondareva O. S., Trofimov and I. S. Using Transient Resistance Measurements to Calculate the Diffusion Coefficient of the Water Medium in the Internal and External Polymer Coatings of Oilfield Pipes // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2025. - Iss. 3. - P. 43-57. -
DOI: 10.17804/2410-9908.2025.3.043-057. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2025-3/2025-3_511.html
(accessed: 18.11.2025).