Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов . 69. к м. гумеров

8

4 (102) • 2015

Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов

УДК 6.69.

к.м. гумеров (ООО «Институт проблем транспорта энергоресурсов», г. Уфа, Российская Федерация), 

с.а. сильвестров (ООО «Астрапроект», г. Казань, Российская Федерация),  

Р.Р. багманов (ООО «МКО», г. Казань, Российская Федерация)

физиЧеская модель стРесс-коРРозии тРУбоПРоводов

K.M. gumerov (Institute of Energy Resourсes Transportation OOO, Ufa, Russian Federation), 

S.A. Silyvestrov (Astraproekt OOO, Kazan, Russian Federation), 

R.R. Bagmanov (MKO OOO, Kazan, Russian Federation)

PHYSICAL MoDEL oF PIPELINE STRESS CoRRoSIoN

введение

На магистральных газопроводах последние 0 лет 

неуклонно растет доля аварий по причине коррозион-

ного  растрескивания  под  напряжением  (стресс-кор-

розии).  В  то  же  время  на  других  трубопроводах  это 

явление  не  фиксируется  несмотря  на  практически 

одинаковые  характеристики.  Длительное  время  было 

принято  считать,  что  коррозию  можно  эффективно 

сдерживать, применяя двойную защиту «изоляционное 

покрытие  +  электрохимическая  защита».  Но  против 

стресс-коррозии электрохимическая защита оказалась 

неэффективной. Более того, с увеличением защитного 

потенциала стресс-коррозия ускоряется. Несмотря на 

большое  количество  исследований  этого  явления,  не 

была  найдена  физическая  модель,  способная  объяс-

нить закономерности стресс-коррозии трубопроводов. 

Это, в свою очередь, не позволяло предложить эффек-

тивные методы защиты. В данной статье предложена 

такая физическая модель и апробирована на несколь-

ких примерах.

цели и задачи

На  основе  анализа  и  обобщения  результатов  ис-

следований  в  разных  отраслях  техники  разработать 

физическую  модель  стресс-коррозии  металлов  и  на 

этой основе предложить эффективные методы защиты 

магистральных трубопроводов.

методы

Результаты  исследований,  представленные  в  дан-

ной  статье,  получены  методами  анализа  аналогичных 

процессов  в  разных  областях  техники,  а  также  непо-

средственными  физическими  экспериментами  с  об-

разцами металла, подвергнутыми стресс-коррозии.

Результаты

Предложена  и  обоснована  физическая  модель 

стресс-коррозии  магистральных  газопроводов,  поз-

воляющая объяснить механизмы развития процесса и 

разработать эффективные меры защиты.

© Гумеров К.М., Сильвестров С.А., Багманов Р.Р. (Gumerov K.M., Silyvestrov S.A., Bagmanov R.R.), 0

Background

The  proportion  of  main  gas  pipeline  failures  due  to 

stress  corrosion  cracking  (stress  corrosion)  has  been 

steadily  increasing  during  the  past  0  years.  However, 

the  phenomenon  is  not  observed  in  other  pipelines, 

despite  their  almost  identical  characteristics.  For  a  long 

time it was assumed that the corrosion can be effectively 

restrained  by  applying  double  protection:  insulating 

coating + electrochemical protection. But electrochemical 

protection has proved ineffective against stress corrosion. 

Moreover stress corrosion accelerates with increase of the 

protection potential. Despite the large number of studies of 

this phenomenon a physical model that could explain the 

mechanism of stress corrosion of pipelines has not been 

found. This in turn did not allow offering effective protection 

methods. The paper presents such a physical model and its 

approval by a few examples.

Aims and objectives

On the basis of analysis and generalization of the results 

of  research  in  various  fields  of  engineering  to  develop  a 

physical model of stress corrosion of metals and to propose 

effective methods of main pipeline protection based on this 

model.

Methods

The  research  results  presented  in  the  paper  were 

obtained by analysis of similar processes in different fields 

of engineering, as well as by direct physical experiments 

with metal samples exposed to stress corrosion.

Results

A physical model of stress corrosion of main pipelines 

that  explains  the  mechanisms  of  the  process  and  allows 

development  of  effective  protection  is  offered  and 

substantiated.

8

4 (102) • 2015

О единстве мира приходится слышать либо 

от  философов,  либо  от  физиков­теоретиков. 

«Технари»  об  этом  обычно  не  задумываются; 

они работают по своим отраслевым инструкци-

ям и руководствам, практически не заглядывая 

в  аналогичные  документы  других  отраслей. 

Между тем, это иногда очень полезно в реше-

нии некоторых сложных, но важных практичес-

ких задач.

Авторам данной статьи в разные годы прихо-

дилось  заниматься  проблемами  в  совершенно 

разных областях, на первый взгляд, даже близко 

не  похожих  друг  на  друга:  в  ядерной  физике, 

технологии сварочного производства, в нефте-

газовой  отрасли.  В  процессе  выполнения  раз-

ных  договорных  работ  приходилось  соприка­

саться  также  с  некоторыми  проблемами 

судостроения,  гальванотехнологии,  металлур-

гии,  трубного  производства.  И  можно  задать 

вопросы: Чем же эти области едины? Что их так 

объединяет, чтобы занимать внимание уважае-

мых читателей? Ответ прост: ПРОТОНЫ. 

Долгое время специалисты нефтегазовой от-

расли не могли разгадать природу такого явле-

ния, которое называют стресс­коррозией. После 

15…25  лет  эксплуатации  некоторые  магист-

ральные  газопроводы  начинают  покрываться 

сетью  параллельных  поверхностных  трещин, 

которые затем быстро растут и приводят к раз-

рушению  трубопровода.  При  стресс­коррозии 

металл может не переходить в ржавчину, а толь-

заключение

Предложена  и  обоснована  физическая  модель 

стресс-коррозии  подземных  трубопроводов,  объясня-

ющая все наблюдаемые закономерности развития про-

цесса на магистральных газопроводах и позволяющая 

разработать  эффективные  методы  защиты.  Физичес-

кая модель основана на анализе аналогичных явлений в 

разных отраслях техники: трубопроводном транспорте, 

сварочном  производстве,  гальванотехнологиях,  судо-

строении, атомной промышленности. Показана главен-

ствующая роль атомов водорода и их ядер – протонов 

– в развитии процесса стресс-коррозии. Введено но-

вое понятие предела стресс-коррозии металлов наряду 

с пределом текучести, пределом усталости и т.д.

ключевые  слова:  магистральный  газопровод, 

стресс-коррозия,  коррозионное  растрескивание  под 

напряжением, сероводородное растрескивание, физи-

ческая модель, протоны, внутреннее давление

Key words: main gas pipeline, stress corrosion, stress 

corrosion  cracking,  hydrogen  sulfide  cracking,  physical 

model, protons, internal pressure

Either philosophers or theoretical physicists are 

those from whom one can hear about the Unity of 

the  world.  Tech  specialists  usually  do  not  think 

about it; they follow their industry regulations and 

guidelines without looking into similar documents 

relating to other sectors. Meanwhile, sometimes it 

could  be  of  great  help  in  solving  difficult,  but 

important practical problems.

The authors of this paper in different years had 

to deal with problems in completely different fields, 

at  first  glance,  not  even  close  to  similar  to  each 

other: in nuclear physics, welding procedures, and 

in the oil and gas industry. In implementing various 

contractual  works  they  had  also  faced  some 

problems of shipbuilding, electroplating, metallurgy, 

pipe  production.  One  can  ask  what  unites  these 

spheres?  What  unites  them  so  as  to  preoccupy 

esteemed  readers?  The  answer  is  simple  –  the 

PROTONS.

For  a long time, specialists of  the oil and gas 

industry could not unravel the nature of phenomenon 

called  stress  corrosion.  After  15 ...25  years  of 

operation, some gas pipelines begin to be covered 

by a network of parallel surface cracks, which then 

grow  quickly  and  lead  to  the  destruction  of  the 

pipeline. Metal exposed to stress corrosion can not 

go into rust but only cracks like a cracking log. In 

most cases, stress corrosion occurs with the general 

and  localized  corrosion  as  the  background,  as 

shown in Figure 1. In oil pipelines, water lines and 

other pipelines such phenomenon is not observed. 

строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

8

4 (102) • 2015

Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов

ко растрескаться аналогично рассыхающемуся 

бревну. В большинстве случаев стресс­коррозия 

происходит  на  фоне  общей  и  язвенной  корро­

зии, как показано на рисунке 1. На нефтепрово-

дах, водопроводах и других трубопроводах та-

кое явление не встречается. Во всяком случае, 

именно так считают многие специалисты и ис-

следователи.  Было  выполнено  большое  коли-

чество исследований, выявлен целый ряд зако-

номерностей,  но  разные  авторы  приходили  к 

разным  выводам,  порой  противоположным.  И 

до сих пор иногда вспыхивают горячие споры о 

причинах и механизмах этого явления.

Научные споры сами по себе очень даже ин-

тересны, но до сих пор не решена проблема за-

щиты  от  стресс­коррозии.  Поэтому  основной 

упор делают на диагностику, чтобы вовремя вы-

явить растрескавшиеся участки трубопроводов 

и заменить их до наступления разрушения. Но 

это только борьба с последствиями, а не с самим 

явлением.  При  таком  подходе  с  каждым  годом 

растут объемы ремонта, так как стресс­коррозия 

охватывает всё новые и новые трубопроводы и 

участки. Ремонт требует остановки газопрово-

да, поэтому на наиболее ответственных направ-

лениях в одном техническом коридоре проложе-

но  несколько  линий,  чтобы  всегда  была 

возможность отключить одну линию без сниже-

ния объёмов поставки газа потребителям. 

Участвуя в расследованиях аварий на разных 

трубопроводах практически по всему бывшему 

Союзу,  анализируя  похожие  явления  в  других 

отраслях, проводя физические эксперименты и 

Рисунок  – Характер растрескивания металла при стресс-коррозии

Figure  – The pattern of metal cracking under stress corrosion

Anyway,  this  is  stated  by  many  experts  and 

researchers.  A  lot  of  research  was  done,  and  a 

number  of  patterns  were  identified,  yet  different 

authors came to different conclusions, sometimes 

contrary. And still occasionally heated debate flares 

up  on  the  causes  and  mechanisms  of  this 

phenomenon.

Scientific  disputes  themselves  are  very 

interesting,  but  the  problem  of  protection  against 

stress  corrosion  is  not  yet  solved.  Therefore,  the 

main focus is on the diagnostics, so that to detect 

timely the cracked areas of pipes and replace them 

before the destruction occurs. But this is just a fight 

against  the  consequences,  not  the  phenomenon. 

With such approach, the volume of repair increases 

each year as stress corrosion covers more and more 

pipelines and sections. Repair requires shut­down 

of  gas  pipeline,  and  several  lines  are  laid  in  one 

corridor in the most critical areas, so that one line 

could be shut down without reducing the volume of 

gas supplies to consumers. 

Participation in the investigation of accidents of 

various pipelines almost all over the former Soviet 

Union,  analysis  of  similar  phenomena  in  other 

industries,  physical  experiments  and  study  of  the 

scientific  literature  [1  –  12]  brought  to  the 

understanding of the nature of the phenomenon and 

to  the  construction  of  a  physical  model  of  stress 

corrosion. The model gives clear explanation of all 

patterns observed.

Main gas pipelines are laid underground, have 

the  insulating  film  coating,  and,  in  addition  are 

under  the  electrochemical  protection  (ECP). This 

кромка разрыва

edge of the break

напряжения 

stresses

8

4 (102) • 2015

изучая научную литературу [1 – 12], пришли к 

пониманию  природы  явления  и  построению 

физической  модели  стресс­коррозии.  Модель 

легко  объясняет  все  наблюдаемые  закономер-

ности.

Магистральные  газопроводы  проложены  в 

подземном исполнении, снаружи покрыты изо-

ляционной пленкой, кроме того, находятся под 

электрохимической защитой (ЭХЗ). Это означа-

ет,  что  к  трубопроводам  подаётся  электричес-

кий потенциал в пределах минус 1,0 … минус 

3,5 В относительно земли. Наличие такого от-

рицательного потенциала создает энергетичес-

кий  барьер  для  положительных  ионов  железа 

(Fe

++

, Fe

+++

), тем самым сдерживает растворение 

металла в грунтовой воде (через ржавчинообра-

зование).

Двойная защита от коррозии оправдана, так 

как после 10…15 лет изоляционная пленка за-

метно  стареет,  изнашивается  и  отслаивается, 

начинает пропускать влагу к поверхности тру-

бы. Но даже изношенная изоляция продолжает 

нести полезную нагрузку, поддерживая некото-

рое переходное сопротивление между трубой и 

землёй. Без пленки переходное сопротивление 

недостаточно, чтобы создать защитный потен-

циал на большой длине трубопровода. По мере 

износа  пленки  «плечо  защиты»  (участок  тру-

бопровода,  где  поддерживается  необходимый 

защитный потенциал) уменьшается, что требу-

ет подключения дополнительных станций. Од-

нако  часто  поступают  по­другому:  повышают 

потенциал (в отрицательную сторону), пытаясь 

компенсировать  падение  на  дальних  участках. 

Так эти два метода взаимно дополняют друг дру-

га и повышают эффективность защиты от общей 

коррозии. Но только не от стресс­коррозии! 

Выяснилось, что с повышением отрицатель-

ного «защитного» потенциала запускаются дру-

гие явления. Катионы водорода Н

+

 в грунтовой 

воде начинают ускоренно «перетекать» к отри-

цательно заряженной поверхности металла тру-

бы. На поверхности металла получают электрон 

и  восстанавливаются  до  нейтрального  состоя-

ния. После этого «шуба» из полярных молекул 

воды, окружавших катион H

+

, сбрасывается, ка-

тион превращается в атом водорода. Но элект-

ронное  облако  металла  не  склонно  отпускать 

валентный  электрон  водорода.  Поэтому  ядро 

атома водорода (протон) также не может далеко 

уйти от металла. 

means that the electric potential of –1.0 ... –3.5 V, 

with  reference  to  the  ground,  is  applied  to  the 

pipeline. Such negative potential creates the energy 

barrier  for  positive  ions  of  iron  (Fe

++

,Fe

+++

)  thus 

inhibiting  dissolution  of  the  metal  in  the  ground 

water (via rust formation).

Double anti­corrosive protection is justified, as 

after  10...15  years  the  insulating  film  noticeably 

deteriorates, peels  and  lets  the  moisture  in  to  the 

surface of the pipe. But even deteriorated insulation 

remains  helpful  as  it  maintains  some  contact 

resistance between the pipe and the ground. Without 

film the contact resistance is not sufficient to create 

protective potential along the length of the pipeline. 

As the film deteriorates, the «protection shoulder» 

(the  part  of  the  pipeline  where  the  necessary 

protective potential is maintained) becomes shorter, 

which requires the connection of additional stations. 

However, actions are often taken in the other way: 

the potential is increased (negatively) in attempt to 

compensate for its drop in distant areas. These two 

methods complement each other and improve the 

effectiveness  of  protection  against  general 

corrosion. But not against stress corrosion!

It  was  found  that  the  increase  in  negative 

«protective»  potential  initiates  other  phenomena. 

Hydrogen H

+

 cations in ground water begin «flow» 

speedily  to  the  negatively  charged  surface  of  the 

pipe  metal.  On  the  metal  surface  they  receive  an 

electron and are reduced to neutral state. After that, 

the «coat» of the polar water molecules surrounding 

the H

+

 cation is thrown off, and the cation transforms 

into atom of hydrogen. Yet the electron cloud of the 

metal is not inclined to let the valence electron of 

hydrogen. Therefore, the nucleus of the hydrogen 

atom (proton) also can not go far from the metal. 

Mobility  and  penetrating  ability  of  proton  are 

much higher than that of molecules and atoms. It is 

an  elementary  particle  and  can  penetrate  into  the 

metal and migrate there searching for energetically 

favorable state. There appear several such states. 

One of them is the union of two stray protons in 

the H

2

 hydrogen molecule, thanks to the electrons 

available in excess inside the metal. The hydrogen 

molecule  immediately  loses  mobility  and  «is 

caught»  in  dislocations  or  intercrystalline 

micropores.

Another  state  is  related  to  the  carbon  that  is 

always available in steels in the form of cementite, 

and  is  ready  to  unite  with  four  protons  to  form 

methane  molecules  according  to  the  formula  

Fe

3

C + 4H = 3Fe + CH

4

. The reaction in accordance 

строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

86

4 (102) • 2015

Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов

Подвижность  и  проникающая  способность 

протона намного выше, чем молекул и атомов. 

Он  является  элементарной  частицей  и  может 

проникать в металл и мигрировать там в поис-

ках энергетически выгодного состояния. Таких 

состояний оказывается несколько. 

Одно из них – объединение двух блуждаю-

щих  протонов  в  молекулу  водорода  Н

2

.  Благо, 

для  этого  внутри  металла  в  избытке  имеются 

электроны.  Молекула  водорода  сразу  теряет 

подвижность и «застревает» в дислокациях или 

межкристаллитных микропорах. 

Другое состояние связано с углеродом, кото-

рый всегда имеется в сталях в виде цементита и 

готов объединиться с четырьмя протонами для 

образования  молекул  метана  по  реакции  

Fe

3

C + 4H = 3Fe + CH

4

. Реакция проходит в не-

сколько этапов (СН

­3

, СН

2

­2

, СН

3

­1

, …) и заканчи-

вается образованием молекул метана. Эти моле-

кулы также накапливаются в межкристаллитных 

микропорах. 

Таким  образом,  внутри  металла  накаплива-

ются газы (водород и метан), отчего сильно по-

вышается внутреннее давление. По некоторым 

оценкам, это давление может достигать десят-

ков  и  сотен  тысяч  атмосфер.  Одновременно 

происходит  обезуглероживание  металла,  что  и 

наблюдали многократно при металлографичес-

ких исследованиях образцов со стресс­коррози-

онными трещинами. Одновременно искажается 

кристаллическая структура металла, образуют-

ся  дополнительные  дислокации.  Плотность 

дислокаций  растёт,  теряется  их  подвижность. 

Это происходит потому, что дислокации блоки-

руются плохо подвижными «лишними» образо-

ваниями.  Блокировка  дислокаций  приводит  к 

потере  пластичности  металла.  Металл  стано-

вится  хрупким.  Высокое  внутреннее  давление 

(от накопления газов) создает механические на-

пряжения,  которые,  складываясь  с  механичес-

кими на­пряжениями от рабочих нагрузок, лег-

ко достигают критического уровня. Внутренние 

связи в металле разрываются, появляются тре-

щины.  По  мере  того  как  протоны  всё  дальше 

проникают вглубь, растут и трещины в металле. 

И в какой­то момент прочность металла исчер-

пывается, трубопровод разрушается.

Учитывая,  что  трубопроводы  подземные, 

протяженные  и  находятся  под  изоляционным 

покрытием, очень трудно контролировать про-

цесс зарождения и развития трещин. Тем не ме-

нее, в последние годы научились их обнаружи-

with  this  formula  takes  place  in  several  stages  

(СН

­3

, СН

2

­2

, СН

3

­1

, …) and ends with the formation 

of  methane  molecules.  These  molecules  are  also 

accumulated in the intercrystalline micropores.

Thus,  gases  (hydrogen  and  methane)  are 

accumulated in the metal, and the internal pressure 

is greatly increased. According to some estimates, 

this  pressure  can  reach  tens  and  hundreds  of 

thousands  of  atmospheres.  Simultaneously,  the 

decarburization  of  the  metal  occurs,  which  was 

repeatedly observed during metallographic testing 

of samples with stress corrosion cracking. At the 

same  time  the  crystal  structure  of  the  metal  is 

distorted,  and  additional  dislocations  are  formed. 

The  density  of  dislocations  increases,  and  the 

dislocations lose their mobility. This is because the 

dislocations are blocked by poorly mobile «extra» 

formations. Locking dislocations leads to the loss 

of metal ductility. The metal becomes brittle. High 

internal pressure (due to gas accumulation) creates 

mechanical stresses, which add up to the mechanical 

stresses  from  the  workloads  and  easily  reach  a 

critical level. Internal bonds in the metal are broken, 

and  cracks  appear.  As  protons  penetrate  farther 

inside,  the  cracks  in  the  metal  are  growing.  The 

moment comes when the strength of the metal is 

exhausted, and the pipeline breaks.

Taking  into  account  that  pipelines  are  buried, 

long  and  have  an  insulating  coating,  it  is  very 

difficult  to  control  the  process  of  crack  initiation 

and  development.  However,  in  recent  years  they 

have  learned  to  detect  cracks  by  special  flaw 

detectors passing through the pipeline together with 

the pumped product.

Now, the reader should have clear understanding 

how this relates to nuclear physics. There protons 

are  formed  in  nuclear  reactions  and  bombard  the 

reactor,  supporting  structures,  vessels  and  pipes. 

The  only  difference  is  that  these  are  high­energy 

speedy  protons  penetrating  into  the  metal  more 

easily. If metal articles are loaded, the mechanism 

of  their  embrittlement  and  cracking  will  be  the 

same. 

Welding  experts  know  well  that  welding 

electrodes must be dry. Dry must also be the surface 

of the metal structure for welding. If the humidity 

is high, water molecules are decomposed into ions 

and  individual  atoms  under  the  influence  of  the 

welding  arc.  Also,  hydrogen  atoms  are  formed, 

which  in  the  arc  and  on  the  metal  surface  are 

decomposed into protons and electrons. Electrons 

are  involved  in  welding  currents,  and  protons 

87

4 (102) • 2015

вать,  пропуская  по  трубопроводу  вместе  с 

перекачиваемым  продуктом  специальные  сна­

ряды­дефектоскопы.

Теперь читателю должно быть понятно, ка-

кая тут связь с ядерной физикой. Там протоны 

образуются при ядерных реакциях и бомбарди-

руют  реактор,  несущие  конструкции,  сосуды, 

трубы. Отличие от трубопроводов только в том, 

что  здесь  протоны  высоких  энергий,  имеют 

большие скорости, поэтому легче проникают в 

металл. Если металлические изделия находятся 

под нагрузкой, то они по тому же механизму бу-

дут охрупчиваться и растрескиваться. 

Специалистам  сварочных  технологий  хоро-

шо известно, что сварочные электроды должны 

быть сухими. Сухой должна быть и поверхность 

металлической  конструкции,  где  ведётся  свар-

ка. Если влажность высокая, то под действием 

сварочной дуги молекулы воды разлагаются на 

ионы и отдельные атомы. Образуются и атомы 

водорода, которые в сварочной дуге и на поверх­

ности металла разлагаются на протоны и элект-

роны. Электроны участвуют в сварочных токах, 

протоны проникают в металл. Сварной шов по-

лучается хрупким. Остаются высокие остаточ-

ные  напряжения  в  металле.  При  приложении 

рабочей нагрузки такой сварной шов трескается 

и разрушается.

В судостроении уже более ста лет назад ста-

ли замечать, что если стальные корпуса попы-

таться  защитить  от  коррозии  в  морской  воде, 

используя протекторы, то эти корпуса разламы-

ваются через какое­то время. Стальной корпус 

становится  хрупким  и  непрочным.  Тут  меха-

низм явления точно такой, как и на магистраль­

ных газопроводах. Протекторы создают на кор-

пусе  отрицательный  потенциал  относительно 

морской  воды.  Катионы  H

+

  из  морской  воды 

притягиваются к корпусу, превращаются в про-

тоны, и далее по описанному выше сценарию.

Гальванотехнологию  применяют,  чтобы  на-

нести на стальное изделие тонкий слой хрома, 

никеля или других металлов, не подвергающих-

ся  атмосферной  коррозии.  Поэтому  никелиро-

ванные и хромированные изделия блестят и не 

ржавеют.  Технология  нанесения  покрытия  со-

стоит в том, что в раствор солей хрома или ни-

келя опускают изделие и подают отрицательный 

заряд. При этом к изделию устремляются кати-

оны никеля и хрома, превращаются в молекулы 

Ni и Cr. Эти молекулы большие и не обладают 

способностью проникать в металл, поэтому со-

penetrate into the metal. The weld is brittle. High 

residual  stresses  remain  in  the  metal.  Under 

workload such weld cracks and breaks.

In  the  shipbuilding  industry,  over  a  hundred 

years ago, it was first noticed that after attempts to 

use sacrificial anodes as a protection of steel hulls 

from corrosion in seawater, the hulls broke up after 

some  time.  Steel  hull  became  brittle  and  weak. 

There the mechanism of the phenomenon is exactly 

as in trunk gas pipelines. Sacrificial anodes create 

on the hull negative potential relative to sea water. 

H

+

 cations from seawater are attracted to the hull 

and transform into protons; further scenario is as 

described above.

Electrochemical plating is used to cover a steel 

product with a thin layer of chromium, nickel, and 

other  metals  resistant  to  atmospheric  corrosion. 

Therefore,  nickel­  and  chrome­plated  products 

shine and do not rust. Plating technique consists in 

that  a  product  is  immersed  in  the  solution  of 

chromium or nickel salts, and the negative charge 

is applied. Here, the cations of nickel and chromium 

move towards the product and are transformed into 

molecules of Ni and Cr. These molecules are big 

and do not have the ability of penetrating into the 

metal, so they are accumulated only on the product 

surface and form the desired coating.

However, they began to notice that the chrome­ 

or  nickel­plated  products  were  more  fragile  and 

less strong than the same products without coating. 

Experts in physical metallurgy could not understand 

for  a  long  time  what  was  going  on,  but  our  dear 

readers have already guessed that again our friends 

– protons are at play. The solution contains water 

hence,  there  are  H

+

  cations.  They  move  to  the 

product even faster than the cations of nickel and 

chromium, and are transformed into protons which 

easily  penetrate  into  the  product  and  reduce  its 

strength characteristics.

Some readers may think: A fine fairy tale! Where 

is the evidence? Has anyone seen these mysterious 

omnipresent protons?

Of course, no one saw protons. And can not see. 

However,  it  is  quite  possible  to  detect  hydrogen 

and methane in the metal. For this purpose there is 

a  method  of  spectral  analysis.  This  method 

determines the composition of substances, not only 

the  earth  ones,  but  those  of  stars,  of  suns.  Great 

Lomonosov already could measure the amount of 

substance. Any laboratory assistant can do it using 

modern  methods  and  instruments. And  this  work 

was done, of course, by the authors of this paper.