Assessment of the corrosion impact on the serviceability of tank wagon boilers designed for chemical cargo transportation

Abstract

The paper investigates the influence of corrosion processes on the operational reliability of tank car boilers intended to transport chemical cargoes. The main corrosion mechanisms, material characteristics, operating conditions, and the impact of various aggressive environments were analyzed. The study uses a combination of field inspection data from inspection of tank cars, statistical analysis, and thermodynamic modeling based on standard electrode potentials and corrosion rates. The results demonstrate a clear dependence of the intensity of material degradation on the type of chemical cargo. Statistical analysis has shown that after 4 years of operation, 25 % of tanks have through damage, and after 6 years, 68 % have already been damaged. This indicates the need for timely diagnostics and modernization of corrosion protection. The article also discusses promising protection technologies such as nanomaterial-based coatings, pulsed cathodic protection, and integrated monitoring systems. Practical recommendations for preventing corrosion, optimizing maintenance, and extending the service life of railcars are proposed. The results can be used to enhance the safety and efficiency of transporting hazardous goods.

У статті досліджений вплив корозійних процесів на експлуатаційну надійність котлів вагонів-цистерн, призначених для перевезення хімічних вантажів. Проаналізовано основні механізми корозії, характеристики матеріалів, умови експлуатації та вплив різних агресивних середовищ. У дослідженні використано поєднання даних польових обстежень вагонів-цистерн, статистичного аналізу та термодинамічного моделювання на основі стандартних електродних потенціалів і швидкостей корозії. Результати демонструють чітку залежність інтенсивності деградації матеріалу від типу хімічного вантажу. Статистичний аналіз показав, що через 4 роки експлуатації 25 % резервуарів мають наскрізні пошкодження, а через 6 років – вже 68 %. Такі данні свідчать про необхідність своєчасної діагностики або модернізації антикорозійного захисту. Також обговорюються перспективні технології захисту які включають покриття на основі наноматеріалів, імпульсний катодний захист та інтегровані системи моніторингу. Запропоновано практичні рекомендації щодо запобігання корозії, оптимізації технічного обслуговування та подовження терміну служби вагонів.