МАГИСТРАЛЬНЫЕ НЕФТЕПРОВОДЫ

Пассивная противокоррозионная защита резервуаров

К пассивным методам относят использование защитных покрытий всех видов, изолирующих поверхность резервуара от агрессивной среды.

Для исключения контакта внешней поверхности днища резервуара с грунтовой влагой, под ним выполняется основание из гидрофобного материала. Обычно для выполнения гидрофоба применяется смесь песка в соотношении 9:1 с одним из свзяывающих компонентов: жидкие нефтяные битумы, нефть, мазут, дегти и т.п. Толщина гидрофобной подложки составляет 100-300 мм.

Пассивная защита внутренней стороны обечайки резервуара реализовывается путём нанесения покрытий на основе полимерных и лакокрасочных материалов, цинка и др. Лакокрасочными называются вещества, имеющие жидкую консистенцию и отверждающиеся (высыхающие) после тонкослойного их нанесения на поверхность с формированием пленки (лакокрасочного покрытия). Для покрытия резервуаров широко применяются эпоксидные лакокрасочные материалы, которые отличаются относительно простой технологией нанесения и позволяють добиваться стойких и качественных покрытий.

Лакокрасочные покрытия

По назначению лакокрасочные материалы подразделяются на шпатлевки, грунты и покровные слои.

Противокоррозионные грунты применяются для непосредственного нанесения на заранее приготовленную поверхность для обеспечения лучшего сцепления покрытия с металлом. По механизму воздействия грунты делятся на 3 типа:

• изолирующие;
• пассивирующие;
• протекторные.

Изолирующие грунты играют роль электрической и меанической изоляции от внешней среды защищаемого сооружения. Пассивирующие грунты помимо изоляции защищаемой поверхности, формируют на ней смешанный слой солей металла и окислов, который благодаря своим пассивирующим свойствам предохраняет металл от корродирования даже если в лакокрасочном покрытии есть неплотности. Протекторные грунты имеют в своём составе более электроотрицательные, чем железо, металлы (алюминиевый и цинковый порошки). Первично после того, как нанесен, подобный грунт имеет выраженное протекторное действие. Через некоторый промежуток времени это действие становится слабее, но защитные способности покрытия остаются благодаря изолирующему воздействию продуктов корродирования металла - протектора.

Шпатлевка, являющася промежуточным слоем, наносится на отгрунтованную поверхность. Ее функция - увеличить непроницаемость и толщину покрытия. Сегодня применяются эпоксидные шпатлевки типов ЭП-0010 и ЭП-4022, которые наносятся толщиной 90-140 мкм и высыхают в течение суток при температуре 18 - 20 °C.

Покровные слои (эмали и краски) необходимы для финишного окрашивания поверхности, чтобы обеспечить непроницаемость и стойкость покрытия при эксплуатации. Положительный опыт применения имеют эпоксидные эмали ЭП-56, ЭП-255 и ЭП-773. Современным покровным слоем является асмольно-эпоксидная эмаль ЭП-АС-6/2-1, являющаяся композицией, которая содержит технический углерод, нефтеполимер "Асмол”, эпоксидную смолу и др. Эмаль производится комплектно в форме 2-ух компонентов: полуфабриката эмали и отвердителя. Смешение производится в соотношении 50:3 непосредственно перед нанесением, которое выполняется на обечайку резервуара кистью вручную, валиком или используя пневматический распылитель в 2 слоя. Полное высыхание эмали при температуре 18 - 22 °C происходит в течение недели.

Чтобы защитить внутреннюю поверхность резервуара от корродирования используются также токопроводящие покрытия на основе полиуретана. К примеру, покрытие ПУ-1 (ТУ 2226-011-16802026 - 97), которое разработано НИЦ "Поиск” (г. Уфа), получено на основе полиэфира Лапрол 5003-2Б-10 и является собой одно-компонентной системой, отверждаемой атмосферной влагой. Время высыхания составляет 12 - 24 ч в диапазоне температу от -20 до + 50 °C, толщина выполняемого покрытия до 300 мкм. Покрытие ПУ-1 на поверхности металла представляет собой тонкую, прозрачную, очень эластичную, блестящую пленку с высоким проникновением в поры металла. Чтобы придать особые свойства в состав покрытия возможно добавление пигментов, металлических порошков (например, цинка или алюминия), технического углерода, сажы, графита.

Покрытие ПУ-1 требуется наносить на поверхность с помощи кисти или валика, либо используя аппарат для безвоздушного распыления. До нанесения покрытия металлические детали требуется зачистить до формирования поверхности с грубой шероховатостью. Покрытие образуется путем нанесения 3-х слоев материала последовательно. До того, как наносить каждый последующий слой предыдущий надлежит просушить.

Чтобы снять статическое электричество в состав покрытия ПУ-1 вводится металлический наполнитель или технический углерод.

Импортным эквивалентом покрытия ПУ-1 считается покрытие NORCO (производство Франция). Испытания этих покрытий в сравнении продемонстрировали, что ПУ-1 по каччеству не уступает французскому аналогу.

Рекомендуемая структура покрытия для резервуаров следующая: антикоррозионный праймер с цинком (в 1 слой), ПУ-1 (в 2 слоя). Финишный слой может выполняться с добавлением сажи, чтобы снять статическое электричество.

Металлизационное покрытие

Другим результативным средством для защиты внутренней образующей резервуаров от корродирования являются металлизационные покрытия из цинка и алюминия. Процедура металлизации состоит их 2=ух последовательно выполняемых операций: термоабразивная подготовка металла и газотермическое нанесение антикоррозионного металлизационного покрытия.

Термоабразивная подготовка поверхности выполняется с помощью высокотемпературной газовой струи с инжекцией в нее абразива (песок с размером частиц < 1,5 мм). Конструктивно аппарат для термообразивной подготовки представляет собой небольшую жидкостную горелку, которая работает на реактивном топливе или керосине для осветительных целей. В камере сгорания происходит распыление топлива и его смешение с воздухом, который подается компрессором. В ходе сгорания газовоздушной смеси формируется высокотемпературная струя газа, в которую подается абразив (технологический песок). Выходя из сопла аппарата рабочая струя достигает скорости истечения более 1200 м/с, что выше характеристик стандартного струйного аппарата более чем в 3 раза. Сочетание механического и термического способов воздействия на подвергаемую обработке поверхность делает возможным не только удаление ржавчины, старых покрытий, образовавшихся отложений и наростов, но и обезжиривание поверхности, делая ее химически активной. При дальнейшем нанесении антикоррозионного покрытия это благоприятствует улучшенному проникновения материала покрытия в поры материала основы.

Металлизация поверхности резервуара выполняется методом газотермического нанесения расплавленного цинка или алюминия в течение не более чем 6 часов после завершения зачистки поверхности резервуара. Газотермическое напыление выполняется с помощью аппарата, который был применен для термоабразивной подготовки, после установки дополнительного механизма пневмоподачи цинковой или алюминиевой проволоки и монтажа в камере сгорания особой насадки для подачи в зону плавления проволоки.

Напыляемый металл в форме мелких частиц в расплавленном состоянии вылетает из сопла аппарата со скоростью превышающей скорость звука, что дает значительную силу соударения частиц с обрабатываемой поверхностью. При соударении, частицы наплавляемого металла расплющиваются и отвердевают с параллельным частичным диффузионным проникновением напыляемого металла в поверхность резервуара. Тем чамым достигается повышенная адгезионная прочность покрытия. Слои накладываемые далее благодаря высокой кинетической энергии частиц с высокой плотностью укладываются на металл напыленный ранее.

Толщина покрытия определяется в зависимости от его предназначения и необходимого срока службы антикоррозионной защиты. Для толщины покрытия 120 - 250 мкм его срок эксплуатации составляет 10-15 лет.

Некоторые технические характеристики системы для нанесения металлизационного покрытия, которая используется в ОАО “Приволжскнефтепровод”, таковы:

• давление подаваемого сжатого воздуха - 0,9 МПа;
• удельная площадь подготовки поверхности - до 25 м²/ч;
• удельная площадь металлизации поверхности - до 20 м²/ч;
• удельный расход топлива - до 2,3 л на 1 м² обрабатываемой поверхности.

Достоинствами процесса металлизации поверхностей по сравнению с прочими способами нанесения антикоррозионных покрытий (эпоксидные и фенольные смолы, лакокрасочные материалы, полимеры и т.д.) считатся его высокая технологичность, длительный срок эксплуатации покрытия и выполнимость работ даже в холодный период времени.

Введение ингибиторов

К пассивным методам также относится защита от корродирования внутренних поверхностей кровли, днища и обечайки, котоыре находятс в контакте с газовым объёмом резервуара и подтоварной водой, посредством ингибиторов - веществ, добавляемых в небольшом количестве в коррозионо-активную среду и тормозящих или значительно подавляющих процесс коррозии. В газовый объём вводятся летучие ингибиторы, а в подтоварную воду - растворимые в воде. Использование ингибиторов дает незначительный эффект по причине регулярного дренирования подтоварной воды, с одной стороны, и непрерывными "дыханиями” резервуаров, с другой.