Среди числа наиболее распространенных причин поломки нефтегазового оборудования на объектах подготовки, добычи, транспортирования, переработки и дальнейшего хранения нефти особую роль играет коррозия. Коррозия уменьшает общий период службы резервуарного оборудования, оказывает непосредственное воздействие промышленную безопасность при его применении.
Опыт эксплуатации стальных технологических и товарных резервуаров отражает, что внутренняя поверхность подвергается язвенной, равномерной, ножевой и щелевой коррозии (коррозия в зоне перегрева по границам зерен возле сварного шва).
Результаты анализа эксплуатации резервуаров отражают то, что скорость равномерной коррозии резервуаров составляет в пределах от 0,04 до 1,1 мм/год, однако при язвенной коррозии самыми опасными являются сквозные поражения, которые вызывают утечку продукта. При этом скорость язвенной коррозии превышает равномерную в три–шесть раз и даже может достигать в отдельных случаях 8 мм/год.
Днище в ракурсе коррозии резервуаров является наиболее опасным элементом конструкции, так как оно считается самой тонкой ее частью, которая неизменно контактирует с подтоварной водой, насыщенной ускоряющими процесс коррозии химически активными элементами.
Итоги анализа аварий резервуаров свидетельствуют о том, что сквозные отверстия днищ, а также ножевая коррозия упорного узла (иными словами, место соединения днища со стенкой), появившиеся в итоге повреждений защитных покрытий, являлись главной причиной самых крупных катастроф.
Особое значение в решении заданий защите резервуаров от коррозий и уменьшению скорости развития коррозии оборудования принадлежит повышению степени противокоррозионной защиты, которая в свою очередь, обеспечивает высокую промышленную безопасность и экономическую эффективность производства. Проанализируем более детально самые распространенные способы защиты от коррозии, а именно – протекторную защиту, изолирующие и металлизационные покрытия.
Изолирующие покрытия
Изолирующими покрытиями называют покрытия, которые отделяют от агрессивной среды основной металл, из которого произведен резервуар. Тем самым они позволяют предотвратить процессы коррозии основного металла. Такие изолирующие покрытия для обеспечения надежной защиты резервуаров можно наносить, применяя окраску лакокрасочными материалами, а также газотермические методы напыления коррозионностойких сплавов и сталей.
Протекторная защита
Протекторная защита – разновидность катодной защиты. Принцип катодной протекторной защиты сконцентрирован в том, что к металлоконструкции, которую нужно защитить от пагубного влияния коррозии, присоединяют протектор, более электроотрицательный металл. Он, защищает от потенциального разрушения основную конструкцию, растворяясь в окружающей среде.
Главные преимущества методов защиты резервуаров от коррозии
Современные изолирующие лакокрасочные покрытия
- Относительно невысокая стоимость отдельных материалов;
- Более низкие финансовые затраты на их нанесение, не нуждающиеся в применении горючих газов, нужных при газотермических методах, а также электроэнергии для нанесения металлизационных покрытий способом электродуговой металлизации.
Катодная протекторная защита
Протекторную защиту используют для эффективной борьбы с коррозией металлических конструкций в грунте, речной и морской воде, прочих нейтральных средах. При этом чрезвычайно важно принимать во внимание тот факт, что использование в кислых растворах протекторов нецелесообразно из-за достаточно высокой скорости саморастворения.
Главными преимуществами металлизационных покрытий и, в том числе, напыления алюминием, являются следующие:
- Более существенная адгезия, стойкость и прочность по отношению к потенциальным механическим влияниям по сравнению с прочими лакокрасочными покрытиями. Более продолжительный период службы – до десяти раз – если сравнивать с лакокрасочными покрытиями за счет отсутствия процессов старения, существенной коррозионной стойкости, механической прочности, а также коэффициента линейного термического расширения, по показателям близким к коэффициенту основного металла, из которого произведен резервуар.
- Напыленный металл обладает высоким уровнем электропроводности, а это полностью исключает формирование в процессе слива и налива продукта статического заряда.
- Обеспечение более высокого уровня надежности за счет двойной функциональности покрытия: в случае повреждения покрытия до основного металла, помимо изолирующих характеристик, напыленное покрытие начинает функционировать в качестве протекторной защиты, реализовывая функции жертвенного анода.
- Анодные металлизационные покрытия владеют уникальными характеристиками самовосстановления при возникновении незначительных дефектов, ширина или диаметр которых составляет до 2 мм, поскольку процесс коррозии локализуется прямо на поврежденном участке, при этом формируются химически стойкие продукты коррозии, заполняющие полностью дефекты покрытия, тем самым восстанавливая целиком его работоспособность. На сегодняшний день металлизационные покрытия считаются единственным типом антикоррозионных покрытий, которые обладают способностями к самовосстановлению. Собственно поэтому им не страшны щелевая, язвенная, питтинговая и прочие типы стесненных коррозий, которые оказывают самое губительное влияние на металлоконструкции.
Лакокрасочное покрытие и комбинированные покрытия типа металлизация
- Комбинированные покрытия объединяют положительные катодной защиты и характеристики изолирующих покрытий: при повреждении металлизационного и лакокрасочного слоя, металлизационный слой успешно реализует функцию жертвенного анода, тем самым действенно предотвращая развитие процессов коррозии основного металла.
- Функции изолирующего покрытия при повреждении лакокрасочного верхнего слоя начинает реализовать металлический напыленный слой.
- Особая легкость в обнаружении местного дефекта покрытия, который достигает пределов основного металла по вспучиванию. Основной металл при этом будет надежно защищен металлизационным слоем от коррозии по принципу катодной защиты.
- Более высокий уровень надежности покрытий при использовании в высокоагрессивных средах, а также в жестких условиях, если сравнивать с металлизационными и лакокрасочными покрытиями, существенная адгезия с алюминиевым покрытием лакокрасочных материалов.
- Совместным положительным свойством всех перечисленных выше видов покрытия считается их ремонтопригодность, иными словами вероятность локального восстановления в ситуации появления местных дефектов.
Практический опыт эксплуатации антикоррозийных покрытий резервуаров
Изолирующие лакокрасочные покрытия
Практический опыт эксплуатации современных лакокрасочных покрытий показывает, что средний период службы лакокрасочных покрытий до осуществления местных ремонтов покрытий расположен в пределах от пяти до десяти лет, а суммарный срок службы таких покрытий до их полной замены исчисляется сроком от восьми и более лет.
Полностью доказано то, что появление местных дефектов современных лакокрасочных покрытий, которые вызывают нарушение их общей целостности, порождает снижение длины такого покрытия относительно длины стенки резервуара при уменьшении общей температуры окружающей среды, которая существенным образом сокращает пластичность лакокрасочных материалов. К примеру, понижение длины окружности покрытия на эпоксидном основании, к примеру, Permakor128, составит 129 мм (КЛР = 55 х 10-6). К тому же при снижении температуры летом +35°С до –40°С зимней температуры понижение длины окружности стальной стенки резервуара, диаметр которой составляет десять метров, будет на уровне 30 мм (КЛР = 13 х 10-6).
Разница в длине стенки и лакокрасочного покрытия в пересчете на один метр составит 3,15 мм. Такие показатели повышают вероятность формирования в лакокрасочном покрытии микротрещин по сравнению с металлизационным покрытием.
Катодная защита
Практический опыт антикоррозионной защиты резервуарных парков отражает тот факт, что катодная защита разнообразных металлоконструкций резервуаров с помощью магниевых и алюминиевых протекторов не является эффективной из-за незначительного общего периода службы (в пределах двух – двух с половиною лет).
Обеспечение защиты напылением сплавов и металлов
Почти все крупногабаритные конструкции на сегодняшний в той или иной мере защищены современными металлизационными покрытиями. Согласно сведениям отдельных источников информации, в резервуарах общий срок службы металлизационных покрытий способен достигать пятидесяти лет. Реальность данного период службы современных металлизационных покрытий в условиях среды с повышенной коррозионной активностью полностью подтверждается научными исследованиями инженерных институтов.
