Технология внутреннего покрытия трубопроводов

Внутренние защитные покрытия трубопроводов

На сегодняшний день существует два направления в области заводской внутренней изоляции и защиты труб:

  • нанесение внутренних «гладкостных» антифрикционных покрытий;
  • нанесение внутренних антикоррозионных покрытий.

Внутренние «гладкостные» антифрикционные покрытия трубопроводов

Основное назначение внутренних антифрикционных покрытий — снижение шероховатости внутренней поверхности труб и увеличение пропускной способности трубопроводов. Освоение и внедрение технологии нанесения на трубы внутренних «гладкостных» покрытий началось за рубежом достаточно давно – с середины 50-х годов прошлого века. Накопленный за это время опыт их применения на магистральных газопроводах, транспортирующих не коррозионно-активный газ показал, что экономия затрат на перекачку и сжатие продукта в процессе эксплуатации трубопровода, как правило, обеспечивает окупаемость внутреннего покрытия уже в течение 3-5 лет.

В последние годы внутренние «гладкостные» покрытия, предназначенные для увеличения пропускной способности магистральных газопроводов, стали применяться и в нашей стране. Технология нанесения таких покрытий освоена практическими всеми ведущими трубными заводами, включая ООО «Ижорский трубный завод», ОАО «Выксунский металлургический завод», ОАО «Волжский трубный завод», ОАО «Челябинский трубопрокатный завод». На некоторых из этих заводов проводятся в настоящее время работы по нанесению внутреннего «гладкостного» покрытия на трубы диаметром 1420 мм для магистрального газопровода «Северный поток».

Требования «СТО Газпром 2-2.2-180-2007», к внутренним антифрикционным покрытиям

В соответствие с требованиями «СТО Газпром 2-2.2-180-2007» толщина внутренних антифрикционных покрытий должна составлять от 60 до 150 мкм, а шероховатость – не более 13-15 мкм. Длина концевых неизолированных концевых участков труб должна составлять (40±10) мм. Внутреннее «гладкостное» покрытие должно обладать эластичностью, высокой адгезией к стали, быть устойчивым к длительному воздействию воды, растворителя, солевого тумана, к изменению давления газа (покрытие не должно пузыриться при быстром сбросе давления).

Основные производители и поставщики изоляционных материалов для «гладкостных» покрытий — фирмы «E.Wood» («3М»), «Sika Deutschland Gmbh», «Hempel», «Tuboscope Vetco».

Следует отметить, что достаточно тонкое внутреннее «гладкостное» покрытие не может обеспечить эффективную и долговременную противокоррозионную защиту внутренней поверхности трубопроводов, транспортирующих коррозионно-активные среды.

Если говорить о внутренних антикоррозионных покрытиях, то эта тема наиболее актуальна для промысловых трубопроводов. Большая обводненность современных нефтепромыслов, наличие в транспортируемых продуктах коррозионно-активной воды, солей, углекислого газа, сероводорода, повышенная температура эксплуатации способствуют интенсивной коррозии внутренней поверхности труб. При этом скорость общей коррозии может достигать 0,01-0,4 мм/год, а локальная скорость коррозии – до 1,5-6 мм/год.

Реальный срок службы стальных промысловых трубопроводов, не имеющих внутреннего защитного покрытия, может составить 1-3 года

Реальный срок службы стальных промысловых трубопроводов, не имеющих внутреннего защитного покрытия, может составить 1-3 года, а на некоторых промыслах сквозная коррозия трубопроводов может наступать уже после нескольких месяцев ввода их в эксплуатацию. В то же время при использовании достаточно эффективных внутренних антикоррозионных покрытий срок службы промысловых трубопроводов может повыситься в 8-10 раз.

Изоляция трубопроводов в трассовых условиях

Многочисленные попытки внедрения технологии внутренней изоляции трубопроводов в трассовых условиях не привели к положительным результатам. Как и в случае наружной изоляции труб, наиболее высокое качество внутренних защитных покрытий труб можно обеспечить лишь при проведении изоляционных работ в стационарных заводских или базовых условиях.

В настоящее время технология внутренней изоляции труб внедрена на целом ряде отечественных предприятий. На некоторых из них (ЗАО «Негас», г. Пенза, ЗАО Завод «Акор ЕЭЭК», г. Ульяновск) осуществляется внутренняя изоляция труб силикатно-эмалевыми покрытиями, в ОАО «Татнефть» (г. Альметьевск) внедрена технология внутренней футеровки труб нефтепромыслового сортамента полиэтиленовыми оболочками, но наиболее широко для внутренней противокоррозионной защиты трубопроводов применяются заводские эпоксидные покрытия.

Наиболее широко для внутренней противокоррозионной защиты трубопроводов применяются заводские эпоксидные покрытия.

В качестве исходных изоляционных материалов для нанесения эпоксидных покрытий толщиной от 400 до 700 мкм используются либо двухкомпонентные (смола, отвердитель) жидкие краски, либо порошковые краски. Технология нанесения на трубы и соединительные детали трубопроводов внутренних защитных покрытий на основе порошковых эпоксидных красок внедрена на предприятиях ООО «Трубопласт», г. Екатеринбург, ЗАО «УпоРТ», г. Нижневартовск, ООО «Целер», г. Самара, на Бугульминском механическом заводе ОАО «Татнефть», на Нефтекамском заводе нефтепромыслового оборудования ОАО Башнефть.

Внутренние защитные покрытия на основе жидких эпоксидных красок наносятся на трубы на заводах ООО «Юкорт», г. Нефтеюганск, «Арм-Коатинг», г. Усинск, на предприятиях НПО «ЗНОК и ППД», г. Бугульма, ООО «Завод изоляции труб», г. Тимошевск, Краснодарского края. Кроме того, все ранее названные отечественные трубные заводы, освоившие технологию нанесения внутренних «гладкостных» покрытий на основе жидких эпоксидных красок, могут наносить на трубы и внутренние антикоррозионные покрытия, предназначенные для промысловых трубопроводов.

Технология нанесения внутренних защитных покрытий

Технология нанесения внутренних защитных покрытий на основе жидких эпоксидных красок (с содержанием растворителей ниже 30%) представляется более простой. Покрытие наносится на подготовленную внутреннюю поверхность труб в один проход методом распыления рабочей смеси изоляционных материалов. Полимеризация покрытия такого типа осуществляется при температурах 50-70°С, тогда как для отверждения порошковых эпоксидных красок необходим нагрев труб до 200-210°С. Кроме того, перед нанесением порошковых эпоксидных покрытий, как правило, требуется наносить слой жидкого фенольного праймера, повышающего стойкость покрытия к агрессивным средам (сероводороду).

После нанесения праймера проводится дополнительная операция — сушка. В то же время технологический процесс нанесения порошкового покрытия является более производительным и менее вредным для экологии. К преимуществам порошковой технологии следует отнести и возможность нанесения защитного покрытия на трубы самых малых диаметров (сортамент НКТ), тогда как минимальный диаметр труб с внутренним покрытием на основе жидких красок обычно составляет 114 мм.

На сегодняшний день существует большой выбор как отечественных, так и импортных изоляционных материалов, предназначенных для нанесения на трубы внутренних защитных покрытий. Достаточно широко для внутренней заводской изоляции труб применяются порошковые эпоксидные краски:

  • П-ЭП-585, производства ООО НПК «Пигмент», г. Санкт-Петербург;
  • Scotchkote 134, компании «3М».

Жидкие двухкомпонентные эпоксидные краски для внутренней изоляции труб предлагаются российскими предприятиями: ООО «Акрус», ООО «Химик», ООО «Гамма. Индустриальные краски». Испытания показали хорошие эксплуатационные характеристики защитных покрытий «Amercoat 391», «Sika Permacor 128», полученных основе жидких эпоксидных красок. Целую серию как порошковых, так и жидких эпоксидных красок, предназначенных для внутренней изоляции труб, предлагает фирма «3М».

Проблема изоляции зоны сварных стыков труб

Долгое время актуальной и трудно разрешимой проблемой для внутренней противокоррозионной защиты трубопроводов являлась проблема изоляции зоны сварных стыков труб. В случае внутренних «гладкостных» покрытий зона сварных стыков не изолируется, так как по магистральным газопроводам транспортируется очищенный, не коррозионно-активный газ, а площадь участков сварных стыков является незначительной в сравнении с общей внутренней поверхностью трубопровода.

Другое дело, когда речь идет о промысловых трубопроводах, где зоны сварных стыков трубопроводов должны быть обеспечены эффективной противокоррозионной защитой. Для защиты от коррозии сварных стыков трубопроводов, имеющих внутреннее покрытие, использовались самые разные методы, включая плазменное напыление на концевые участки труб защитных протекторных колец, газотермическое напыление цинка и алюминия, приварку колец из нержавеющей стали.

На сегодняшний день наиболее популярным способом внутренней противокоррозионной защиты зоны сварных стыков трубопроводов является применение вставных изолированных муфт разработки фирмы «Tuboskop Vetco».

Данная технология была успешно развита и реализована на предприятии ООО «Целер», г. Самара. На данном предприятии освоен промышленный выпуск самых разнообразных изолированных внутренних муфт, предназначенных для строительства трубопроводов с внутренним антикоррозионным покрытием диаметрами от 57 до 820 мм включительно.

На предприятии ООО «Трубопласт», г. Екатеринбург реализован другой способ внутренней защиты сварных стыков трубопроводов. Для этой цели используется метод газотермического напыления на внутренние концевые участки труб специального покрытия из нержавеющего сплава. Внутреннее эпоксидное покрытие наносится с нахлестом на металлизационное покрытие, а окончательное формирование защиты зоны сварного стыка осуществляется уже при сварке труб в плети, когда при повышенных температурах происходит плавление металлизационного покрытия и легирование зоны корневого шва.

Внутренняя изоляция труб: материалы покрытия, их функция

Внутренняя изоляция труб.

Для труб из металла нужна не только внешняя изоляция, но и внутренняя. В промышленных целях изделия покрывают с помощью эпоксидных материалов, такая внутренняя изоляция труб защищает от ударов электрическим током и образования ржавых отложений.

Особенности эпоксидного покрытия. В основе эпоксидного покрытия лежит эпоксидная смола, которую включают специальные смеси для обработки поверхности внутри трубопрокатов. Смола отличается своими положительными характеристиками: обладает устойчивостью к влажной среде, также топлива в жидком виде, не поддается влиянию щелочи и различных масел. Смоляное покрытие имеет высокий показатель адгезии к поверхности металла, служит защитой от повреждений механического и химического типа.

История создания изоляции такого рода

Впервые на Волжском трубном заводе применили эпоксидное покрытие, оно представляло собой краску из порошкообразного состава. Завод произвел свыше миллиона тонн трубопрокатов за 1976 год, первый год применения данного типа покрытия против коррозии.

Снаружи трубы очищались, нагревались и на них наносили защитный слой при помощи советского оборудования. Для изоляции на Ярославском заводе Лакокраски производили материалы в виде эпоксидного порошка.

Продукция сразу отличалась своим высоким качеством, трубы сохраняли свои свойства во время транспортировки и после окончания монтажа.

Свойства эпоксидного покрытия. Изоляция стальных труб эпоксидным материалом выполняет несколько функций:

1.защищает трубы от образования коррозии.

2.потери изделий во время транспортировки снизились до минимума.

3.защищает трубу изнутри от прорастания плесени, иловых отложений.

4.трубы из стали возможно применять для трубопроводов пищевого назначения.

Качество перегоняемых продуктов стало неизменным, потому что материал изоляции служит защитой от соприкосновения жидкости с металлом. Трубы повысили пригодность для использования в несколько раз, они не обрастают внутри вредными микробами.

Шероховатости на внутри трубы увеличивают трение жидкости, что приводит к снижению давления в системе, тем самым повышая потребление энергии на транспортировку.

Читайте также  Как выбрать ножовку по дереву?

Внимание! Материалы для изоляции отличаются гладкостью, образуемого слоя, поэтому потери на трение уменьшаются, затраты на носитель энергии также становятся ниже, а значит работа трубопровода становится экономичнее.

Изделия можно применять для трубопроводов, проложенных под землей и над землей, имеющих разное предназначение. По таким трубопроводам перегоняют жидкость от стоков, морскую воду, для питьевых целей, газ, нефть и ГСМ.

Разновидности эпоксидной изоляции, выполненной на заводе

Различают несколько разновидностей покрытий с помощью эпоксидного порошка:

1.тип однослойной изоляции.

2.тип двухслойной изоляции.

3.тип трехслойной изоляции, в данном случае применяют эпокси – полиолефиновое покрытие.

Внимание! Применение одной из разновидности покрытия обусловлено назначением будущего трубопровода, условий его эксплуатации, свойства транспортируемой жидкости, размером труб, также учитывают экономические факторы.

Как наносят эпоксидную изоляцию на внутреннюю поверхность трубы.

Перед тем, как трубы покрыть изоляцией, изделия проходят подготовку.

1.в специальной печи трубопрокаты прогревают до шестидесяти градусов.

2.сушат трубы и готовят к обработке хромом.

3.трубы проходят пескоструйную очистку.

4.наносят слои эпоксидной изоляции, применяя специальное оборудование.

Толщина защитного слоя должна быть более 150 – ти мкм.

Максимальный показатель температуры во время эксплуатации должен равняться ста пятидесяти градусам, а допустимый диаметр трубопрокатов составляет 57 – 1420 миллиметров.

5.тестирование продукции на соответствие требуемым показателям, трубы проходят проверку на устойчивость к негативным факторам. Пройдя все уровни проверки, продукцию пускают в продажу.

Положительные свойства эпоксидной изоляции

Трубы с эпоксидной изоляцией на внутренней поверхности отличаются от простых труб из металла тем, что имеют сплошной полимерный слой защиты. Производители гарантируют бесперебойную работу трубопроводов многие десятилетия при температурных показателях в пределах от минус тридцати пяти градусов до плюс ста восьмидесяти градусов.

Покрытие из эпоксидного порошка защищает трубы от появления коррозии и процессов эрозии, предотвращает катодное отслаивание, абразивный износ, также трубы устойчивы к воздействию агрессивных веществ.

К этим положительным качествам можно добавить:

1.высокий показатель срока годности.

2.трубы имеют высокую пропускную способность, при этом низкий уровень гидравлического сопротивления потока, этому способствуют антифрикционные свойства.

3.трубы устойчивы к различным химическим влияниям, образованию накипи, ржавчины, обрастанию микроорганизмами, также блуждающему току.

4.монтаж труб считается простым, применяют метод металлизации и при помощи втулок. Защитное покрытие не портится.

5.материал защищает от разрушения стоками, углекислотой и сероводородом.

6.выполняют свое предназначение, передвигая различные смеси, постоянно с ними контактируя.

Внимание! Эпоксидное покрытие соответствует требованиям, которые указаны в государственной и отраслевой документации, практически на том же уровне, что и трубы, покрытые полиэтиленовой изоляцией.

Главным достоинством считается высокий уровень износоустойчивости. Повышенное качество трубопрокатов позволяет устанавливать изделия в микротоннелях, под автомагистралью, в трубопроводах под водой, при укладке труб под наклоном в скважинах.

Особенности покрытия ЦПИ

Трубы покрывают внутри цементно–песчаной смесью, в которой низкое водоцементное соотношение. Используют центробежный метод нанесения, позволяющий добиться ровного слоя необходимой толщины. Уплотнение образует слой в пределах от 4 до 16 миллиметров, который защищает трубы от механических повреждений.

Под защитным слоем металлические трубы пассивируются, на материал действует раствор, образующийся из-за гидратации цементного вещества, называется гидроокисью кальция.

На металле трубы формируется пленка, которая не пропускает воду, ее защищает цементно–песчаная изоляция. Защитный слой при контакте с водой выделяет карбонат кальция, с помощью которого устраняются небольшие трещины покрытия.

ЦПИ защищает трубы от коррозийных изменений. Так как на поверхности отсутствует ржавчина, то трубы внутри гладкие. К тому же ЦПИ способствует выделению гидрофильного слоя в виде геля, который образуется с помощью частиц глины с микроэлементами железа с кальцием. Это свойство уменьшает трение жидкости об стенки, улучшая уровень проходимости, также слой защищает трубы от обрастания.

Внутренняя изоляция повышает срок службы, даже если появляется коррозия на внешней поверхности, при этом качества и свойства трубопровода не изменяются.

Обеспечение надежности трубопроводных систем. Метод диагностики внутреннего антикоррозионного покрытия трубопроводов

PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. – 2017 — № 1(3). – С. 74-76

УДК 622.61/.67

А.А. Кундик
ООО «Газпромнефть-Оренбург»

Ключевые слова: коррозия, внутритрубная изоляция, диагностика изоляции, обеспечение целостности

Предложено использование трубопровода, заполненного подтоварной водой, в качестве проводника электрического тока с целью определения пробоя внутренней изоляции. Описаны два метода определения целостности внутреннего покрытия с использованием физических свойств проводника электрического тока. Определен наиболее перспективный метод диагностики, заключающийся в измерении магнитного поля, создаваемого вокруг проводника тока. Данный метод является авторским. В настоящее время не существует другой технологии диагностики трубопровода с внутренним антикоррозионным покрытием. Удачное применение данного метода позволит повысить надежность трубопроводных систем с внутренним покрытием практически до 100%.

Ensuring the reliability of pipelines. Diagnostics method of internal anticorrosive coating of pipelines

PRONEFT». Professional’no o nefti, 2017, no. 1(3), pp. 74-76

A.А. Kundik
Gazpromneft-Orenburg LLC, RF, Orenburg

Keywords: corrosion, inner surface insulation, insulation diagnostics, integrity assurance

Currently in Russia operated 350 thousand km of flowlines. Meanwhile, a significant number of failures is due to corrosion wear of the pipeline material On an annual networks replacement spent 7–8 thousand km of pipes or 400–500 thousand tons of steel. The use of product transport tubes with internal insulation offers a number of tangible advantages compared to the standard design execution pipelines. High watering in pipelines, the presence of corrosive water, salts, carbon dioxide, hydrogen sulfide in transportable products and high temperature operation promote intensive corrosion of the inner pipe surfaces. The rate of general corrosion can reach 0.01–0.4 mm / year and the local corrosion rate reaches 1.5–6 mm /year. The real life of the steel flowlines without internal protective coating, can be 1–3 years, and in some fields through corrosion of pipelines can occur after a few months of commissioning. At the same time, using a sufficiently effective internal anticorrosion coatings may increase the real life of the flowlines by 8–10 times. The main and perhaps the only drawback so far is the lack of control of the internal insulation coating technology.

введение

В настоящее время на территории России эксплуатируется 350 тыс. км промысловых трубопроводов. Ежегодно на них происходят отказы. При этом значительный процент отказов связан с коррозионным износом материала трубопроводов (рис. 1). На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7–8 тыс. км труб или 400–500 тыс. т стали.

Рис. 1. Последствия коррозионного износа трубопровода

В статье рассмотрены возможные методы диагностики внутреннего изоляционного покрытия трубопроводов.

Использование труб с внутренним изоляционным покрытием

Общеизвестно, что промысловые трубопроводы с внутренней изоляцией имеют целый ряд ощутимых преимуществ по сравнению с трубопроводами в стандартном конструктивном исполнении.

Большая обводненность скважин, наличие в транспортируемых продуктах коррозионно-активной воды, солей, углекислого газа, сероводорода, повышенная температура в эксплуатируемых промысловых трубопроводах способствуют интенсивной коррозии внутренней поверхности труб. При этом скорость общей коррозии может достигать 0,01–0,4 мм/год, скорость локальной коррозии – до 1,5–6 мм/год. Срок службы стальных промысловых трубопроводов, не имеющих внутреннего защитного покрытия, может составить 1–3 года, а на некоторых промыслах сквозная коррозия трубопроводов может происходить уже в первые несколько месяцев после ввода их в эксплуатацию. Однако при использовании достаточно эффективных внутренних антикоррозионных покрытий срок службы промысловых трубопроводов может увеличиться в 8–10 раз.

Существенно уменьшенная эквивалентная шероховатость трубопроводов с внутренним покрытием позволяет увеличивать их пропускную способность за счет уменьшения зоны турбулентности. В процессе сравнительных гидравлических расчетов отмечается интересный факт: трубопроводы с внутренним покрытием перекачивают на 20–30 % больше жидкости, чем трубопроводы стандартного исполнения, при сохранении тех же линейных давлений.

Кроме того, в трубопроводах с внутренним изоляционным покрытием снижается металлоемкость трубы за счет уменьшения расчетной толщины стенки вследствие исключения из расчета коэффициента поправки на коррозию. Так, для трубы диаметром 89 мм снижение металлоемкости составит 1775 кг/км.

Несомненными преимуществами применения труб с внутренним покрытием являются отсутствие необходимости ингибирования и стойкость к коррозионной агрессивности среды. Главный и, пожалуй, единственный недостаток на сегодняшний день состоит в отсутствии технологии контроля сплошности внутреннего изоляционного покрытия, поэтому перспективна рынка трубопроводов с внутренним антикоррозионным покрытием пока не ясна.

В настоящее время наиболее распространенным способом внутренней противокоррозионной защиты зоны сварных стыков трубопроводов является применение вставных изолированных втулок (рис. 2). Технология их монтажа довольно сложна и требует соблюдения ряда внешних условий, в том числе и погодных, что создает дополнительные риски целостности изоляционного покрытия.

Рис. 2. Применение установки герметизирующих втулок при монтаже труб с внутренним изоляционным покрытием

При нанесении изоляционного покрытия и монтаже труб сварным соединением возможный брак можно разделить на две категории: заводской и монтажный. Проконтролировать наличие или отсутствие заводского брака можно только визуально на стадии входного контроля. Контроль монтажного брака невозможен из-за отсутствия необходимой технологии.

Предлагаемый метод определения места нарушения целостности изоляции трубы основан на способности подтоварной воды проводить электрический ток. Создается разомкнутая цепь с «плюсом» на высокочувствительном приборе, который подсоединяется к металлу трубы в зоне самого уязвимого места (сварного шва), «минусом» на электролите – подтоварной воде (рис. 3). После подачи тока на сварной шов в случае нарушения целостности изоляции цепь замкнется, и прибор покажет наличие тока. Если диэлектрический (изоляционный) слой не нарушен, цепь остается разомкнутой, и прибор показывает отсутствие тока. Основной недостаток данного метода заключается в локальном характере контроля участка трубопровода. Он применим только для выявления брака при монтаже втулок, изолирующих сварные соединения трубопровода. При этом, проблема определения пробоя внутреннего изоляционного покрытия по трассе трубопровода остается неразрешенной. Однако есть возможность решить поставленную задачу, основываясь на природе электромагнитного поля. Изолированный участок трубопровода, заполненный электролитом, является проводником электрического тока, следовательно, при подаче тока во внутритрубное пространство вокруг электролита неизбежно будет образовываться магнитное поле. В продольном сечении трубопровода магнитное поле распространяется в виде синусоиды. В месте нарушения изоляции синусоида будет выходить за пределы эталонных значений (рис. 4). Таким образом, при фиксировании значения магнитного поля специальным прибором появляется возможность определения мест повреждения изоляции по всей длине смонтированного трубопровода.

Читайте также  Правила сварки в среде углекислого газа

Рис. 3. Схема определения сплошности внутреннего изоляционного покрытия в конкретной точке

Рис. 4. Изменение амплитуды магнитного поля в месте нарушения изоляционного покрытия

Заключение

Проведена экономическая оценка предлагаемого метода в совместимости с использованием трубопроводов стандартного исполнения с постоянной подачей ингибитора корозии.

Индекс прибыльности инвестиций уже в горизонте планирования 5 лет показал коэффициент 5,06.

Применение предлагаемого метода позволит:

  • повысить надежность трубопроводов с внутренним изоляционным покрытием практически до 100%;
  • минимизировать риски отказов трубопроводов по причине внутренней коррозии;
  • отказаться от применения ингибиторов коррозии;
  • обеспечить максимально безопасную эксплуатацию трубопроводных систем.

Список литературы

  1. ВРД 39–1.. Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов.
  2. Организация системы контроля технического состояния промысловых трубопроводов с внутренним покрытием и защитой сварных соединений втулками различной конструкции/, , , //Территория нефтегаз, 2007. — № 4. — С. 50–55.
  3. Сивухин курс физики. Т. 3. — изд., стереот. — М.: МФТИ, 2004.
  4. Ваджпаи Анкит. Новый метод выявления коррозионных повреждений труб. — http://defektoskopist.ru.

Reference

  1. VRD 39–1.. Metodika otsenki fakticheskogo polozheniya i sostoyaniya podzemnykh truboprovodov (Method for assessing the actual position and condition of underground pipelines).
  2. Getmanskiy M.D., Zhitnikov Yu. Zimin P.A., Mukhametshin R.R., Organization of a system for monitoring the technical condition of field lined pipelines with internal coating and protection of welded joints with ferrule of various designs (In Russ.), Territoriya NEFTEGAZ, 2007, no. 4, pp. 50–55.
  3. Sivukhin D. Obshchiy kurs fiziki (General course of physics), Part 3, Moscow: Publ. of MFTI, 2004.
  4. Vadzhpai Ankit, Novyy metod vyyavleniya korrozionnykh povrezhdeniy trub (A new method for detecting pipes corrosion damage), URL: http://defektoskopist.ru.

Ссылка на статью в русскоязычных источниках:

The reference to this article in English is:

A.А. Kundik. Ensuring the reliability of pipelines. Diagnostics method of internal anticorrosive coating of pipelines (In Russ.), PRONEFT». Professional’no o nefti, 2017, no. 1(3), pp. 74-76.

Антикоррозийное покрытие труб

Коррозия представляет собой определенный процесс, при котором твердые тела со временем разрушаются. Это может происходить не только из-за определенных химических реакций. Иногда коррозия является результатом электрохимических процессов. Она зачастую проявляется на поверхности вещества и свидетельствует о том, что началось его последующее разрушение. Некоторые химические элементы, способны вступать в реакции с окружающей средой, как результат на некоторых поверхностях может образовываться коррозия, разрушающая даже прочные материалы.

Существует коррозия, которая проявляется на различных материалах. Однако наиболее распространенной является коррозия металлов. Из-за подобного результата химической реакции экономика многих стран терпит серьезные убытки. Все дело в том, что наиболее распространенным видом коррозии является ржавчина, из-за которой порой приходится менять всю металлическую конструкцию.

На данный момент все большую популярность приобретают трубы с антикоррозионным покрытием, позволяющие сохранить общую работоспособность устройства, частью которого они являются. Благодаря подобной разработке большинство производителей различных товаров вздохнули с облегчением. Ведь теперь нет необходимости в том, чтобы через несколько лет осуществляет демонтаж и повторную установку труб, которые были повреждены коррозией металла.

Виды коррозии металлов

Стоит две основные разновидности коррозии, отличающиеся между собой по степени ущерба, которые она способна причинить. Различают прямую и косвенную коррозии.

Если коррозия нанесла прямой ущерб, в данном случае металлическое покрытие не подлежит восстановлению. Поэтому придется менять все оборудование, которое состоит из металлических частей. Если коррозия уже повредила металл, лучше всего обеспечить антикоррозийную защиту. Она, в свою очередь, стоит немалых денег, однако после обработки специальными веществами химическими растворами обновленное металлическое покрытие уже не будет подвергаться окислению и разрушению от коррозии.

Она по этой причине стоит немалых денег. Однако после обработки специальными веществами и химическими растворами обновленное металлическое покрытие уже не будет подвергаться окислению и разрушению от коррозии.

Если вред был косвенным, происходит замена, лишь некоторых частей металлической конструкции.

Финансовые средства в данном случае уйдут на:

  • закупку соответствующего металла,
  • снижение мощности оборудования, если металлическая конструкция состоит из труб и другого подобного оборудования,
  • улучшение продукции, основным элементом которой является металлический каркас.

Защита от коррозии является главной задачей современных конструкторов, разрабатывающих различные металлические детали. Чтобы конструкция прослужила несколько десятилетий, необходимо создать все условия для ее защиты от воздействия внешних факторов и различных атмосферных явлений, способность влиять на структуру металла.

Современные технологии позволяют разработать антикоррозионное покрытие стальных труб, обеспечивающее металлическую конструкцию дополнительной защитой от химических элементов, которыми зачастую контактируют с её поверхностью.

Трубы с защитным покрытием

Так как на данный момент всё большую популярность приобретают нефть и газ как универсальные виды топлива, стоит задуматься над тем, чтобы обеспечить для них качественную транспортировку.

Поэтому важно создавать на предприятиях такие трубы, которые были бы защищены специальным антикоррозийным покрытием, предотвращающим разрушение стенок труб или же возникновения на их поверхности коррозии, которая приводит к их разрушению.

Создаются проекты, которые были бы призваны повысить безопасность энергетики в той или иной стране. Можно сказать, что в наше время в мире наблюдается отраслевой бум в трубопроводном транспорте. Таким образом, была создана ситуация, позволяющая обеспечить строительство систем трубопроводов, которые могли бы стать альтернативой уже имеющимся.

Россия представляет собой быстро развивающуюся страну, которая старается придумывать и разрабатывать всё новые и совершенные типы защитных покрытий. Удивительно, но наши специалисты уже создали трубы, содержащие изоляцию из полиэтилена.

Важно осознавать тот факт, что установку подобных труб способен произвести качественно только профессионал, разбирающийся в подобных вопросах.

Не секрет, что технологии, обеспечивающие решение подобных задач, придуманы уже несколько десятилетий тому назад. Если труба имеет 3-х слойную полимерную изоляцию, состоящую из нескольких слоёв, тогда и изоляция мест стыка труб должна быть аналогичной. Единственным видом подобного типа изоляции будут термоусаживающиеся манжеты.

Как избавиться от коррозии

Для того чтобы конструкция из металла прослужила дольше, необходимо обрабатывает покрытие специальными веществами, позволяющими предупредить образование коррозии на поверхности материала.

Наиболее распространены трубы с внутренним антикоррозионным покрытием, ведь благодаря защитному слою, они дольше служат. Специальные химические вещества, которые впоследствии будут защищать металлические трубы, наносят на их внутреннюю часть. При этом, если коррозия спровоцирует ржавчину на внешней поверхности трубы предотвратить ее распространения будет уже сложнее. В таком случае, производители стараются заранее побеспокоиться сохранности всей поверхности трубы.

Поэтому стоимость такого оборудования, состоящего из нескольких металлических частей, будет значительно выше. Производители указывают на сопроводительных инструкциях к товару, нанесение на металл специальных защитных веществ.

Если такой защиты нет, труба сможет прослужить несколько лет до того момента, пока внешние факторы, воздействующие на ее поверхность, не приведут к частичному или же полному разрушению металла.

При этом, не важно где находится труба в помещении или же на улице. Даже если оно является частью коммуникаций и расположена в морской воде, ее поверхность подвержена влиянию различных химических веществ.

Особенно в защите от коррозии нуждаются:

  • различные виды трубопроводов, расположенных не только на открытом воздухе, но и в воде,
  • оборудование, основной частью которого является металл,
  • металлические каркасы различных жилых помещений и построек промышленного типа,
  • всевозможные резервуары,
  • строительные краны,
  • мосты,
  • теплообменники.

Существуют так же трубы с наружным антикоррозионным покрытием, созданные специально для последующей установки на предприятиях и в промышленных цехах, где зачастую и происходит большинство основных химических реакций и процессов, ускоряющих производство товаров.

Наружная защита труб от коррозии важно так же, как и внутренняя. Однако, если у производителя нет дополнительных финансовых средств на закупку соответствующего оборудования, можно сэкономить значительные финансовые средства, если приобрести данный вид труб. Россия на данный момент выделяет большие инвестиции в разработку и последующее производство специальных веществ, обеспечивающих защиту труб от возникновения на ее поверхности ржавчины и других признаков коррозии.

Некоторые регионы России отличаются влажным климатом. Это идеальное место для возникновения на стенках металлических покрытий не только ржавчины, но и как следствие коррозии, полностью разрушающей металлическое покрытия любой толщины и формы. Если учесть все вышеперечисленные факторы, что на данный момент коррозия является основной проблемой, не позволяющей нашей стране развиваться полноценно. Когда наши специалисты смогут наладить производство специальных веществ, разработанных для антикоррозийной защиты металлических поверхностей, государство сэкономит значительные финансовые средства, которые ежегодно тратится на закупку подобных химических составов за рубежом.

К тому же, исчезает необходимость в том, чтобы через некоторое время менять трубы и другие металлические покрытия, срок эксплуатации которых истекает из-за ржавчины и коррозии, разрушающей их поверхность.

Применение средств антикоррозийной защиты способны значительно снизить материальные убытки большинства развитых стран мира.

При этом России необходимо занять свое место среди производителей подобных товаров. Это позволит нашей стране занять лидирующие позиции не только в сфере производства необходимых товаров и химических элементов, предотвращающих разрушения металлических поверхностей. Таким образом, можно будет заключить чувство взаимовыгодных контрактов, которые позволят России сотрудничать с другими государствами.

Существует несколько способов позволяющих нанести антикоррозийное защитное покрытие на поверхность металла. Наиболее распространенным выступает барьерный метод обработки металлической поверхности. То есть нанесение вещества происходит непосредственно на саму поверхность покрытия. Даже если она при этом содержит дополнительные химические вещества, антикоррозийная защита будет выполнять все, возложенные на нее функциональные характеристики и свойства. Например, если металлическая поверхность окрашена каким-либо лакокрасочным материалам или же содержит примеси других веществ и материалов таких как нейлон, вещество никто не вступать с ними в различные химические реакции, а сохранит прочную структуру.

Читайте также  Как сделать эмульсию для станков своими руками?

Подобно тому, как лакокрасочные материалы создают защитную пленку на поверхности материала, антикоррозийные вещества образуют дополнительное покрытие, которые в свою очередь не смываются водой. Со временем даже подобное антикоррозийные вещества теряет свои свойства. Поэтому со временем необходимо повторять процедуру обработки.

Однако, перед тем как выбрать определенные средства для защиты металлической поверхности, необходимо учитывать также особенности самого металла. Даже условия, при которых происходит процесс нанесения вещества на металл, играет важную роль для его дальнейшей эксплуатации и производительности.

Поэтому российские производители всерьез задумались над тем, чтобы создать эффективное недорогое средство для защиты металлических поверхностей от повреждений и всевозможных последствий коррозии.

Технологи уже добились определенных результатов, разработав несколько универсальных составов взаимодействующих с большинством металлов. Но они все же, нуждаются в доработке и дальнейшем совершенствовании. Впоследствии эти составы и вещества позволят обеспечить полноценную защиту трубам и другим металлическим конструкциям.

Антикоррозийное покрытие стальных труб

Таблица. Основные характеристики покрытий и материалов, применяемых для защиты стальных трубопроводов.

Типы покытий
Битумное Лакокрасочное Стеклоэмалевое Металлизационное
Применяемые материалы Рулонные, с изоль-

Повышенные требования к подготовке поверхности. Низкий сухой остаток (содержание растворителя до 60%). Высокая токсичность. Возможность оседания пигментов на дно тары (необходимость частого перемешивания). Недопустимость попадания влаги на само покрытие в процессе производства. Повышенные требования к подготовке поверхности. Длительный процесс подготовки материала перед нанесением при применении в трассовых условиях (5-6 часов).

Высокая токсичность применяемых растворителей

Не отработаны технологии защиты сварных стыков.

Покрытия чувствительны к ударам (повышенные требования при хранении, транспортировке и монтаже труб с покрытием)

Для защиты стыков в трассовых условиях требуется применение органосиликатных эмалей

материалы по теме

Абразивные порошки больше не нужны. 3M продемонстрировала инновационную разработку

Основными векторами развития нефтегазовой промышленности становится создание способов и технических инструментов за надежностью трубопроводов, а также скважинной и емкостной аппаратуры.

Антикоррозийные покрытия

Разнообразным изделиям и конструкциям из металла, использующимся в разнообразных строительных работах, необходима надёжная защита от воздействия внешней агрессивной среды и, в первую очередь, они должны быть обработаны антикоррозийным покрытием.

Предприятие по антикоррозионной защите труб открыто на территории Краснодарского края

27 ноября текущего года в Тимашевске состоялось торжественное открытие нового предприятия – «Трубных покрытий и сервиса».

Защита внутренней поверхности труб

Защита внутренней поверхности труб

Внутреннее покрытие труб должно обладать высокими защитными свойствами, обеспечивающими сохранность ее на период транспортировки, хранения и монтажа, а также иметь высокую долговечность в процессе эксплуатации.

При внутренней изоляции труб в стационарных заводских или базовых условиях имеется возможность использования современных технологий и оборудования для очистки, нагрева и изоляции труб, проведения последовательного пооперационного технологического контроля и контроля качества готовой продукции, что обеспечивает высококачественное нанесение на тру-бы различных антикоррозионных покрытий.

Технологический процесс внутренней изоляции труб — это комплекс последовательных законченных операций, включающий:
— предварительный нагрев, сушку труб (при необходимости термо-обезжиривание);
— очистку внутренней поверхности с созданием необходимого рельефа;
— технологический нагрев труб до заданной температуры (при необходимости);
— нанесение защитного покрытия (необходимого по технологии количества слоев) и их отверждение;
— контроль качества защитного покрытия;
— ремонт мест повреждений покрытия.

Обязательное и качественное выполнение каждой операции гарантирует высокое качество внутреннего покрытия труб с наилучшими для конкретного материала свойствами.

Внутренние полимерные покрытия трубопроводов по назначению можно разделить на антикоррозионные и гладкостные.

Антикоррозионные покрытия применяются для внутренней изоляции труб, транспортирующих коррозионно-агрессивные среды. В нефтегазовой промышленности к таким средам относятся водонефтегазовые эмульсии, пластовая вода, оборотная вода системы поддержания пластового давления. При движении коррозионно-агрессивных жидкостей возникает общая и локальная коррозия. Скорость общей коррозии составляет порядка 0,01-0,4 мм/год, скорость локальной коррозии может достигать 1,5-6 мм/год. Коррозионная агрессивность значительно повышается с появлением в продукции скважин сероводорода, как продукта жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий. Коррозионные разрушения стальных трубопроводов приводят к большим материальным потерям и ухудшению экологической обстановки в районах нефтедобычи вследствие порывов труб.

Применение внутренних покрытий труб дает ряд преимуществ:
— увеличение срока службы трубопроводов;
— увеличение пропускной способности трубопроводов;
— снижение парафинообразований на стенках трубопроводов и облегчение процесса очистки (расходы на очистку уменьшаются примерно на 75%);
— повышение надежности трубопроводов и снижение ежегодных эксплуатационных расходов.
Считается, что увеличение срока службы трубопровода на 1% окупает затраты на нанесение внутреннего покрытия труб.

Для создания долговечной внутренней изоляции труб большое значение имеет правильный подбор изоляционного материала и соблюдение технологического процесса нанесения внутреннего покрытия труб.
Существующие технологические процессы внутренней изоляции труб предусматривают применение в качестве изоляционных материалов порошковых полимеров и лакокрасочных материалов, как жидких с содержанием растворителей более 30%, так и высоковязких с содержанием растворителей ниже 30% (ЛКМ с высоким сухим остатком) и материалов, не содержащих растворители.

Применение порошковых полимеров и лакокрасочных материалов с высоким сухим остатком позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия труда, получать практически беспористые покрытия с более высокими защитными и физико-механическими свойствами, сократить производственный цикл окраски за счет возможности нанесения однослойного покрытия для получения требуемой толщины, сократить невозвратимые потери материала при нанесении по сравнению с лакокрасочными материалами, содержащими растворитель. Отсутствие выбросов паров растворителя делает производство экологически более чистым.
При сравнении покрытий на основе порошковых полимеров и лакокрасочных материалов с высоким сухим остатком предпочтение отдается последним, т.к. технологический процесс нанесения покрытия из порошковых полимеров является более энергоемким и взрывоопасным.
Критериями выбора покрытий для внутренней изоляции труб являются условия эксплуатации трубопровода, защитные и технологические свойства покрытий.

По всем параметрам наиболее подходящими для внутренней изоляции труб являются лакокрасочные материалы на основе эпоксидных, модифицированных эпоксидных и фенолформальдегидных смол. Из порошковых полимеров широко применяются покрытия на основе эпоксидных порошковых материалов, нанесенных по фенольному праймеру. Толщина антикоррозионных покрытий, как правило, составляет 300-500 мкм.

Гладкостные покрытия применяют, как правило, на магистральных нефте- и газопроводах при транспортировке неагрессивных продуктов. Использование гладкостных покрытий имеет ряд преимуществ:
— более быстрый и легкий ввод в действие трубопроводов (труба с покрытием во время хранения и монтажа не подвергается коррозии; ускоряется процесс сушки трубопровода после гидравлических испытаний);
— ликвидируется дорогостоящий и длительный процесс очистки трубопровода от грязи и ржавчины перед вводом в эксплуатацию;
— экономия энергозатрат на перекачку и сжатие в процессе эксплуатации трубопровода;
— обеспечение чистоты транспортируемого продукта;
— значительное снижение ежегодных эксплуатационных расходов на запорную арматуру (клапаны много чаще выходят из строя, требуют ремонта и замены при транспортировке газа, загрязненного продуктами коррозии);
— улучшенный режим движения газа. Турбулентность потока значительно снижается при наличии внутреннего покрытия труб, что ведет к снижению критических состояний, определяемых режимом движения газа.
— значительное снижение капитальных затрат за счет возможности уменьшения диаметра трубопровода, обусловленной повышением его пропускной способности.
Не все указанные факторы присутствуют в каждом проекте, но даже сочетание некоторых из них обеспечивает окупаемость нанесения внутреннего покрытия труб.

Для придания гладкости внутренней поверхности трубопровода при транспортировке некоррозионноактивных продуктов достаточно нанести тонкопленочное покрытие с толщиной сухой пленки 50-75 мкм. Нанесение обычно производится методами распыления по предварительно очищенной поверхности.
Опыт показал, что затраты на внутреннее покрытие газопроводов многократно окупаются в процессе эксплуатации.

Одним из ключевых факторов, определяющих эффективность применения гладкостных покрытий, является шероховатость поверхности, которая непосредственно связана с фактором трансмиссии.

Основные требования к тонкопленочному внутреннему покрытию касаются в основном таких параметров, как эластичность, ударная прочность и адгезия. Покрытие должно быть стойким к влажности, распылению соли, кислотному конденсату. Обязательным требованием является стойкость к блистерингу, т.е. покрытие не должно пузыриться при быстром сбросе давления.
В качестве гладкостных покрытий могут использоваться покрытия на основе жидких эпоксидных лакокрасочных материалов, содержащих растворитель.

Защита внутренней поверхности зоны сварного шва

Проблема защиты внутренней поверхности сварного шва всегда являлась сдерживающим фактором применения труб с внутренним полимерным покрытием. При сварке, если не оставлены неокрашенными концы трубы, края покрытия обгорают на расстоянии 4-8 мм.
В настоящее время для защиты от внутренней коррозии зоны сварного шва труб с внутренней изоляцией рекомендуется использование специальных муфт с защитным покрытием и без него.

Существуют различные конфигурации муфт и технологии их применения, но наибольшее распространение имеют следующие:
— толстостенные муфты с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности муфты, с входящими в него элементами (втулка, резиновые уплотнения, адгезионные и теплоизолирующие материалы). Данные муфты должны иметь специальную термическую защиту покрытия от воздействия сварочного процесса;
— толстостенные муфты с входящими в него элементами (втулка, резиновые уплотнения, адгезионные материалы) и с заполнением внутренней полости антикоррозионным материалом, аналогичным защитному материалу, применяемому для внутренней изоляции труб.
— тонкостенные муфты с входящими в него элементами (втулка, резиновые уплотнения, адгезионные и теплоизолирующие материалы) с заполнением внутренней полости антикоррозионным материалом, аналогичным защитному материалу, применяемому для внутренней изоляции труб.

Необходимо отметить, что первые два вида муфт требуют калибровки концов труб перед их установкой.

Следует учитывать, что при проведении сварочных работ необходимо удалять сварочные газы из пространства между муфтой и трубой.
Другие виды муфт могут использоваться после комплексного испытания в заводских и трассовых условиях и согласования с Госгортехнадзором РФ.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: