7.12. Защита промысловых трубопроводов и оборудованияот коррозии

Коррозия металла — это процесс, вызывающий разрушение или изменение его свойств в результате химического или электрохи­мического воздействия окружающей среды.

Промысловые трубопроводы и оборудование подвержены химической и электрохимической коррозии. По химическому меха­низму металл корродирует в среде агрессивных газов — H₂S и СО_Г Значительно более распространена электрохимическая коррозия — окисление металлов в электропроводных средах, сопровождающееся

образованием электрического тока. Термином «электрохимическая коррозия» объединяют следующие виды коррозионных процессов:

• коррозия в электролитах — коррозия металлов в жидких сре­дах, проводящих электрический ток (минерализованная вода);

• почвенная коррозия - коррозия подземных металлических сооружений под воздействием почвенной влаги;

• атмосферная коррозия - коррозия металлов в атмосфере воз­духа, содержащего пары воды;

• электрокоррозия - коррозия металлических сооружений под воздействием блуждающих токов;

- биокоррозия - коррозия, вызванная жизнедеятельностью микроорганизмов, вырабатывающих вещества, ускоряющие коррози­онные процессы.

Для защиты трубопроводов и оборудования от наружной кор­розии используются пассивные и активные средства и методы. Подробно они рассматриваются ниже в п. 12.7.

Особенностью промысловых металлических сооружений, внутри которых находится продукция скважин, является интенсив­ная внутренняя коррозия. Для борьбы с ней используют: 1) нанесение на внутреннюю поверхность промысловых трубопроводов и оборудо­вания защитных покрытий; 2) введение в поток транспортируемой среды ингибиторов коррозии; 3) технологические методы.

Применение внутренних защитных покрытий

Качественные защитные покрытия не только изолируют по­верхность металла от контакта с коррозионной средой, но также предотвращают отложение солей и парафина, защищают трубы от абразивного износа, уменьшают гидравлическое сопротивление тру­бопроводов и, следовательно, энергетические затраты на транспортировку продукции скважин.

В нефтяной и газовой промышленности наибольшее приме­нение в качестве защитных покрытий получили силикатные (стекло, стеклоэмаль) и полимерные (эпоксидные смолы, полиэтилен) мате­риалы.

Силикатные покрытия наносят либо путем непосредственно­го контакта поверхности трубы с расплавом стекломассы, либо напыляют в виде порошка-шликера. Полимерные покрытия получа­ют нанесением на трубы лакокрасочных материалов, порошковых материалов, находящихся в состоянии расплава и методом футерова­ния.

222

223

Лакокрасочными называют материалы для получения покры­тий, представляющие собой растворы, дисперсии и порошки. Основным их компонентом является пленкообразователь (эпоксид­ный, полиуретановый, каучуковый, фторопластовый и др.). Кроме того, в состав материала покрытия входит ряд других компонентов, от которых зависит прочность, пластичность, сплошность, прилипаемость и другие свойства покрытия (пигменты, наполнители, пластификаторы, отвердители, добавки для улучшения смачивания и растекания по поверхности, прочие).

В зависимости от состава и назначения лакокрасочные мате­риалы подразделяются на лаки, грунтовки, шпатлевки и краски (эмали). Лаки представляют собой растворы пленкообразователей в органических растворителях. Грунтовки, шпатлевки и краски — это пигментированные составы на основе различных пленкообразовате­лей. Краски, изготовленные на лаках, получили название эмали, а на олифе — масляные краски.

Покрытие на основе лакокрасочных материалов в большин­стве случаев представляет собой многослойную систему, состоящую из грунтовочных и покрывных слоев. Грунтовки наносят непосред­ственно на защищаемую поверхность после ее предварительной зачистки. Они улучшают прилипаемость и противокоррозионные свойства покрытия. Шпатлевки используют для выравнивания повер­хности. Из-за меньшей прилипаемости к металлу их обычно наносят на грунтовку. Покрывные слои (эмали и лаки) обеспечивают стойкость и непроницаемость всей системы к внешней среде.

Недостатком лакокрасочных материалов, содержащих лету­чие растворители, является необходимость их многослойного нанесения на поверхность труб для перекрытия пор, образующихся в полимерной пленке в процессе испарения растворителя. Неудобством является необходимость сушки каждого слоя при комнатной или по­вышенной температуре. Кроме того, испарение растворителей загрязняет окружающую среду, ухудшает санитарно-гигиенические условия труда, повышает уровень пожаровзрывоопасности.

Порошкообразные материалы, применяемые для получения защитных покрытий, также представляют собой смесь пленкообразо­вателей с необходимыми компонентами (пигменты, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители и др.). Пленкообразование из порошко­образных материалов происходит в результате оплавления порошка на поверхности изделия.

Использование порошков позволяет получить однослойные сравнительно тонкие беспористые противокоррозионные покрытия, устойчивые к механическим повреждениям. При их применении со-

кращается цикл окраски, снижается процент брака по сравнению с материалами на основе органических растворителей, уменьшается расход материала и энергии, а также загрязнение окружающей среды, снижается стоимость покрытия.

Находят также применение гранулированные полимерные материалы, которые наносят на поверхность труб в виде расплава.

Технология футерования труб основана на предварительном протаскивании полиэтиленовых оболочек через обжимающую филь­еру, что приводит к временному уменьшению их диаметра. После свободного введения деформированной оболочки внутрь трубы за счет эффекта «памяти» оболочка восстанавливает свою форму, чем обес­печивается ее плотное прилегание к металлу в последующем.

Дополнительное закрепление оболочки по концам трубы осу­ществляется специальными наконечниками, одновременно обеспечивающими возможность сварки стальных труб без нарушения целостности полиэтиленового покрытия.

Трубы, футерованные полиэтиленом, сочетают в себе хими­ческую стойкость полиэтилена и механическую прочность стали, что позволяет резко увеличить срок службы промысловых трубопрово­дов. Технология футерования высокопроизводительна, не требует специальной подготовки поверхности труб.