Защита объектов транспорта и хранения нефти и газа от коррозии 8

Ингибиторы коррозии закачивают через распылители в виде 20 % раствора в дистиллате (нефтяном или битумном) под давлением 3... 4 МПа. При отсутствии дистиллата допускается применять обезвоженную малосернистую нефть. Для улучшения распыления нефтяного раствора ингибитора рекомендуется параллельно вводить в напорный трубопровод пропан под давлением 5... 15 МПа с расходом 1...3 м3 на 1 м3 раствора ингибитора.

Объем раствора ингибитора при первоначальной обработке берется из расчета 0,015 л на 1 м2 поверхности РВС в газопаровом пространстве минимального объема, рассчитанного при максимальном уровне жидкости в резервуаре. При повторных обработках объем раствора ингибитора уменьшают в два раза. Периодичность обработок составляет 1...3 раза в квартал и уточняется в процессе эксплуатации системы защиты каждого резервуара, исходя из необходимости достижения степени защиты по контрольным образцам не менее 90 %.

С целью сокращения трудозатрат на ингибиторную защиту в Ассокор — ИПТЭР (Уфа) разработали длительно действующую композицию, периодичность обработки кровли которой можно свести до 1... 3 раз в год.

В настоящее время разрабатываются и усовершенствуются специальные аэрозольные установки, которые подают нефтяной раствор ингибитора в виде аэрозоля или нефтяного тумана.

Таким образом, ингибиторы и композиции на нефтяной основе расширяют возможность противокоррозионной защиты резервуаров в условиях, когда другие эффективные и долговечные средства (органические покрытия, ЭХЗ и др.) не могут быть применены по различным причинам (времени года, отсутствия ЛКМ, отсутствия специалистов для их нанесения и т. д.). Поэтому исследования и испытания в этой области противокоррозионной защиты резервуаров продолжаются.

Применение ингибиторов не дает большого эффекта в связи с регулярным дренированием подтоварной воды, с одной стороны, и постоянными «дыханиями» резервуаров с другой.

3.2Активные методы защиты резервуаров от коррозии

18

Консорциум « Н е д р а »

Активными методами борьбы с коррозией резервуаров является электрохимическая защита (катодная и протекторная).

Катодную защиту используют преимущественно для предотвращения коррозионного разрушения днища. Принципиальная схема катодной защиты днища от почвенной коррозии аналогична схеме защиты трубопроводов: "минус" источника постоянного тока присоединяется посредством дренажного кабеля к резервуару, а "плюс" — к анодному заземлению. На резервуаре поддерживается минимальный защитный потенциал – 0,87 В по МСЭ.

Если же коррозия днища усиливается под влиянием жизнедеятельности анаэробных сульфатовосстанавливающих бактерий, то минимальный защитный потенциал, увеличивается до – 0,97 В по МСЭ. Катодные станции целесообразно применять для защиты резервуаров от почвенной коррозии, если площадь контакта оголенного металла с окружающим грунтом превышает 15 м2.

Катодную защиту используют и для предотвращения коррозионного разрушения внутренней поверхности днища резервуаров. Это делается в случаях, если высок уровень подтоварной воды; удельное сопротивление подтоварной воды более 1 Ом·м или концентрация солей менее 6 г/л; подтоварная вода содержит сероводород.

Принципиальная схема катодной защиты в этом случае предусматривает, установку точечных, радиальных или компактных кольцевых анодов непосредственно внутри резервуаров.

Следует отметить, что применение катодной защиты резервуаров с нефтепродуктами опасно в пожарном отношении. Искра, появившаяся при разрыве электрической цепи, может привести к пожару и взрыву.

В случае применения протекторной защиты возможность образования искры исключается, так как разность потенциалов между протектором и защищаемой конструкцией невелика. Протекторную защиту резервуара от почвенной коррозии осуществляют одиночными, групповыми, сосредоточенными и групповыми рассредоточенными протекторами. Более сложную схему защиты используют в грунтах с большим удельным сопротивлением.

19

Консорциум « Н е д р а »

Широкое распространение получила протекторная защита днища и первого пояса резервуара от внутренней коррозии. Для этих целей используют магниевые протекторы типа ПМР, разработанные ВНИИСТ и Березняковским титано-магниевым комбинатом.

Протектор типа ПМР (рис.1) изготавливается из магниевого сплава МЛ-4 и представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,2 — 0,4 и имеющий углубление, в верхней части в виде опрокинутого усеченного конуса. Это сделано для того чтобы увеличить поверхность протектора и соответственно силу тока в начальный период его работы.

В центре протектора впрессована стальная втулка для обеспечения контакта протектора с днищем. Размеры протекторов позволяют устанавливать их в резервуар через люк-лаз.

Серийно выпускаемые протекторы ПМР-5, ПМР-10, ПМР-20 различаются геометрическими размерами и массой, величина которой в килограммах указывается в марке протектора.

20

Консорциум « Н е д р а »

Далее протектор нанизывают на приваренный стержень и приваривают к нему посредством впрессованной стальной втулки, после чего место крепления заливают эпоксидной композицией.

Разность потенциалов «резервуар-электролит» измеряют с помощью специального медно-сульфатного электрода сравнения, опускаемого на днище резервуара через верхние смотровые люки на проводнике.

Протекторная защита внутренней поверхности резервуаров может осуществляться стержневыми анодами. Она применяется для предотвращения коррозии нефтепромысловых резервуаров при любом уровне подтоварной воды, удельное сопротивление которой составляет не более 0,7 Омּм (минерализация не менее 10 г/л)

Разработаны схемы протекторной защиты внутренней поверхности резервуара с уровнем водной фазы до 2 м и более 2 м.

В первом случае гальванический анод размещают на днище резервуара концентрическими кольцами, соединенными между собой последовательно. Электрический контакт анода с корпусом резервуара осуществляют проводом в распределительной коробке, размещенной на крышке люка резервуара.

Во втором случае гальванический анод состоит из трех групп протекторов. Первую группу протекторов размещают вертикально на центральной стойке на высоте водной фазы, вторую группу - на днище и третью группу - вертикально на боковой стенке на высоту водной фазы. Каждую группу соединяют с корпусом резервуара в распределительной коробке.

Гальванический анод изолируют от поверхности РВС прокладками (полиэтиленовыми кольцами, надетыми на протектор).

Протектор представляет собой длинномерный цилиндрический (из сплава АЦКМ) или трапециевидный (из сплава АЦ5Мг5) стержень диаметром 30...60 мм и длиной до 6 м, по центру которого проходит армирующая стальная проволока диаметром 5...8 мм.

Гальванические аноды замыкают на корпус резервуара через проволочные резисторы, сопротивление которых подбирают для каждого резервуара индивидуально с целью ограничения максимального тока протектора.

22

Консорциум « Н е д р а »

Эффективность протекторной защиты определяют по величине катодной поляризации (смещению потенциала резервуара) с помощью узла замера потенциала, смонтированного в нижней части обечайки резервуара или с помощью рабочих электродов.

Протекторную защиту рекомендуется применять при наличии в резервуаре антикоррозионного покрытия со степенью оголенности (поврежденности) не более 0,5. Протекторы, изолированные от корпуса резервуара полиэтиленовыми кольцами (отрезками труб), закрепляют к днищу или стенке хомутами. Срок службы гальванического анода — не менее 5 лет.

4.Порядок нанесения антикоррозионных покрытий на стенки резервуара

На подготовленную наружную и внутреннюю поверхности резервуаров при помощи пневматического распылителя ровным слоем наносят грунт, следя при этом, чтобы не образовывались подтеки. Данная операция направлена на защиту металла от коррозии и сцепляемость антикорозионных покрытий с металлом. Число слоев, температура грунта при нанесении на поверхность металла и режим сушки приведены в табл.

После завершения данных работ на наружную поверхность наземных резервуаров наносят лакокрасочные покрытия светлых типов, обладающие тепло отражательным эффектом (см. табл.) и антикоррозионными свойствами. Окончательно окрашенная поверхность должна иметь одинаковую толщину слоя без подтеков и других дефектов.

На прогрунтованную поверхность подземных резервуаров наносят эпоксидные битумно-резиновые, битумнополимерные мастики и полимерные ленты. Битумно-резиновые и битумно-полимерные мастики можно наносить на подготовленную поверхность металла и без предварительной грунтовки. Внутренние поверхности наземных и подземных резервуаров покрывают лакокрасочными материалами в 2-4 слоя с последующей сушкой каждого нанесенного слоя в отдельности.

После завершения работ по антикоррозионной защите поверхностей оформляется акт приемки резервуара в эксплуатацию, к которому прилагается паспорт на применяемые материалы. Дату завершения работ по

антикоррозионной защите поверхностей записывают в паспорте на резервуар.

23

Консорциум « Н е д р а »

5.Современные разработки в области защиты резервуаров от внутренней коррозии

Одним из изобретений, позволяющих уменьшить коррозию внутренней полости резервуаров является биоцидный эпоксидный состав для покрытий. Он используется для покрытий, контактирующих с нефтепродуктами.

Изобретение относится к биоцидному эпоксидному составу для противокоррозионной защиты внутренней поверхности трубопроводов и стальных резервуаров, предназначенных для длительного хранения нефтепродуктов, в том числе моторных топлив (бензинов, авиакеросинов и дизельного топлива), и подверженных электрохимической и микробиологической коррозии, в особенности, под воздействием сульфатвосстанавливающих бактерий. Состав для покрытий включает следующие компоненты при их соотношении, мас.ч.: 100 эпоксидной эмали ТАНЭП-622, 0,2-0,3 биоцидного компонента полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, 0,2-0,3 целевой добавки - бактерицида алкилдиметилбензиламмоний хлорида. Биоцидный компонент используют в смеси с целевой добавкой при массовом соотношении, равном 1:1. Изобретение позволяет повысить биоцидные свойства в отношении актиномицетов и грибов, подавить развитие сульфатвосстанавливающих бактерий.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству лакокрасочных материалов для противокоррозионной защиты внутренней поверхности трубопроводов и стальных резервуаров, предназначенных для длительного хранения нефтепродуктов, в том числе моторных топлив (бензинов, авиакеросинов и дизельного топлива), и подверженных электрохимической и микробиологической коррозии, в особенности под воздействием сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ).

Известен бактерицидный состав для покрытий, включающий органорастворимую краску или лак и биоцидный компонент - производные полигексаметиленгуанидин гидрохлорида [патент RU 2181737, МПК С09D 5/14, опубл. 2002 г.]. Указанный лакокрасочный состав предназначен для защиты от атмосферной коррозии строительных конструкций и поверхностей внутри помещений.

Известна также эпоксидная композиция для покрытий, включающая органорастворимую эпоксидную эмаль и биоцидный компонент -

24

Консорциум « Н е д р а »

vk.com/id446425943

Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:

«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»

полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ) [Патент RU 2180907, МПК С09D 163/02, опубл. 2002 г.]. Используемые в указанных композициях биодобавки не полностью подавляют рост СВБ, что, в известной мере,

ограничивает применение производных ПГМГ в качестве бактерицидного компонента лакокрасочных топливостойких покрытий по отношению к СВБ в среде нефтепродуктов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является биоцидный эпоксидный состав для покрытий, содержащий эпоксидную эмаль ТАНЭП-622 и биоцидный компонент - полигексаметиленгуанидина гидрохлорид, взятый в виде смеси с добавкой фунгицидного действия (метацид) - гексагидро-1,3,5-три-(гидроксиэтил)-

триазин [Патент RU 2282649, МПК С09D 5/14, опубл. 2006 г.].

При этом покрытия, создаваемые на поверхностях, контактирующих с нефтепродуктами, устойчивы к воздействию коррозионно-агрессивных углеводородокисляющих бактерий Pseudomonas aeruginosa Migyla, которые обычно развиваются в нефти в ассоциации с СВБ. Вместе с тем подавление наиболее коррозионно-агрессивных СВБ, как показали испытания данного покрытия, проявляется не в полной мере.

Техническая задача при разработке предлагаемого биоцидного эпоксидного состава для покрытий заключается в создании композиции, обеспечивающей надежную защиту от коррозии, в том числе микробиологической, внутренней поверхности трубопроводов и стальных резервуаров, предназначенных для транспортировки и длительного хранения нефтепродуктов.

В результате решения этой задачи создан биоцидный эпоксидный состав для покрытий, контактирующих с нефтепродуктами, при нанесении которого на защищаемые металлические поверхности отчетливо проявляются повышенные биоцидные свойства в отношении актиномицетов и грибов и в подавлении развития СВБ.

Для достижения указанного технического результата известный биоцидный эпоксидный состав для покрытий, содержащий эпоксидную эмаль ТАНЭП-622 и биоцидный компонент - полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, взятый в виде смеси с целевой добавкой, согласно предлагаемому техническому решению в качестве целевой добавки состав

25

Консорциум « Н е д р а »

содержит бактерицид - алкилбензилдиметиламмоний хлорид, вводимый в массовом соотношении с полигексаметиленгуанидин гидрохлоридом, равном 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Трубопроводный транспорт нефти / С.М. Вайншток, В.В. Новоселов, А.Д. Прохоров, А.М. Шаммазов и др.; под ред. С.М. Вайнштока: Учебник для вузов: в 2 томах – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004.

2.С.Н. Давыдов, В.В. Кравцов «Техника антикоррозионной защиты оборудования и сооружений» – Учебное пособие. Уфа, 2000.

3.Ф.М. Мустафин, И.Ш. Гамбург, Д.Н. Веселов «Контроль качества изоляционно-укладочных работ при строительстве трубопроводов» – Учебное пособие. Уфа, ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001.

4.В.В. Кравцов «Защита от коррозии внутренней поверхности стальных резервуаров» – Уфа, 2003.

5.Зиневич А.М., Глазков В.И., Котик В.Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. – М.: Недра, 2000.

–288 с.

6.Красноярский В.В., Лунев А.Ф. Применение протекторов для защиты подземных трубопроводов от коррозии. – М.: Москва, 2000.

7.Никитенко Е.А. Ремонт изоляции и коррозионных повреждений на магистральных газопроводах. – М.: Изд. ЦНТИ Газпрома, 2000.

8.Противокоррозионная защита магистральных трубопроводов и промысловых объектов. Учебное пособие. / Под ред. Конева А.В., Марковой Л.М., Иванова В.А., Новоселова В.В. − М., 2004.

26

Консорциум « Н е д р а »