1.3.3 Влияние состава транспортируемой среды
Нефти представляют собой смесь различных углеводородов с неуглеводородными компонентами (спирты, фенолы, соединения серы, кислорода и др.) - Если предельные и непредельные углеводороды совершенно инертны к металлам, то неуглеводородные компоненты вступают с металлом в химическую реакцию. Особенно опасны сернистые соединения (сера, сероводород, меркаптаны), которые являются причиной от 3 до 20% случаев коррозионного повреждения внутренней поверхности трубопроводов. Сернистые соединения нефти попадают при ее переработке и в нефтепродукты.
Широкое применение методов заводнения нефтяных пластов с целью поддержания пластового давления и интенсификации добычи нефти приводит к значительному обводнению продукции скважин. Несмотря на то, что в процессе подготовки нефти на промыслах осуществляется ее обезвоживание и обессоливание, определенное количество минерализованной воды попадает в магистральные трубопроводы и в резервуары, что приводит к их внутренней коррозии.
На ряде месторождений (например на полуострове Мангышлак) вода, применяемая для заводнения пластов, оказалась заражена сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ). С водой они попадают и на объекты трубопроводного транспорта.
Продуктом деятельности СВБ является сероводород, выбывающий разрушение внутренней поверхности металлических сооружений
Большую опасность в коррозионном отношении представляют также органические кислоты, образующиеся в результате окисления углеводородной и неуглеводородной составляющих товарных топлив при их хранении и применении. Таким образом, нефть и нефтепродукты в той или иной мере являются коррозионноактивными.
1.4 Защита трубопровода от коррозии
Подводя итоги вышесказанному, можно сделать неутешительный вывод, что коррозия трубопроводов ̶ процесс неизбежный. Однако человек, вооруженный знанием механизма коррозии, может затормозить его таким образом, чтобы обеспечить сохранение работоспособности трубопроводов в течении достаточно длительного времени. Торможение процесса коррозии в трубопроводе «УБКУА (Ленинск-Нурлино)» можно осуществить применяя на нем комбинированную защиту (пассивная + активная или электрохимическая) защиту.
1.5 Пассивная защита трубопроводов
Пассивная защита заключается в нанесении на поверхность трубопровода изоляционного покрытия. Изоляционные покрытия, применяемые на подземных магистральных трубопроводах, должны удовлетворять следующим основным требованиям:
̶ обладать высокими диэлектрическими свойствами;
̶ быть сплошными;
̶ обладать хорошей адгезией (прилипаемостью) к металлу трубопровода;
̶ быть водонепроницаемыми;
̶ обладать высокой механической прочностью и эластичностью; высокой биостойкостью;
̶ быть термостойкими (не размягчаться под воздействием высоких температур и не становиться хрупкими при низких температурах);
̶ конструкция покрытий должна быть сравнительно простой, а технология их нанесения допускать возможность механизации;
̶ материалы, входящие в состав покрытия, должны быть недефицитными, а само покрытие - недорогим, долговечным.
В зависимости от используемых материалов различают покрытия на основе битумных мастик, полимерных липких лент, эпоксидных полимеров, каменноугольных пеков, стеклоэмалевые покрытия и др. Наибольшее распространение в отрасли трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов получили покрытия на основе битумных мастик.
1 – шпуля; 2 – насадок; 3 – двигатель; 4 – силовая передача; 5 – рычаги управления; 6 – прижимное устройство; 7 – насос; 8 – ходовое колесо; 9 - обечайка; 10 – ванна; 11 – обмоточный механизм
Рисунок 8 - Самоходная битумоизоляционная машина
1.5.1 Изоляционные покрытия на основе битумных мастик
Конструкция битумных покрытий сложилась в результате их длительного применения. Сначала идет слой грунтовки, получаемый при нанесении на трубу раствора битума в бензине или дизтоплива.
Он заполняет все микронеровности на поверхности металла. Грунтовка служит для обеспечения более полного контакта, а следовательно лучшей адгезии, между поверхностью металла и основным изоляционным слоем битумной мастикой.
Битумные мастики представляют собой смесь тугоплавкого битума (изоляционного ̶ БНИ ̶ 1У ̶ 3, БНИ ̶ IV, БНИ ̶ V; строительного ̶ БН ̶ 70/30, БН-90/10), наполнителей (минеральных - асбеста, доломита, известняка, талька;
органических ̶ резиновой крошки; полимерных атактического полипропилена,
низкомолекулярного полиэтилена, полидиена) и пластификаторов (полиизобутилена, полидиена, масел соевых, масла зеленого, автола). Битумную мастику наносят на трубу при температуре 15О-180°С. Расплавляя холодную грунтовку, мастика проникает во все микронеровности поверхности металла, обеспечивая хорошую адгезию изоляционного покрытия.
Для защиты слоя битумной мастики она покрывается сверху защитной оберткой (стеклохолстом, бризолом, бикарулом, оберткой ПДБ и ПРДБ). Сведения о конструкциях покрытий на основе битумных мастик приведены в таблица1.
Таблица 1 – Конструкция покрытий на основе битумных мастик
|
Тип изоляции |
Конструкция покрытия |
Общая тощина, мм. |
|
Нормальный |
Грунтовка, мастика (4мм), стеклохолст (1слой), защитная |
4.0 |
|
Усиленный |
Грунтовка, мастика (6мм) стеклохолст (1слой), защитная |
6.0 |
|
Усиленный |
Грунтовка, мастика (3мм) стеклохолст (1слой), мастика (3мм), стеклохолст (1слой), защитная |
6.0 |
1 - слой битумно-полимерной мастики; 2 - армирующая стеклянная сетка; 3 - слой битумно-полимерной мастики; 4 - антиадгезивный слой.
Рисунок 9 - Изоляционный антикоррозионный материал выполнен в виде рулонной многослойной структуры
В настоящее время битумные мастики рекомендуется применять для изоляции стальных подземных трубопроводов диаметром не более 820 мм с температурой транспортируемого продукта не выше 40 0С. Обычно срок службы таких покрытий составляет 10-15 лет, хотя известны многочисленные примеры и значительно более длительного срока эксплуатации, в основном на трубопроводах малого диаметра до 500 мм с низкими эксплуатационными температурами до 20 0С. Недостатком битумных покрытий является их старение, т.е потеря эластичности они становятся хрупкими, отслаиваются от трубопровода.