Журнал «Промышленные страницы Сибири» (№156 январь 2021 год)

«Основные конструкции антикоррозионных покрытий не изменились, однако можно выделить развитие материальной базы: сейчас создают материалы, позволяющие получить покрытия с улучшенными адгезионными и физико-механическими свойствами, стойкие к более высоким температурам эксплуатации», — рассказывает технический директор ООО «Металлоцентр Лидер-М» Семён Ковалёв.

Как говорит руководитель проектов ООО «Амвит Трейд» Дмитрий Рыгаев, при выборе системы покрытий важен не только максимально прогнозируемый срок защиты от коррозии, но и такой параметр, как стоимость владения. При её оценке определяют совокупные затраты на проведение ремонтных работ за весь период срока службы материала. Так что применение более качественных и дорогих материалов значительно выгоднее за счёт увеличения межремонтного интервала.

«Одно из направлений повышения надёжности трубопроводов — внедрение новых изоляционных материалов и современных способов их нанесения. В последние годы для покрытий и материалов из полимера применяют их армирование наноструктурными наполнителями. Особенно на долгое время для защиты конструкций из металла подходят материалы из эпоксида и полиуретана», — утверждает директор ООО «Фират» Павел Фирстов.

Эпоксидные составы прочно заняли одно из лидирующих мест в ряду антикоррозионных материалов ещё со второй половины прошлого века. Что связано со многими ценными качествами: хорошей адгезией к всевозможным поверхностям, паро- и влагопроницаемостью, значительным уровнем физико-механических свойств, воздействию химических реагентов (особенно солей и щелочей).

Что касается материалов из полиуретана, то их применяют уже более 30 лет, и они больше других подходят под требования к антикоррозионным ЛКМ, которые дают защиту металла в атмосферных условиях. Кроме того, готовые покрытия имеют превосходный внешний вид.

Но они не столь способны противостоять солнечному излучению. Если говорить о полиуретановых материалах, то их в разы чаще потребляют в сравнении с другими ЛКМ. Хотя их цена выше многих известных материалов, но, благодаря их особенным свойствам (быстрая сушка, водо-, абразиво-, морозо-, термо-, атмосферостойкость) и долговечности, с ними не сравнятся другие покрытия.

«Помимо высокой коррозийной устойчивости, качественные барьерные изоляционные покрытия отличаются высокими диэлектрическими свойствами, сплошностью и герметичностью, эластичностью и механической прочностью (абразивостойкостью), биологической стойкостью, хорошей адгезией к поверхности трубопровода, термостойкостью», — рассказывает Дмитрий Рыгаев.

улучшение барьерных свойств покрытий благодаря плёнкообразователям новой генерации;
катодная защита наполнителями из цинка;
введение ингибиторов;
трансформация слоя из полимера гидрофобизаторами (они удовлетворяют и условиям парообмена, обладают отличной прочностью, их трудно чем-либо заменить, когда нужно покрыть поверхность, которая находится в условиях высокой влажности);
интересны материалы на силоксановой основе и порошковые.

Разбирая эти пункты более подробно, например, к плёнкообразователям мы отнесём уже упомянутые эпоксиды и полиуретаны, а также полимочевину и её сочетания с различными гибридными плёнкообразователями. Полимочевинные материалы уникальны по ряду свойств (хим-, теплостойкости, технологичности нанесения) и незаменимы в том случае, когда необходима высокая скорость нанесения и незамедлительный ввод объекта в эксплуатацию, а также долгий срок работы в сложных условиях.

Что касается цинкового покрытия, то оно является анодом по отношению к стали в атмосферных условиях и полностью предотвращает образование на ней ржавчины при отсутствии большой незащищённой площади. Цинк отличается от других металлов — он даёт защиту от кислорода и влаги даже при разрушении покрытия.

Применительно к коррозии металла ингибитором называют вещество, которое при адсорбации на поверхности металла делает её потенциал положительнее, замедляя коррозию. Особенно такое действие заметно у аминов, тиолов, мочевины и пр.

Преимущество же материалов на силоксановой основе в том, что они обладают паропроницаемостью вкупе с немалыми показателями гидрофобности и выводят водяной пар и влагу. Такие покрытия неплохо пропускают углекислый газ, обладают хорошей адгезией и эластичностью, а, соответственно, и долговечностью, также обеспечивают защиту от УФ-излучения.

Электрохимическая — основана на наложении на металлические конструкции отрицательного потенциала.
Катодная. Её проделывают постоянным электротоком, который подают на обрабатываемую конструкцию. Ток преобразует потенциал заготовки в отрицательный.
Протекторная. Используют, когда тяжело подвести ток к объекту. Протекторами выступают различные изделия из металла.
Анодная. К изделию из металла подводят источник электрического тока, образующий катодную поляризацию микрогальванических пар электродов. В итоге анодные участки преобразуются в катодные.
Электродренажная. Это так называемая защита блуждающими токами.

Семён Ковалёв упоминает среди способов защиты трубопроводов использование коррозионностойких сплавов и неметаллических труб, электрохимической защиты и ингибиторов коррозии; создание барьерных слоёв (нанесение покрытий напылением, экструдированием, окраской, намоткой, лейнированием, футерованием).

«К основным причинам появления коррозии относятся: неоднородность поверхности и тела трубы; наличие коррозионно-активных элементов, бактерий, электролита, механических примесей в транспортируемой среде, «благоприятных» для коррозии условий эксплуатации (температура и давление), блуждающих токов; разрушение защитных покрытий», — считает Семён Ковалёв.

По словам Дмитрия Рыгаева, внутренняя коррозия трубопроводов происходит в связи с активностью нефти, так как она содержит в своем составе сернистые соединения, кислородсодержащие вещества, соли, воду и кислород. Особенно повлиять на повышение коррозионной активности может концентрация сероводорода, меркаптанов и свободной серы. Причина внешней коррозии — грунтовые воды и условия атмосферы.

К особенно серьёзной коррозии склонно оборудование нефтеперерабатывающих заводов, на которых при переработке появляются следующие кислоты.

Сероводородная. Сероводород провоцирует кислотную коррозию. При растворении он реагирует со многими металлами, образуя сульфиды, выступающие в роли катода по отношению к железу: они образуют с ним гальваническую пару. Нелегко сражаться с такой коррозией, так как, невзирая на добавки ингибиторов, трубы незамедлительно перестают работать.

Нафтеновая. Опасную и специфическую коррозию (в форму желобов, а также раковин с острыми краями), которая даже без воды усиливается при высоких температурах, вызывают нафтеновые кислоты.

Соляная. Агрессивна к металлам соляная кислота, что связано с ионами Cl-. При её повышенной концентрации даже стали, стойкие к коррозии, подвергаются разрушению.

Уксусная. Имеет высокую ко многим металлам коррозионную активность, особенно при температуре кипения. Она становится сильнее также при взаимодействии в парах и с воздухом.

Как считает Семён Ковалёв, трубопроводы систем нефтесбора и поддержания пластового давления наиболее подвержены коррозии. Углеводородная фаза обладает слабыми агрессивными свойствами.

Коррозионную активность определяют наличием в транспортируемой среде растворённых газов (кислород, сероводород, углекислый газ), механических примесей и бактерий биоценоза. Дополнительными факторами, влияющими на скорость коррозии, являются давление и температура транспортируемой среды.

«Наиболее уязвимыми являются нефтепроводы для транспортировки сырой нефти. Причина возникновения внутренней коррозии нефтепроводов — коррозионная активность нефти, так как она содержит в своем составе кислородсодержащие вещества, сернистые соединения, соли, воду и кислород», — подчеркивает Дмитрий Рыгаев.

Отметим, что полностью остановить коррозию нефтепроводов при транспортировке нефти невозможно. Однако грамотное использование методов пассивной и активной защиты в совокупности позволят в разы увеличить срок эксплуатации труб.

«Основным оборудованием, коррозирующим при эксплуатации систем транспорта и хранения нефти и газа, являются стальные резервуары и магистральные трубопроводы, которые эксплуатируют в течение не одного десятка лет без серьёзного морального износа. Промысловые трубопроводы достаточно металлоёмкие, поэтому их противокоррозионная защита является весьма актуальной проблемой», — рассказывает Павел Фирстов.

При использовании стальных резервуаров внутренняя поверхность подвергается коррозии. При этом днище — самый опасный элемент, потому что оно тонкое и взаимодействуют с водой, которая полна элементов, ускоряющих коррозию.

Что касается магистральных трубопроводов, то лишь их защиту от коррозии регламентируют отдельным национальным стандартом. Их специфика заключается в протяжённости таких изделий. На них образуются коррозионные гальванопары из-за того, что трубопроводы имеют высокую проводимость. Увеличивает процессы коррозии также то, что часто на анодных участках возникают большие плотности тока, к тому же подземные линии расположены на глубине, где есть некоторая влажность и температура редко бывает ниже 0 °C.

В 1960-70-х годах самыми популярными материалами для защиты наружной поверхности резервуаров были лак БТ-577 и олифа с алюминиевой пудрой.

«Сейчас даже нет мысли о том, что нефтегазовые трубопроводы возможно использовать без материалов для антикоррозионной защиты, обеспечивающей металлу долгий срок службы и, соответственно, делающей трубопровод более безопасным для природы. Важно, чтобы защита давала безаварийную и беспрерывную работу в общем комплексе, то есть чтобы поверхность была защищена как снаружи, так и внутри».

«На мой взгляд, качественные антикоррозионные покрытия должны быть технологичными в производстве, эксплуатации и ремонте, обладать максимально возможными барьерными, адгезионными и механическими свойствами, быть стойкими к УФ, коррозионно-активным элементам и бактериальному воздействию».

Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru

Спасти рядового трубопровода