Антикоррозионное силикатно-эмалевое покрытие труб

Антикоррозионное силикатно-эмалевое покрытие труб  27.06.2016 14:08

Существенным недостатком стальных труб и деталей трубопроводов является их подверженность коррозии, которая несомненно ведёт к огромной бесполезной трате металла, сокращению срока службы трубопроводов, что  увеличивает шероховатость внутренней поверхности стенок труб и сопряжено с дополнительными затратами энергии на подачу жидкости в трубопроводе. Таким образом можно сказать, что коррозия труб вызывает увеличение как строительных, так и эксплутационных расходов в системах транспортировки жидкостей.

В мире в последние годы проблемы защиты наружной поверхности труб были решены благодаря тому, что на смену битумным покрытиям пришли надежные полиэтиленовые  заводские покрытия.

Однако накопленный производственный опыт показывает, что применение силикатно-эмалевого покрытия для защиты от коррозии как внутренней, так и наружной поверхности стальных труб и деталей трубопроводов обеспечивает их высокую химическую коррозионную и термическую стойкость. Имея высокие гладкостные характеристики, силикатно-эмалевые покрытия не позволяют скапливаться на стенках труб различным отложениям, что не снижает их пропускную способность.

Силикатная эмаль  это вещество твердое, неорганической природы происхождения. Базой для вещества выступает кремнезем.  Эта эмаль при термической обработке направляется на металлические изделия (стальные трубы, детали трубопроводов).

Силикатно-эмалевое покрытие предотвращает отложение парафина, асфальто-смолистых соединений, солей на внутренней поверхности стенок трубы, что улучшает гидродинамические характеристики трубопроводов. Трубопровод, обработанный составом, на сто процентов сохраняет гидродинамику, и его элементы не утрачивают пропускной способности в течение длительного срока его эксплуатации.

Применение СЭП позволяет:

1.Существенно возрастают эксплуатационные сроки (до 50 лет)

2.Детали становятся более устойчивыми к перепадам температур (от низких до высоких значений)

3.Повышается пропускная способность элементов (ориентировочно в 1,5 раза)

4.Использование труб с антикоррозионным силикатным покрытием позволяет существенно экономить на расходе металла при производстве, а также на проведении ремонтных работ, а это значит, что замена элементов трубопровода будет производиться гораздо реже

5.Покрытие повышает надежность трубопроводов в эксплуатации особенно в условиях воздействия коррозионно-активных сред

При использовании внутренней силикатной изоляции в трубопроводах существенно сокращаются потери давления (примерно в полтора раза), снижается гидравлическое сопротивление. Вследствие данных процессов, в несколько раз увеличивается пропускная способность элементов трубопровода, а потому можно существенно экономить на расходе металла при производстве, выпуская изделия с меньшим диаметром.

При формировании структуры силикатно-эмалевого покрытия применяется индукционный обжиг, который обеспечивает весьма высокую адгезивную прочность (адгезия это прилипание, обеспеченное межмолекулярным взаимодействием.)

Силикатно-эмалевое покрытие толщиной 200-500 микрон представляет собой композицию на основе силикатов и отличается высокой термической, химической и абразивной стойкостью, не допускает отложения парафинов и солей на стенках труб, надёжно работает при температурах от -60°С до +350°С.

Технология получения силикатно-эмалевого покрытия достаточно проста, но достаточно трудоемка и энергозатратна. Производить эту операцию возможно в стационарных заводских условиях, где можно выделить несколько основных этапов:

1.Предварительно трубы и фасонные детали трубопроводов подвергают индукционному нагреву, а затем их обрабатывают в дробеструйных герметичных камерах, обеспечивающих очистку наружной и внутренней поверхностей и их обеспыливание

2.Затем производится нанесение и сушка эмалевого шликера

3.После этого обжигается слой эмалевого шликера при температуре 800-850 °С и образуется слой силикатно-эмалевого покрытия

Трубы с силикатно-эмалевым покрытием используются для транспортировки обводненной нефти, содержащей высокий процент сероводорода, для закачки в нефтяной пласт высокоминерализованной воды и различных химических реагентов, увеличивающих нефтеотдачу пласта, для обустройства системы пожаротушения на действующих нефтяных скважинах.

При использовании внутреннего эмалевого покрытия гидравлическое сопротивление и потери давления по сравнению с трубой без покрытия уменьшается в 1,5 раза. Что позволяет уменьшить диаметр трубопровода, что снижает его металлоемкость примерно на 20 процентов.

Экономический эффект от применения различных перечисленных ранее покрытий определяется не столько стоимостью их изготовления, сколько сроком службы.

В этом случае силикатно-эмалевым покрытиям нашли широкое применение при сооружении промысловых нефтяных трубопроводов, трубопроводов, транспортирующих высокоагрессивные среды в химической промышленности, при строительстве теплотрасс, топливопроводов для перекачки авиационного горючего в аэропортах. Силикатно-эмалевые покрытия прошли гигиенические испытания на предмет использования их для строительства трубопроводов горячего, холодного и питьевого водоснабжения.

Проведенными технико-экономическими расчетами установлено, что затраты при нанесении внутреннего силикатно-эмалевого покрытия окупаются в течение от 1,5 до 2 лет.

Таким образом, применение силикатно-эмалевого покрытия практически решает все проблемы, связанные с коррозионным разрушением металлических труб, и способствует решению экологических проблем, возникающих при повреждении нефтепроводов.

Силикатно-эмалевое покрытие труб соответствует требованиям: ГОСТа Р 51164-98, СНиП 2.05.06-85, РД 153-34.0-20.158-2003 и выполняется по ТУ 1390-001-01297858-96, оно соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2001, лицензировано Гостехнадзором РФ.

Метод индукционного эмалирования отмечен в 1990 году Премией Совета Министров СССР, а в 1991г. на ХIХ Международном салоне по новейшим технологиям в Женеве - золотой медалью.

Силикатно-эмалевые покрытия производятся по следующим техническим условиям:

- ТУ 1396-002-17213088-2011 (включены в реестр ТТ, ТУ и ПМИ ОАО «АК «Транснефть»)

- ТУ 1390-001-01297858-96

- ТУ 14-2Р-405-2006

В последнее время массовое применение трубы и соединительные детали трубопроводов с силикатно-эмалевыми покрытиями нашли в системах пожаротушения на объектах ОАО «АК «Транснефть».

Широкое применение трубы и детали трубопроводов с силикатно-эмалевыми покрытиями получили также в коммунальном хозяйстве для водо- и теплоснабжения, в пищевой и химической промышленности а также там, где необходима надежная, долговечная антикоррозионная защита стенок труб, контактирующих с агрессивными средами - в атомной, нефтехимической, нефтяной, энергетической, газовой и других отраслях.

Многие нефтедобывающие предприятия постоянно сталкиваются с одной проблемой это большое содержание АСПО (асфальто-смолисто-парафинистых отложений) в составе добываемой нефти. В процессе эксплуатации скважин парафин и смолы откладываются на стенках НКТ, что в конечном итоге приводит к уменьшению внутреннего проходного диаметра труб вплоть до создания аварийной ситуации – «глухая» парафиновая пробка в НКТ.

Основным способом борьбы с АСПО является спуск скребковых устройств в скважину, однако спуск скребков не помогает полностью избавиться от отложений на стенках НКТ, и в результате скважины периодически (раз в 3-4 месяца) выводятся в ремонт с целью их депарафинизации с подъёмом и пропаркой НКТ на поверхности.

Применение же НКТ с внутренним силикатно-эмалевым покрытием позволяет значительно снизить интенсивность или полностью устранить отложения АСПО, что приводит к значительному увеличению межремонтного периода скважины и уменьшению экономических потерь.

Покрытие в данному случае изготавливается по ТУ 14-2Р-370-2008

Помимо вышеописанного, силикатно-эмалевое покрытие широко применяется в авиации. Самолёты необходимо заправлять чистым топливом - это как раз тот случай, когда совершенно необходимо применение труб с двухсторонним - внутренним и наружным или только внутренним силикатно-эмалевым покрытием, исключающим контакт топлива с металлом труб.

Для решения задачи защиты внутренней поверхности труб и соединительных деталей трубопроводов систем авиатопливообеспечения аэропортов гражданской авиации были разработаны специальные ТУ 1308-004-02066613-97 на стальные трубы и детали трубопроводов с наружным и внутренним силикатно-эмалевым покрытием.

Силикатно-эмалевое покрытия показали полную совместимость с реактивным топливом, показали, что они обладают комплексом уникальных свойств: абсолютной химической нейтральностью, износостойкостью, стойкостью к агрессивным жидкостям, высокой гладкостью, обеспечивающей повышенную производительность трубопроводов.

Еще один плюс применения изделий с внутренним силикатным покрытием состоит в том, что на стенках таких деталей не скапливаются отложения, а потому вещество, проходящее по трубам, остается чистым.

В процедуре нанесения эмалево-силикатной изоляции нет ничего сложного, однако процесс является достаточно трудоемким и затратным по расходу энергии. Обработка трубных деталей силикатными изоляторами обязательно проводится в заводских условиях. Состоит она из нескольких этапов:

1.На подготовительном этапе и сами трубы, и фитинги подвергаются бесконтактному нагреву

2.После процедуры нагрева все элементы перемещают в специальные герметичные камеры, в которых поверхности изделий тщательно очищают от пыли, загрязнений

3.Затем на изделие наносится слой эмали, которому дают высохнуть

4.Слой нанесенного шликера обязательно после высыхания обжигается при средней температуре обжига в 800-850 градусов и в результате этой процедуры на поверхностях изделия и образуется прочный слой силикатно-эмалевой изоляции

В нефтепромышленности трубы с силикатной изоляцией крайне востребованный продукт, именно потому, что такие изделия обладают максимальной пропускной способностью, что выгодно не только для поставщика природного ресурса, но и для его потребителя. Также максимальная прочность такого покрытия обеспечивает полную экологическую безопасность в процессе эксплуатации нефтетрубопровода. На обработанных силикатной эмалью стенках не скапливаются отложения и потому возможно получение продукта идеально чистого, без сторонних примесей, негативно влияющих на качество нефти и ее производных.

Накопленный производственный опыт показывает, что применение силикатно-эмалевого покрытия для защиты от коррозии как внутренней, так и наружной поверхности стальных труб и деталей трубопроводов обеспечивает их высокую химическую коррозионную и термическую стойкость.

Имея высокие гладкостные характеристики, силикатно-эмалевые покрытия не позволяют скапливаться на стенках труб различным отложениям, что не снижает их пропускную способность.

Силикатно-эмалевые покрытия прошли гигиенические испытания на предмет использования их для строительства трубопроводов горячего, холодного и питьевого водоснабжения.

Проведенными технико-экономическими расчетами установлено, что затраты при нанесении внутреннего силикатно-эмалевого покрытия окупаются в течение 1,5–2 лет.

Силикатно-эмалевое покрытие труб соответствует требованиям ГОСТа Р 51164-98, СНиП 2.05.06-85, РД 153-34.0-20.158-2003 и выполняется по ТУ 1390-001-01297858-96, оно соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2001, лицензировано Гостехнадзором РФ.

Таким образом, применение силикатно-эмалевого покрытия практически решает проблемы, связанные с коррозионным разрушением металлическихтруб, и способствует решению экологических проблем, возникающих при повреждении нефтепроводов.