Полимерные покрытия для защиты внутренней поверхности трубопроводов

Практически во всех трубопроводах, транспортирующих нефть, существует проблема образования асфальто-смоло-парафиновых отложений и солеотложений. Они существенно снижают пропускную способность трубопроводов, увеличивают энергозатраты на перекачку продукта и затрудняют внутритрубную диагностику. В процессе эксплуатации периодически проводится очистка внутренней поверхности трубопроводов от отложений.

Указанные проблемы полностью или частично можно решить с помощью внутренних полимерных покрытий, которые в зависимости от назначения условно можно разделить на две группы: гладкостные и антикоррозионно-гладкостные.

Гладкостные покрытия на основе эпоксидных материалов предназначены для снижения шероховатости внутренней поверхности трубы и, как следствие, увеличения производительности трубопровода и снижения затрат на транспортировку перекачиваемого не коррозионно-активного продукта. Толщина гладкостных полимерных покрытий, как правило, составляет 60-150 мкм. История использования гладкостных полимерных покрытий при транспортировке некоррозионно активных газов насчитывает более 50 лет. Доказано, что затраты на внутренние полимерные покрытия газопроводов многократно окупаются в процессе эксплуатации.

Преимущества применения гладкостного полимерного покрытия на нефтепроводах:

18) увеличение пропускной способности трубопровода;

19) снижение образования парафиновых отложений;

20) снижение энергозатрат насосно-компрессорных станций;

21) снижение капитальных затрат;

22) защита от коррозии при хранении труб до монтажа;

23) более эффективная очистка и диагностика;

24) чистота транспортируемого продукта;

25) снижение эксплуатационных расходов за счет сохранения работоспособности задвижек.

Антикоррозионно-гладкостные покрытия внутренней поверхности нефтепромысловых трубопроводов выполняют сразу несколько функций, обеспечивая:

· защиту от коррозионного воздействия эксплуатационных сред;

· защиту от гидроабразивного и коррозионно-механического износа;

· предотвращение или значительное снижение отложений асфальто-смолопарафинов и солей;

· чистоту продуктов при их транспортировке.

Полиуретан придает изделиям ряд полезных свойств:

- повышенное значение твердости, что позволяет использовать полиуретан для изделий, работающих под особо сильными механическими нагрузками.

- непревзойденная износостойкость и абразивная стойкость.

- при повышенной твердости полиуретан сохраняет высокую эластичность: предел деформации при разрыве обычно не менее 350%. Это обеспечивает очень высокое значение прочности: до 50 МПа.

- в условиях постоянной динамической нагрузки верхним пределом температуры эксплуатации полиуретанов является 120°С. Низкие температуры не оказывают особого влияния на свойства полиуретановых эластомеров вплоть до -70°С.

- полиуретаны имеют отличную стойкость к маслам

Ø и растворителям и подходят для работы со

Ø смазочными маслами, нефтью и ее производными,

Ø но эксплуатация изделий из полиуретанов показывает,

Ø что они очень быстро разрушаются при воздействии

Ø ацетонов, азотной кислоты, соединений содержащих

Ø большой процент хлора (соляная кислота,

Ø жидкий хлор), формальдегида, муравьиной и фосфорной кислот,

Ø скипидара, толуола.

Ø НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ

На основе неорганических связующих изготавливают покрытия:

Ø антикоррозионные — по металлам и сплавам

Ø негорючие и огнезащитные — по древесине и другим строительным материалам

Ø водо- и паронепроницаемые — по изделиям и конструкциям

Ø атмосферостойкие и декоративные — по строительным материалам и конструкциям

Ø От материалов аналогичного назначения на основе высокомолекулярных органических соединений лакокрасочные материалы на неорганической основе выгодно отличаются нетоксичностью, негорючестью, экологической чистотой производства и применения, доступностью сырьевой базы.

5. В настоящее время существуют два основных вида неорганических пленкообразователей, принципиально отличающихся друг от друга по своей химической природе: щелочные — на основе водорастворимых силикатов, в частности жидких стекол, и кислые — на основе водорастворимых фосфатов.

¨ Фосфатные краски и покрытия. Используются для защиты металлов от внешних воздействий, приготовляются на основе фосфатных связующих. Применяют также покрытия из оксидов, взаимодействующих с фосфорной кислотой,— фосфатные цементы. Была отмечена перспективность использования фосфатных связующих при изготовлении защитных покрытий. Так, на основе фосфатного связующего разработано жаростойкое покрытие, которое может защищать некоторые виды чугунов и сталей от воздействия расплавов цветных металлов—алюминия, цинка и их сплавов.

4) Цементные покрытия обладают ощутимым преимуществом - они имеют низкую стоимость и удобны при применении. Цемент обычно наносят на металлическую сетку слоем 5...25 мм.

5) Несмотря на то, что обычное цементное покрытие водопроницаемо, коррозионные процессы практически не идут из-за высокой щелочности бетона (рН>11). При большом числе трещин и выщелачивании бетона защитные свойства покрытия снижаются.

6) За счет высокой щелочности защищена арматура железобетонных сооружений, например, мостов, но до тех пор, пока щелочность не уменьшится за счет проникновения солей и атмосферного воздуха, изменяющих химический состав бетона. Часто арматуру перед закладкой покрывают слоем изоляции, например, эпоксидной смолой.

7) Сталь в бетоне имеет более положительный электрохимический потенциал, чем сталь в почве. Поэтому при контакте с арматурой железобетонного сооружения подземный трубопровод работает анодом и может активно разрушаться.