CC BY
35УДК 620.193:622.276.012.05
Г.Л. Агафонова, заведующая лабораторией; А.В. Кожаева, инженер, лаборатория конструкционных полимеров и защитных покрытий, ООО «БашНИПИнефть»
опыт применения лакокрасочных материалов для противокоррозионной защиты нефтепромыслового оборудования оао анк «башнефть»
Опыт добычи нефти и газа на месторождениях ОАО АНК «Башнефть» насчитывает 80 лет. На протяжении всей истории работы компании здесь разрабатывались и внедрялись передовые технологии, обеспечивающие надежную и безопасную эксплуатацию нефтепромыслового оборудования.
Изначально высокое содержание коррозионно-активных компонентов в добываемой продукции, прогрессирующая обводненность нефти, использование различных методов интенсификации добычи привели к повышению коррозионной агрессивности промысловых сред, поэтому возникла необходимость применения самых современных и эффективных средств и методов противокоррозионной защиты. Нефтепромысловые объекты компании включают в себя порядка 330 резервуаров, 2000 технологических емкостей, 22 500 км трубопроводов, 28 000 км Н КТ и другие металлоемкие конструкции. Защита оборудования от коррозии осуществляется комплексными методами
- это оптимизация технологических процессов, установка средств электрохимической защиты,обработка ингибиторами и бактерицидами, нанесение защитных покрытий.
В силу того что электрохимические способы защиты трудноприменимы в условиях нефтепромысловой инфраструктуры, а химические средства обработки продукции могут лишь снизить скорость коррозии до определенного уровня,изоляция оборудования защитными покрытиями на основе лакокрасочных материалов является наиболее эффективным методом противокоррозионной защиты.
На сегодняшний день в ОАО АНК «Башнефть» накоплен достаточно большой опыт нанесения полимерных покрытий
на внутренние и наружные поверхности металлоконструкций, емкостного оборудования и трубопроводов. Так, начиная с 1995 г. 100% единиц емкостного оборудования были окрашены лакокрасочными материалами, 40% трубопроводов составляют коррозионно-стойкие трубы, из них 22% - с внутренним полимерным покрытием, при этом строительство всех новых трубопроводов ведется из труб с внутренней и наружной изоляцией. Подбор и испытания защитных покрытий для различных условий эксплуатации нефтепромыслов ОАО АНК «Башнефть» производятся на стадии проектирова-
ния. Специализированная лаборатория ООО «БашНИПИнефть» проводит не только комплексные испытания лакокрасочных материалов, но также их входной контроль при поступлении от поставщиков, экспертизу противокоррозионной защиты объектов, контроль качества очистных и окрасочных работ, мониторинг эксплуатации оборудования с защитными покрытиями.
В период с 1999 по 2011 г. специалистами ООО «БашНИПИнефть» были обследованы внутренние и наружные покрытия 319 резервуаров и технологических емкостей, бывших в эксплуатации. По
Рис. 1. Эффективность применения защитных покрытий емкостного оборудования
Рис. 2. Применение лакокрасочных покрытий (м2) для защиты емкостного оборудования ОАО АНК «Башнефть» в 2011 г.
Рис. 3. Удельная аварийность стальных трубопроводов и СВНП
результатам обследования проведен анализ эффективности применяемых защитных покрытий.
До недавнего времени для окраски металлоконструкций и наружной поверхности емкостного оборудования использовались некоторые марки отечественных красок - в основном олифа с алюминиевой пудрой. На первый взгляд кажется, что ежегодная покраска недорогими лакокрасочными материалами более выгодна, чем применение дорогостоящих высококачественных покрытий. Но результаты обследования наружной поверхности 32 резервуаров, окрашенных «серебрянкой», показали, что в первый же год эксплуатации наблюдается полная потеря декоративных свойств лакокрасочного покрытия, которое затем подвергается быстрому разрушению [1].
Расчет экономической эффективности показал, что затраты на ежегодное окрашивание недолговечными материалами в 9 раз превышают расходы на использование дорогостоящих систем покрытий, сохраняющих свои защитные свойства в течение длительного времени.
Согласно требованиям нормативной документации ОАО АНК «Башнефть», продолжительность срока службы наружного покрытия емкостного оборудования не может быть менее 10 лет. Покрытия для защиты наружной поверхности резервуаров должны быть устойчивы к перепадам температур, воздействию атмосферных явлений, финишный слой должен обладать всеми качествами декоративного покрытия (способность сохранять свои свойства при длительном воздействии ультрафиолетового излучения, высокую цветостойкость, пониженное грязеудержание).
В настоящее время для защиты наружной поверхности емкостного оборудования в ОАО АНК «Башнефть» применяются системы покрытий, в полной мере отвечающие перечисленным требованиям. Наиболее долговечную защиту и хорошие защитные показатели обеспечивают полиуретановые отверждаемые влагой воздуха покрытия - такие, как грунт Mono Lock PP и эмали Mono Ferro и Max Coat A.
Оптимальными свойствами для защиты наружной поверхности обладают комплексные покрытия на основе эпоксидных и полиуретановых ЛКМ - Interseal
О
кзит
КЙПЕЙСКЯЙ ІІАВЦО
иЗйлнции ргоь
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ
КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ
НАНЕСЕНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИИ (ДВУХ- И ТРЁХСЛОЙНЫХ) НА ОСНОВЕ ЭКСТРУДИРОВАН НОГО ПОЛИЭТИЛЕНА НА НАРУЖНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 159 ДО М20ММ.
-НХНЁСЁННЕ ЛАКОКГАС ОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ нл наружную и кнутркннкш> поверхность стальных ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 139 ДО 1420ММ. ДЛЯ ПОДЗЕМ][ЫХ Н НАЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В СООТВЕТСТВИИ С ПРОЕКТОМ ИЛИ ТРЕБОВАНИЯМИ ЗАКАЗЧИКА.
(> I (] 11.11 11Ш. I Н М I,] \ О I К Ж МЕТОДОМ ХОК ОДН ОГО ГНУ ТЬЯ И) СТАЛ ЬН Ы Ч ТРУ Б Ди АМ ЕГРОМ
ОТ 119 ДО И20ММ
ОСИП. |1 I Г11>( I И! IВ ЧIИI ГI1 VI В СОБСТВЕННОЙ ЛАБОРАТОРИН ПУТЕМ ПРОВЕДЕНИЯ:
- ПЕ1ЧТРУШЛЮЩЕГО УЗК Н РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СВАИ 1ЫЧ СОЕДИНЕНИЙ И ПРОКАТА;
-СНЕ КТ РАЛ Ь Н010 А НАЛ ИЗА X И М11Ч ЕС КО ГО СОСТАВА МЕТАЛЛА; “ ■ , ШI /
- МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ; ЩРуЩЛ } . .
-ГиДтиСЛыТдний ТРУБ ДИАМЕТРОМ 720 и пни ММ.
0ОС< 1АШШ. 1ЕНИ1: п’УБ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:
-ОЧИСТКА ОТ НАРУЖНОЙ НЗОЗЯЦИИ ТРУБ Б/У ГИДРОКЛИНЕРОМ; внутренняя ОЧИСТКА ТРУБ Б/У;
- ВИЗУАЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ;
-МЕХАНИЧЕСКАЯ Н ОГНЕВАЯ ПОРЦОВКА КОНЦОВ ТРУБ;
- РЕМОНТ КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ;
- НЕМЗРУШАЮЩИЙ КОН 1'№.]Ь;
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
и ш> I с>1 11Н11 ( или ИЗ ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ 15*-1420 ММ, ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ^ ЖИ Л Ы \ И 11 ЕЖИ Л Ы \ ПОМ Е ЩЕ11И Й, Д ОРОЖ11Ь1Х И ПОРТОВЫХ СООРУЖЕ ПИЙ, А ТАКЖЕ В КАЧЕСТВЕ ОПОР ДЛЯ применения, как в ГРУНТЕ,ТАК и и нрньрЕжнои Зоне С ПОГРУЖЕНИЕМ в ВОДУ.
ВСЯ ПРОДУКЦИЯ ООО «КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ» СЕРТИФИЦИРОВАН А В СООТВЕТСТВИИ
с гост р исоЩ-а*01 и сто Газпром 9[нц-гоо1, предприятие имеет сертификат «транссему.
ПРОИЗВОДСТВО НА ООО «КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ» ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ НА ОСНОВАНИИ ТУ, согласованных ОАО «ВНИИСТ» и ооо «ВНИИГАЭ».
ЧЕЛЯБИНСКАЯ |БЛЧ Г. КОПЕЙСК, УЛ. МЕЧНИКОВА, ( ТЕЛЕФОН/ФАКС: (35139} 20-9»!, (35139) 20-982 Е-МАШ KZrr@KZrr.RU \\ \\ \\'. к /1 ]к Г
на правах рекламы
670HS / Interthane 990. Также хорошие результаты показали системы покрытий Jotamastic 87b / Hardtop AS, Hempadur Mastic 45880/Hempathane Topcoat 55210. В таких системах эпоксидные грунты обеспечивают высокую противокоррозионную защиту, полиуретановые эмали - наилучшие декоративные свойства покрытия.
На начальном этапе интенсивного строительства РВС с защитными покрытиями внутренняя поверхность окрашивалась такими материалами, как ЭП-00-10, Инерта-160, Эпирекс-150, Текнотар-200, Amercoat 236, Bar-Rust 236, Permacor 128A, Stelpant.
Сравнительный анализ показал, что системы покрытий 33% проверенных объектов прослужили меньше нормативного срока (рис. 1). Самыми недолго-
Рис. 4. Соединение труб с втулкой внутренней защиты сварного шва с применением герметика Г-039
вечными оказались покрытия на основе Текнотар-200. Такой результат связан с нестабильным качеством материала и отклонениями от норм технологических режимов. Средние показатели долговечности - у материала Bar-Rust 236: окрашенные им объекты через 5-6 лет
нуждаются в частичном ремонте. Причина, вероятно, в том, что данное покрытие, как правило, применялось для нанесения в зимних условиях при низких температурах окружающего воздуха. Наиболее стабильные характеристики - в процессе эксплуатации емкостного оборудования у защитных покрытий на основе материалов ЭП-00-10 и Инерта-160 [2].
В настоящее время для защиты внутренней поверхности емкостного оборудования используются в основном эпоксидные материалы: Sika Регтасог 128 А, Hempadur 85671, Hempadur Quattro 17634, ^от^к 87 А1. Но наибольшее распространение получили краски Ваг-Rust 236 и Мегэеа!. 670 HS.
Срок службы внутренних покрытий емкостного оборудования компании составляет 8 лет, тогда как еще в 2000 г.
Таблица 1. Перечень рекомендуемых защитных покрытий емкостного оборудования
Система покрытия Количество слоев х толщина одного слоя, мкм Теоретический расход при толщине слоя 100 мкм, м2/л (м2/кг) Характеристики Тип пленкообразующего вещества Условия нанесения
Защита внутренней поверхности емкостного оборудования
Bar Rust 23б 2х^ 8,G (5,3) Сух. ост. 80 % р = 1,50 кг/л Эпоксидный До -7 GC
Devchem 253 2х^ 7,2 (5,2) Сух. ост. 72 % р = 1,39 кг/л Эпоксидный До +1G GC
Sika Permacor 128 А 2х200 9,8 (7,5) Сух. ост. 99 % р = 1,30 кг/л Эпоксидный До +1G GC; Пк эл/пр
Hempadur 85б71 2х^ б,8 (4,G) Сух. ост. 68 % р = 1,70 кг/л Эпоксидный До +1G GC
Hempadur Quattro 17б34 2х^ 7,2 (5,2) Сух. ост. 72 % р = 1,40 кг/л Эпоксидный До -1G GC
Interseal 67G HS (grey, Al) 2х^ 8,2 (5,1) Сух. ост. 82 % р = 1,60 кг/л Эпоксидный До -1G GC
Jotamastic 87 Al (алюм.) 2х^ 8,7 (б,1) Сух. ост. 77-87 % р = 1,4 кг/л Эпоксидный До -5 GC
Инерта-270 (белый) 2х^ 4,5 (б,3) Сух. ост. 75 % р = 1,2 кг/л Эпоксидный До +1G GC
Защита наружной поверхности емкостного оборудования
Грунт Mono Lock РР ^5G б,7 (5,5) Сух. ост. 67 % р =1,20 кг/л Полиуретановый До -7 GC
Эмаль Mono Ferro MGG 8,G (4,7) Сух. ост. 61 % р =1,70 кг/л
Эмаль Max Coat ^5G б,2 (5,1) Сух. ост. 62 % р =1,20 кг/л
Interseal 670HS (белый) 2х75 8,2 (5,1) Сух. ост. 82 % р = 1,60 кг/л Эпоксидный До -7 GC
Interthane 990 (белый) ^5G 5,7 (4,75) Сух. ост. 57 % р = 1,20 кг/л Полиуретановый
Jotamastic 87 (белый) m5G 8,2 (5,54) Сух. ост. 74-82 % р = 1,4 кг/л Эпоксидный До G GC
Hardtop AS (белый) ^5G 5,G (4,3) Сух. ост. 50 % р = 1,16 кг/л Полиуретановый
Hempadur Mastic 45880 m5G 8,G (5,7) Сух. ост. 80 % р = 1,50 кг/л Эпоксидный До -1G GC
Hempathane Topcoat 55210 ^5G 5,1 (4,25) Сух. ост. 51 % р = 1,20 кг/л Полиуретановый
SigmaCover 630 2х75 8,5 (б,1) Сух. ост. 83 % р = 1,4 кг/л Эпоксидный До +1G GC
SigmaDur 520 (белый) ^5G 5,8 (4,1) Сух. ост. 48-58 % р = 1,4 кг/л Полиуретановый
Таблица 2. Перечень рекомендуемых защитных покрытий внутренней поверхности труб
Система покрытия Количество слоев х толщина одного слоя, мкм Теоретический расход на один слой Режимы отверждения Тип пленкообразующего вещества Температурный диапазон применения
Грунт ТК 8GG7 1х(11-15) 15 м2|кг Холодная сушка 20 0С 20 мин. Эпоксифенольный До +8G GC
П-ЭП-585 ^^G^GG) 2-2,5 м2|кг Сух. ост. 33-38 % 180 0С 20 мин 200 0С 10 мин 220 0С 5 мин Эпоксидный
Грунт EP-1G Primer ^2G 18 м2|л Холодная сушка 20 0С 20 мин. Эпоксифенольный До +8G GC
П-ЭП-585 ^^G^GG) 2-2,5 м2|кг Сух. ост. 47,7 % 180 0С 20 мин 200 0С 10 мин 220 0С 5 мин Эпоксидный
Грунт EP-1G Primer CORVEL1G6GG ^2G ^^G^GG) 18 м2|л Холодная сушка 20 0С 20 мин. Сух. ост. 47,7 % 160 0С 20 мин; 218 0С 30 мин Эпоксифенольный Эпоксидный До +17б,7 GC
Грунт ТК 8GG7 ^^G^GG) 15 м2|кг Холодная сушка 20 0С 20 мин. Эпоксифенольный До +17б,7 GC
CORVEL1G6GG 1х(11-15) 1,2 м2|кг Сух. ост. 33-38 % 160 0С 20 мин; 218 0С 30 мин Эпоксидный
Грунт EP-1G Primer ^2G 18 м2|л Холодная сушка 20 0С 20 мин. Эпоксифенольный От -4G до +13G GC
Scotchkote б258 ^^G^GG) 1,2 м2|кг Сух. ост. 47,7 % 183 0С 345 сек.; 204 0с 150 сек. Эпоксидный
Грунт ТК 8GG7 1х(11-15) 15 м2|кг Холодная сушка 20 0С 20 мин. Эпоксифенольный От -4G до +13G GC
Scotchkote б258 ^^G^GG) 1,2 м2|кг Сух. ост. 33-38 % 183 0С 345 сек.; 204 0С 150 сек. Эпоксидный
Грунт ТК 8GG7 ИНФРАЛИТ ЕР 1х(11-15) 15 м2|кг Холодная сушка 20 0С 20 мин. Эпоксифенольный До +8G GC
8G24-1G AR9318 TW-93G2 ^^G^GG) 3-11 м2|кг Сух. ост. 33-38 % 180 0С 10 мин Эпоксидный
не превышал 5 лет. Это связано не только с применением долговечных и качественных материалов, но и с повышением качества окрасочных работ. Все материалы для защиты емкостного оборудования успешно прошли лабораторные и натурные испытания, отвечают всем техническим требованиям ОАО АНК «Башнефть». На основе проведенных испытаний и с учетом практического опыта эксплуатации данные материалы были рекомендованы к применению (рис. 2). В качестве защиты трубопроводов от внутренней коррозии в ОАО АНК «Башнефть» широко применяются покрытия на основе эпоксидных порошковых красок с эпоксифенольным праймером. Такая система обладает оптимальным сочетанием физико-механических и изоляционных свойств - хорошей химической стойкостью, высокими показателями адгезии, твердости, эластичности и ударной прочности.
В разное время в лаборатории испытывались системы покрытий на основе эпоксидных порошковых красок П-ЭП-585, CORVEL, Scotchkote, Инфралит, П-ЭП-7150Л.
В испытаниях участвовали несколько видов эпоксифенольных грунтов, в том числе праймер ПИГМЕНТ, ТК 8007, EP-10 Primer.
Помимо лабораторных испытаний системы покрытий для изоляции труб проходят опытно-промышленные испытания в ООО«Нефтекамский заводе нефтепромыслового оборудования», где определяются технологические показатели при нанесении краски. Затем опытная партия труб отправляется на натурные испытания на объекты ОАО АНК «Башнефть».
По результатам испытаний было установлено, что наилучшими защитными свойствами обладают системы эпоксидных красок с эпоксифенольными праймерами
EP-1G Primer и ТК 8GG7. Наличие праймера в системе покрытия позволило улучшить стабильность защитных свойств, увеличить долговечность покрытия, повысить температуру эксплуатации. Качество систем EP-1G | П-ЭП-585, ТК 8GG7 | П-ЭП-585, EP-1G | CORVEL 1G6GG, ТК 8GG7 | CORVEL 1G6GG, EP-1G | Scotchkote б258, ТК 8GG7 | Scotchkote б258 соответствует нормативным требованиям.
Использование порошковой краски Scotchkote б258 в производстве труб с внутренним покрытием на Нефтекамском заводе нефтепромыслового оборудования пока не представляется возможным, т.к. технологические показатели краски не соответствуют параметрам существующего там окрасочного оборудования. В процессе ускоренных испытаний система покрытия ТК 8GG7 | П-ЭП^^Л проявила нестабильность защитных свойств, качество образцов покрытия
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ ЗАЩИТА ОT KОPPОЗИИ \\ 43
Таблица 3. Перечень рекомендуемых герметизирующих материалов для соединения труб
Герметизирующий материал Толщина слоя, мм Норма расхода, кг Характеристики • время жизнеспособности • время отверждения, 20 °С, ч Тип пленкообразующего вещества Температурный диапазон применения
Мастика пластизольная Ч-5-А ТУ 2241-008-48151375-06 2-3 • не более 4 кг|м2 при толщине 3 мм • не менее 1 • не более 24 Эпоксидная смола От -2G до +4G “С
Герметик Butler Sure Lock 106 (зимний) 2-3 076-G,G33 089-G,G34 0114-G,G53 0159-G,G65 0219-G,129 0273-G,282 0325-G,317 • не менее 1 • не более 24 Эпоксидная смола От -4G до +15 0С
Герметик Butler Sure Lock 105 (летний) 2-3 -|- • не менее 1 • не более 24 Эпоксидная смола От +1G “С до +75 “С
Герметик Г-039 (летний) ТУ 2312-129-00205357-11 2-3 -||- • не менее 1 • не более 24 Эпоксидная смола От +15 “C до +5G “C
Герметик Г-039 З (зимний) ТУ 2312-129-00205357-11 2-3 -||- • не менее 1 • не более 24 Эпоксидная смола От -2G “C до +15 “C
после испытаний не соответствует нормативным требованиям к защитным покрытиям внутренней поверхности стальных труб. В настоящее время проводятся лабораторные испытания системы покрытия на основе краски П-ЭП-7150НК ТУ 2329-001-217074212004. Исходные физико-механические характеристики покрытия соответствуют нормативным требованиям.
В скважинах Кирско-Коттынского месторождения Нижневартовского УДНГ уже три года успешно проходят натурные испытания насосно-компрессорных труб с системой покрытия на основе краски СORVEL 10600 в условиях эксплуатации при повышенных температурах.
В настоящее время в качестве основных материалов в производстве труб и НКТ с внутренним полимерным покрытием после стадий отработки рецептуры и технологии окраски используются порошковая краска П-ЭП-585 и эпоксифе-нольный праймер ТК 8007.
Эффект от внедрения труб с внутренним покрытием наглядно иллюстрирует показатель удельной аварийности трубопроводов, который значительно
снизился по мере строительства изолированных труб (рис. 3).
Добиваясь высокого качества изоляции труб, нельзя не уделить внимание вопросам надежного соединения стальных труб с внутренним полимерным покрытием. В процессе усовершенствования узлов конусно-раструбного и сварного соединений трубопроводов возникла необходимость подбора качественного герметизирующего материала.
К герметикам предъявляются жесткие требования по физико-механическим и технологическим показателям, особенно большое значение придается универсальному использованию герметика в заводских и трассовых условиях.
В ОАО АНК «Башнефть» для герметизации сварных соединений с втулкой внутренней защиты сварного шва, а также герметизации конусно-раструбных соединений стальных труб с покрытием применяются герметизирующие композиции Butler Sure Lock и пластизольная мастика Ч-5-А.
В 2011 г. лабораторные испытания прошел новый герметизирующий материал Г-039 ТУ 2312-129-00205357-2011 (рис.
4). Качество образцов Г-039 соответствует нормативным требованиям, материал рекомендован к применению для герметизации соединений труб с внутренним покрытием на объектах ОАО АНК «Башнефть».
На основе результатов комплексных испытаний защитных покрытий и практического опыта эксплуатации составлен и ежегодно обновляется перечень рекомендуемых к применению лакокрасочных материалов для противокоррозионной защиты нефтепромыслового оборудования (табл. 1-3). Накопленный опыт работы в области защиты от коррозии показывает, что в каждом конкретном случае необходимо использовать наиболее эффективную систему покрытия, позволяющую обеспечить требуемую коррозионную стойкость объекта при эксплуатации в заданных условиях. Правильный выбор материалов и систем покрытия позволяет уменьшить потери металла и добываемой продукции, увеличить эксплуатационный период и в целом повысить рентабельность нефтепромысловых объектов.
Литература:
1. Технический надзор и мониторинг эксплуатации емкостного оборудования с защитными покрытиями. Отчет об инженерно-технологической работе. - Уфа: ООО «БашНИПИнефть», 2010. - 623 с.
2. Технологический надзор и мониторинг эксплуатации, строительства и ремонта нефтепромыслового оборудования в противокоррозионном исполнении. Отчет об инженерно-технологической работе. - Уфа: ООО «БашНИПИнефть», 2011. - 920 с.
Ключевые слова: нефтепромысловое оборудование, противокоррозионная защита, лакокрасочные материалы, защитные покрытия.
