Металл — материальная основа современной промышленности, он является основным материалом технической инфраструктуры современной производственной цивилизации.
На территории России эксплуатируется 350 тыс. км промысловых трубопроводов. Ежегодно на нефтепромысловых трубопроводах происходит около 50-70 тыс. отказов, 90% которых — следствие коррозионных повреждений. Из общего числа аварий 50-55% приходится на долю систем нефтесбора и 30-35% — на долю коммуникаций поддержания пластового давления. Примерно 42% труб не выдерживают пятилетней эксплуатации, а 17% — даже двух лет. На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7-8 тыс. км труб или 400-500 тыс. тонн стали.
Встает очевидный вопрос: как избежать разрушения металлов, причиняемого коррозией?
Развитие многих производств химии, металлургии, энергетики, нефтяной, газовой и других отраслей тесно связано с необходимостью применения конструкционных материалов и покрытий, обладающих высокой химической устойчивостью.
К числу наиболее надежных и универсальных средств защиты металлических изделий от коррозии относятся эпоксидно-полиуретановое и силикатно-эмалевое покрытие.
Выбор покрытий проводят по нормативной документации в зависимости от условий прокладки и эксплуатации трубопровода.
Силикатно-эмалевое покрытие
Силикатно-эмалевое покрытие сочетает в себе прочностные свойства металла — стали с высокой химической устойчивостью к агрессивным средам.
Применение неорганических материалов в антикоррозионной защите — перспективное направление, поскольку их свойства долговечны и стабильны во времени.
Покрытия из силикатных эмалей обладают высокой термостойкостью при практически полном отсутствии старения, свойственного всем органическим материалам. Широкий интервал рабочих температур (от +350 до −600°С) позволяет использовать их для защиты подземных трубопроводов самого разного назначения, строящихся и на Крайнем Севере, и в Средней Азии. Эмалевое покрытие характеризуется высокой прочностью на сжатие и истирание, хорошими адгезионными и электроизоляционными свойствами.
Как производится силикатно-эмалевое покрытие?
Металлические изделия, покрытые силикатной эмалью от коррозии, являются одними из самых надежных в настоящее время. Силикатную эмаль приготавливают из кварцевого песка или полевого шпата и буры с добавкой веществ, придающих эмали характерные свойства и обеспечивающие ее прочное соединение с металлом.
Различают грунтовые эмали — для непосредственного сцепления покрытия с металлом, и покровные, создающие защитное покрытие от воздействия агрессивной среды.
Сырьевые материалы сначала сортируют, измельчают, а затем просеивают, при необходимости магнитной сепарацией очищают от посторонних примесей.
Смесь отобранных в необходимых пропорциях материалов (шихту) плавят в тигельных или ванных печах. Этот процесс называется варкой эмали (фритты).
Полученную эмаль измельчают мокрым или сухим способом в шаровых мельницах. Эта операция называется помолом. В результате помола эмали с водой и разными добавками получают сметанообразную массу — шликер. На поверхность металлического изделия шликер наносят обливом, окунанием, распылением.
После сушки нанесенного слоя производят обжиг в печах: изделия, покрытые слоем шликера, нагревают до его расплавления с целью получения сплошного стекловидного покрытия.
Покрытие металлических изделий эмалью может быть как двусторонним, когда эмалируется внешняя и внутренняя поверхность изделия, так и односторонним, когда эмалью покрывается только внутренняя или наружная поверхность изделия.
Назначение силикатного покрытия
Силикатно-эмалевое покрытие предназначено для защиты поверхности трубопроводов от агрессивного коррозионного и абразивного воздействия перекачиваемого продукта. Оно образует гладкостное покрытие, которое не дает образовываться отложениям на внутренней поверхности труб (в т. ч. насосно-компрессорных) и увеличивает производительность трубопровода, защищает внутренние поверхности труб и соединительных деталей, применяемых в системах автоматического пожаротушения и противопожарного водоснабжения.
Силикатно-эмалевое покрытие применяется:
- для трубопроводов, транспортирующих нефть и нефтепродукты;
- для сухотрубных растворопроводов и их внутренней разводки;
- для трубопроводов хозяйственного и питьевого водоснабжения и водоотведения;
- для трубопроводов противопожарного водоснабжения, постоянно заполненных рабочим раствором пенообразователя,
- а также при использовании морской воды для пожаротушения.
Покрытие обеспечивает защиту поверхности изделий от коррозии, воздействия температур и среды транспортируемого продукта; сохраняет первоначальный состав перекачиваемого продукта без потери его качества. Покрытие для растворопроводов надземной и подземной прокладки обеспечивает защиту от коррозии, вызванной воздействием морской воды и водных растворов пены для пожаротушения в интервале температур от +5°С до +30°С.
Покрытия из силикатных эмалей с успехом могут применяться для защиты не только газо- и нефтепроводов, но и теплопроводов, а также трубопроводов химической водоочистки и гидрозолоудаления. Наиболее важной представляется возможность использования этих покрытий в качестве антикоррозионных для труб тепловых сетей при температуре теплоносителя до 300°С.
Кроме того, при обжиге эмали происходит одновременно и закалка стали труб, что качественно повышает ее механические свойства. Вследствие этого можно применять трубы с меньшей толщиной стенки.
Применение этого покрытия имеет следующие преимущества:
- увеличение срока службы трубопроводов до 50 лет;
- увеличение пропускной способности труб более чем в 1,5 раза;
- обеспечение высокой чистоты транспортируемого продукта;
- предотвращение абразивного износа и отложения на стенках труб;
- повышение надежности трубопроводов в эксплуатации, особенно в условиях воздействия коррозионно-активных сред.
