Внутреннее покрытие труб должно обладать высокими защитными свойствами,
обеспечивающими сохранность ее на период транспортировки, хранения
и монтажа, а также иметь высокую долговечность в процессе эксплуатации.
При внутренней изоляции труб в стационарных заводских или базовых
условиях имеется возможность использования современных технологий
и оборудования для очистки, нагрева и изоляции труб, проведения
последовательного пооперационного технологического контроля и
контроля качества готовой продукции, что обеспечивает высококачественное
нанесение на тру-бы различных антикоррозионных покрытий.
Технологический процесс внутренней изоляции труб - это комплекс последовательных
законченных операций, включающий:
- предварительный нагрев, сушку труб (при необходимости термо-обезжиривание);
- очистку внутренней поверхности с созданием необходимого рельефа;
- технологический нагрев труб до заданной температуры (при необходимости);
- нанесение защитного покрытия (необходимого по технологии количества
слоев) и их отверждение;
- контроль качества защитного покрытия;
- ремонт мест повреждений покрытия.
Обязательное и качественное выполнение каждой операции гарантирует
высокое качество внутреннего покрытия труб с наилучшими для конкретного материала
свойствами.
Внутренние полимерные покрытия трубопроводов по назначению можно
разделить на антикоррозионные и гладкостные.
Антикоррозионные покрытия применяются для внутренней изоляции
труб, транспортирующих коррозионно-агрессивные среды.
В нефтегазовой промышленности к таким средам относятся водонефтегазовые
эмульсии, пластовая вода, оборотная вода системы поддержания пластового
давления. При движении коррозионно-агрессивных жидкостей возникает
общая и локальная коррозия. Скорость общей коррозии составляет
порядка 0,01-0,4 мм/год, скорость локальной коррозии может достигать
1,5-6 мм/год. Коррозионная агрессивность значительно повышается
с появлением в продукции скважин сероводорода, как продукта жизнедеятельности
сульфатвосстанавливающих бактерий. Коррозионные разрушения стальных
трубопроводов приводят к большим материальным потерям и ухудшению
экологической обстановки в районах нефтедобычи вследствие порывов
труб.
Применение внутренних покрытий труб дает ряд преимуществ:
- увеличение срока службы трубопроводов;
- увеличение пропускной способности трубопроводов;
- снижение парафинообразований на стенках трубопроводов и облегчение
процесса очистки (расходы на очистку уменьшаются примерно на 75%);
- повышение надежности трубопроводов и снижение ежегодных эксплуатационных
расходов.
Считается, что увеличение срока службы трубопровода на 1% окупает
затраты на нанесение внутреннего покрытия труб.
Для создания долговечной внутренней изоляции труб большое
значение имеет правильный подбор изоляционного материала и соблюдение
технологического процесса нанесения внутреннего покрытия труб.
Существующие технологические процессы внутренней изоляции труб
предусматривают применение в качестве изоляционных материалов
порошковых полимеров и лакокрасочных материалов, как жидких с
содержанием растворителей более 30%, так и высоковязких с содержанием
растворителей ниже 30% (ЛКМ с высоким сухим остатком) и материалов,
не содержащих растворители.
Применение порошковых полимеров и лакокрасочных материалов с высоким
сухим остатком позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия
труда, получать практически беспористые покрытия с более высокими
защитными и физико-механическими свойствами, сократить производственный
цикл окраски за счет возможности нанесения однослойного покрытия
для получения требуемой толщины, сократить невозвратимые потери
материала при нанесении по сравнению с лакокрасочными материалами,
содержащими растворитель. Отсутствие выбросов паров растворителя
делает производство экологически более чистым.
При сравнении покрытий на основе порошковых полимеров и лакокрасочных
материалов с высоким сухим остатком предпочтение отдается последним,
т.к. технологический процесс нанесения покрытия из порошковых
полимеров является более энергоемким и взрывоопасным.
Критериями выбора покрытий для внутренней изоляции труб являются
условия эксплуатации трубопровода, защитные и технологические
свойства покрытий.
По всем параметрам наиболее подходящими для внутренней изоляции
труб являются лакокрасочные материалы на основе эпоксидных, модифицированных
эпоксидных и фенолформальдегидных смол. Из порошковых полимеров
широко применяются покрытия на основе эпоксидных порошковых материалов,
нанесенных по фенольному праймеру. Толщина антикоррозионных покрытий,
как правило, составляет 300-500 мкм.
Гладкостные покрытия применяют, как правило, на магистральных
нефте- и газопроводах при транспортировке неагрессивных продуктов.
Использование гладкостных покрытий имеет ряд преимуществ:
- более быстрый и легкий ввод в действие трубопроводов (труба
с покрытием во время хранения и монтажа не подвергается коррозии;
ускоряется процесс сушки трубопровода после гидравлических испытаний);
- ликвидируется дорогостоящий и длительный процесс очистки трубопровода
от грязи и ржавчины перед вводом в эксплуатацию;
- экономия энергозатрат на перекачку и сжатие в процессе эксплуатации
трубопровода;
- обеспечение чистоты транспортируемого продукта;
- значительное снижение ежегодных эксплуатационных расходов на
запорную арматуру (клапаны много чаще выходят из строя, требуют
ремонта и замены при транспортировке газа, загрязненного продуктами
коррозии);
- улучшенный режим движения газа. Турбулентность потока значительно
снижается при наличии внутреннего покрытия труб, что ведет к снижению
критических состояний, определяемых режимом движения газа.
- значительное снижение капитальных затрат за счет возможности
уменьшения диаметра трубопровода, обусловленной повышением его
пропускной способности.
Не все указанные факторы присутствуют в каждом проекте, но даже
сочетание некоторых из них обеспечивает окупаемость нанесения
внутреннего покрытия труб.
Для придания гладкости внутренней поверхности трубопровода при
транспортировке некоррозионноактивных продуктов достаточно нанести
тонкопленочное покрытие с толщиной сухой пленки 50-75 мкм. Нанесение
обычно производится методами распыления по предварительно очищенной
поверхности.
Опыт показал, что затраты на внутреннее покрытие газопроводов
многократно окупаются в процессе эксплуатации.
Одним из ключевых факторов, определяющих эффективность применения
гладкостных покрытий, является шероховатость поверхности, которая
непосредственно связана с фактором трансмиссии.
Основные требования к тонкопленочному внутреннему покрытию касаются
в основном таких параметров, как эластичность, ударная прочность
и адгезия. Покрытие должно быть стойким к влажности, распылению
соли, кислотному конденсату. Обязательным требованием является
стойкость к блистерингу, т.е. покрытие не должно пузыриться при
быстром сбросе давления.
В качестве гладкостных покрытий могут использоваться покрытия
на основе жидких эпоксидных лакокрасочных материалов, содержащих
растворитель.
Защита внутренней поверхности зоны сварного шва
Проблема защиты внутренней поверхности сварного шва всегда являлась
сдерживающим фактором применения труб с внутренним полимерным
покрытием. При сварке, если не оставлены неокрашенными концы трубы,
края покрытия обгорают на расстоянии 4-8 мм.
В настоящее время для защиты от внутренней коррозии зоны сварного
шва труб с внутренней изоляцией рекомендуется использование специальных
муфт с защитным покрытием и без него.
Существуют различные конфигурации муфт и технологии их применения,
но наибольшее распространение имеют следующие:
- толстостенные муфты с антикоррозионным покрытием внутренней
поверхности муфты, с входящими в него элементами (втулка, резиновые
уплотнения, адгезионные и теплоизолирующие материалы). Данные
муфты должны иметь специальную термическую защиту покрытия от
воздействия сварочного процесса;
- толстостенные муфты с входящими в него элементами (втулка, резиновые
уплотнения, адгезионные материалы) и с заполнением внутренней
полости антикоррозионным материалом, аналогичным защитному материалу,
применяемому для внутренней изоляции труб.
- тонкостенные муфты с входящими в него элементами (втулка, резиновые
уплотнения, адгезионные и теплоизолирующие материалы) с заполнением
внутренней полости антикоррозионным материалом, аналогичным защитному
материалу, применяемому для внутренней изоляции труб.
Необходимо отметить, что первые два вида муфт требуют калибровки
концов труб перед их установкой.
Следует учитывать, что при проведении сварочных работ необходимо
удалять сварочные газы из пространства между муфтой и трубой.
Другие виды муфт могут использоваться после комплексного испытания
в заводских и трассовых условиях и согласования с Госгортехнадзором
РФ.
