Методы защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования с помощью лакокрасочных материалов

Высокая температура и высокая скорость перекачки продуктов, перепады давления, наличие абразивных частиц в сырье, агрессивная внешняя среда приводят к быстрому износу нефтедобывающего оборудования.

Защитой конструкций оборудования от коррозии занимаются мировые научные исследования. Они доказали, что лакокрасочное покрытие наиболее эффективно защищает нефтепромысловое оборудование от коррозии. Но к его физико-механическим и защитным свойствам в данном случае предъявляются повышенные требования (к примеру, способность выдерживать перепады температур от -60 до 50 °С).

Оптимально пригодными для формирования защитного слоя применимо к такому типу оборудования оказались эмали эпоксидно-перхлорвиниловая ЭП-1155 и эпоксидная ЭП-5285, которые, не меняя своих физико-механических и защитных свойств, выдерживали во время испытания:

воздействие бензина, минерального масла, воды в течение 24 часов;

перепад температур от (50±2) до (-60±2) °С – до 10 циклов;

воздействие насыщенного водного раствора сероводорода в течение 48 часов; воздействие температуры (130±5) °С — 48 часов;

воздействие атмосферы умеренного климата – 20 циклов.

Испытания проводились с использованием фрагментов корпусных труб электронасосов, произведенных фирмой «Глонас».

В ходе экспериментальных работ были использованы эпоксидные эмали ЭП-1155 серая и ЭП-5285 светло-серая , нанесенные методом пневматического распыления в два слоя(«мокрый по мокрому»); интервал выдержки между слоями составлял 1 минуту. Купить эпоксидные эмали ЭП можно написать запрос с сайта в отдел продаж.

Поверхность предварительно обрабатывали (две стадии с двумя промывками питьевой водой) и фосфатировали раствором КФА-8. Толщина нанесенного слоя составляла 70-80 мкм. Оптимальными режимами сушки, которые обеспечивают необходимые защитные свойства покрытия, можно считать:

для эмали ЭП-1267 — 15 мин при 60°С, а для эмали ЭП-773 — 60 мин при 120 °С.

Срок службы двухслойного покрытия на основе эмалей ЭП-1155 серой и ЭП-5285 светло-серой достигает двух лет при условии правильного его нанесения, соответствует требованиям, предъявляемым к антикоррозионным покрытиям, предназначенным для погружных насосов в нефтепромысловой отрасли. Однако, учитывая специфические требования к процессу отверждения в условиях поточного производства деталей нефтенасосов, оптимальным можно считать двухслойное покрытие с использованием эмали ЭП-1267 серой.

Технологический процесс по изготовлению покрытия представляет собой четкую последовательность операций: обезжиривание с одновременным фосфатированием методом распыления раствора КФА-8 в течение 2 минут, промывка питьевой водой без нагрева путем распыления – 1 минута, промывка распылением питьевой воды с подогревом до 70° С — 1 минута, сушка методом обдува воздухом, пневматическое распыление эмали ЭП - 1267, отверждение покрытия. На основании данного производственного процесса Опытным машиностроительным заводом было изготовлено оборудование для запуска линии по подготовке поверхности, покраске и сушке погружных насосов.

Производственная линия представляет собой цепь взаимосвязанных технологических агрегатов и состоит из транспортной системы (подвесной конвейер ПНЦ-100); агрегата подготовки поверхности (с одновременной обработкой поверхности водными растворами, обезжириванием и фосфатированием); узла сушки изделий после подготовки поверхности; двух окрасочных камер; сушильной камеры (тип сушки – конвективный); узла охлаждения; стола разгрузки и накопителя; а также вспомогательного оборудования. Конвейер обеспечивает бесперебойную подачу деталей для обработки защитным покрытием, что обеспечивает уменьшение времени для формирования аникоррозийного покрытия, экономит затрату энергоресурсов, обеспечивает соответствие покрытия экологическим требованиям.

Детали транспортируются в зону обработки на свесах, оборудованных на концах крюками, и завешиваются вручную, если масса изделия не превышает 5 кг. Для изделий массой до 700 кг используются механизированные столы загрузки и выгрузки .

Первый этап технологического процесса – подготовка поверхности изделий осуществляется в агрегате туннельного типа с входным и выходным тамбурами, включающего в себя по две секции обезжиривания и промывки, переходные тамбуры, ванны для воды и растворов, центробежные насосы, оросители. В данных конструкциях применены оросительные насадки щелевого типа, которые образуют жесткий овальный в сечении факел. Направление факела жидкости может быть изменено и установлено в любом необходимом направлении. Изделия подвергаются обработке методом распыления. Необходимая для процессов обезжиривания и фосфатирования температура 50— 65 °С, для завершающей промывки - 70 °С. Нагрев растворов производят паровыми регистрами при давлении пара 2 ати.

В целях экономии воды и химикатов, оптимизации процесса промывки при подготовке поверхности все стадии обработки деталей соединены между собой по обратной противоточной схеме. Все сточные воды направляются в отстойники, а затем раствор вновь возвращается в рабочие ванны для минимизации потерь от испарений, вентиляции, уноса с готовыми деталями. Создание обратной противоточной схемы, повторное использование растворов обезжиривания, параллельный процесс фосфатирования делают технологию обработки малозатратной. Масляные загрязнения и взвешенные частицы из растворов первых двух стадий удаляются с помощью установки регенарации. Входные и выходные тамбуры снабжены вытяжной вентиляцией, что препятствует попаданию водяных паров и брызг растворов в производственное помещение.

За время прохождения стартового агрегата (агрегата подготовки) комплектующие нагреваются до 50 °С, а имея простую цилиндрическую форму, быстро обсыхают при обдуве воздухом. К моменту завершения этапа подготовки на поверхности изделия образуется железофосфатный слой массой 0,3—0,8 г/м², обеспечивающий хорошие защитные и физико-механические свойства лакокрасочных покрытий.

После прохождения первой стадии технологической цепочки детали насосов попадают в две окрасочные камеры непрерывного цикла действия, снабженные ручными пневматическими распылителями. Автоматизация процесса покраски сокращает время высыхания покрытия, таким образом, временной интервал между нанесением первого и второго слоев составляет 1-2 минуты. Изделия окрашиваются полностью. Каждая из кабин снабжена системой гидроочистки воздуха повышенной эффективности от паров лакокрасочных материалов.

Сушильная камера представляет собой заключительный агрегат линии. Это туннельная установка, которая действует в непрерывном режиме времени, снабженная паровыми калориферами. Время нахождения изделия в сушильной камере, необходимое для отверждения защитного слоя на основе эмали ЭП-1155 , равняется 15 минутам при 60 °С. Для деталей, окрашенных эмалью ЭП – 1155, время пребывания в сушильной камере составляет 15 мин при 60 °С. На выходе изделие охлаждается мощной струей воздуха.

Линия подготовки поверхности, окраски и сушки погружных электронасосов была сдана в эксплуатацию в IV квартале 2001. Испытания, проведенные в процессе осуществления приемосдаточных работ, показали, что при выходе из агрегата подготовки поверхности изделия снабжены качественным железофосфатным покрытием; в кабинах окраски они окрашиваются полностью; чистота воздуха в зоне покрасочных работ гарантирована деятельностью гидрофильтров кабин; за период прохождения сушильной камеры защитный слой отверждается полностью; адгезия покрытия составляет 1 балл.

Данный технологический процесс отличается от ранее разработанных значительным уменьшением времени получения высококачественного антикоррозионного покрытия, экономичным расходованием энергоресурсов при выполнении всех требований по экологическим по­казателям и сроку службы покрытия.