Антикоррозионная защита резервуаров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Антикоррозионная защита резервуаров

Основные термины и определения

Резервуар вертикальный стальной (РВС и РВСП) - резервуар вертикальный стальной со стационарной и плавающей крышей для хранения нефти, подготовленный для проведения работ по антикоррозионной защите в соответствии с установленной технической документацией и принятый по акту (Приложение А).

Резервуары, подвергающиеся защите от коррозии, могут быть:

вновь вводимые;

находящиеся в эксплуатации;

находящиеся в ремонте.

Антикоррозионные защита - комплекс работ, включающий подготовку стальной поверхности резервуара, нанесение защитного антикоррозионного покрытия, контроль качества.

Абразивная обработка - очистка металлической поверхности резервуара от окислов и придание ей оптимальной шероховатости струйным абразивным или гидроабразивным методом.

Лакокрасочные материалы (лкм) - материалы на основе синтетических смол, предназначенные для антикоррозионной защиты стальных поверхностей.

Высоковязкие эпоксидные материалы - двухкомпонентные материалы на основе эпоксидной смолы с высоким сухим остатком или не содержащие растворитель.

Полиуретановые материалы - однокомпонентные материалы на основе полиизоцианатов, отверждающиеся в присутствии влаги воздуха.

Толстопленочное эпоксидное покрытие - высоковязкий эпоксидный материал, усиленный стекловолокном.

Пооперационный контроль - контроль технологических параметров при проведении каждой технологической операции.

Субъекты деятельности

Заказчик - предприятие-владелец резервуара, на котором осуществляется проведение работ по антикоррозионной защите резервуаров.

Заказчик выдает задание на проведение работ и согласует проект производства работ по антикоррозионной защите резервуаров, разрабатываемый Производителем работ.

Производитель работ (антикоррозионного покрытия) - подрядчик - организация, участвующая в приемке резервуара под проведение антикоррозионных работ и осуществляющая комплекс работ по антикоррозионной защите резервуаров.

Производитель работ несет ответственность за качественное выполнение работ в объеме, предусмотренном заданием Заказчика, и дает письменные гарантии на весь период гарантированного срока службы системы покрытия.

Поставщик покрывного материала - при поставке материала обязан предоставить Заказчику или Производителю работ следующую информацию:

- предписание по обращению или разбавлению растворителями;

- предписание по транспортировке и хранению покрывного материала;

- спецификацию основных физических свойств и результатов испытаний материала, которые должны иметь пределы, допускаемые технической документацией;

- сертификат на каждую партию поставляемого материала;

- гарантированный срок службы системы покрытия, при использовании поставляемого материала и соблюдении технологии получения покрытия.

В процессе эксплуатации резервуары подвергаются коррозии как с наружной, так и с внутренней стороны. Снаружи резервуары корродируют под действием атмосферной влаги и содержащихся в воздухе частиц агрессивных веществ. Внутри резервуаров коррозия зависит в основном от частоты заполнения их нефтепродуктами, химического состава нефтепродуктов, наличия в топливе воды. Скорость и характер коррозионного процесса наиболее ярко выражены на внутренней поверхности резервуаров в местах раздела двух сред; например, нефтепродукт - подтоварная вода, нефтепродукт - паровоздушная смесь. На интенсивность коррозии оказывают влияние влага и температура окружающей среды, а также стойкость стали, из которой изготовлен резервуар, против коррозии.

Состояние антикоррозионной защиты наружной поверхности наземных резервуаров периодически контролируют. В процессе контроля проверяют наличие дефектов в наружном слое защитного покрытия, сплошность антикоррозионных покрытий по всей наружной поверхности, степень адгезии защитного покрытия к металлической поверхности резервуара. Работы по защите от коррозии наружной поверхности наземных резервуаров необходимо проводить согласно РД 112-РСФСР-015-89.

Способы защиты резервуаров от коррозии

Способы защиты подземных резервуаров от коррозии подразделяются на способ защиты от почвенной коррозии (электрохимической) и способ защиты от коррозии блуждающими токами. От почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами используют катодную, протекторную и дренажную защиты.

Наружные поверхности резервуаров эффективно могут быть защищены нанесением на предварительно подготовленную поверхность изоляционных антикоррозионных покрытий в виде полимерных лент, битумно резиновых или битумно полимерных мастик. От почвенной коррозии днища резервуаров защищают гидроизоляционным слоем, а также используют протекторную защиту, когда к днищу резервуара электрически присоединяют алюминиево-магниевые протекторы, находящиеся на глубине 1,5 м вокруг резервуара. Кроме этого, днища резервуаров эффективно защищают, применяя катодную защиту.

Антикоррозионную защиту наружной поверхности подземных резервуаров осуществляют согласно ГОСТ 9.602 и ГОСТ 25812.

При выполнении работ по защите подземных и наземных резервуаров стационарных, передвижных и контейнерных АЗС от коррозии следует руководствоваться СНиП 2.03.11 -85 и ГОСТ 1510.

Коррозия - естественное явление, определяемое как разрушение веществ, обычно металлов, или ухудшение их свойств из-за воздействия окружающей среды. Подобно другим природным явлениям, типа серьезных природных катаклизмов, коррозия может причинять опасные и дорогостоящие повреждения.

Коррозия - это процесс разрушения металла при его физико-химическом или химическом взаимодействии с окружающей средой. Коррозию подразделяют на:

химическую - происходящую без возникновения электрического тока;

электрохимическую - сопровождаемую появлением электрического тока (тока коррозии);

механохимическую (коррозионно-механическое изнашивание) - при которой к первым двум процессам добавляются механические воздействия: трение, циклические изгибающие нагрузки, вибрация и т.п.

В процессе эксплуатации резервуары подвергаются коррозии как с наружной, так и с внутренней стороны.

Снаружи резервуары корродируют под действием атмосферной влаги и содержащихся в воздухе паров агрессивных веществ.

Внутри резервуаров коррозия зависит в основном от частоты заполнения их нефтепродуктами, химического состава нефтепродуктов, наличия в топливе воды. Скорость и характер коррозионного процесса наиболее ярко выражены на внутренней поверхности резервуаров в местах раздела двух сред; например, нефтепродукт - подтоварная вода, нефтепродукт - паровоздушная смесь.

На интенсивность коррозии оказывают влияние влага и температура окружающей среды, а также стойкость стали, из которой изготовлен резервуар, против коррозии.

Общие требования к антикоррозийной защите резервуаров

резервуар защита антикоррозийный

Подход к антикоррозийной защите РВС

Антикоррозионная защита резервуаров для нефти и нефтепродуктов должна разрабатываться с учетом требований строительных норм и правил и согласно соответствующим стандартам с учетом конструктивных особенностей резервуаров, условий их эксплуатации и требуемого срока службы резервуара.

Для снижения опасности коррозионных повреждений металлоконструкций, способных вывести резервуар из строя, должна быть предусмотрена система мероприятий, включающая нанесение защитных покрытий и (или) увеличение толщины листов металлоконструкций резервуаров (припуски на коррозию), учитывающее возможную потерю толщины элементов в результате коррозии.

Кроме того, должно быть предусмотрено периодическое освидетельствование всей поверхности резервуара не реже одного раза в 5 лет для выявления коррозионных повреждений и участков поверхности с разрушившимися лакокрасочными покрытиями и при необходимости восстановление защитных покрытий.

При аномально высоких скоростях коррозии металлоконструкций крыши и верхних поясов стенки резервуаров в качестве дополнительной антикоррозийной меры в этой зоне применяют атмосферу инертных газов.

Степень агрессивного воздействия среды на металлоконструкции резервуара

При выборе защитных покрытий и назначении «припусков на коррозию» следует учитывать степень агрессивного воздействия среды на элементы металлоконструкций внутри резервуара и на его наружные поверхности, находящиеся на открытом воздухе. Степень агрессивного воздействия среды на элементы металлоконструкций внутри резервуара приведена в Таблице.

Степень агрессивного воздействия окружающей среды на элементы металлоконструкций резервуара, находящиеся на открытом воздухе, определяется температурно-влажностными характеристиками окружающего воздуха и концентрацией содержащихся в атмосфере воздуха коррозионно-активных газов в соответствии со строительными нормами и правилами (СниП 2.03.11-85).

При содержании в сырой нефти сероводорода в концентрации свыше 10 г/л или сероводорода и углекислого газа в любых соотношениях степень агрессивного воздействия на внутреннюю поверхность днища, нижний пояс, кровлю, верх и бортовые поверхности понтонов и плавающих крыш повышается на одну ступень.

Принцип антикоррозийной защиты в зависимости от степени агрессивности среды

Сохранение толщины, обеспечивающей безопасную работу резервуара, достигается на металлоконструкциях, подвергающихся слабоагрессивному воздействию среды только за счет припусков на коррозию.

На металлоконструкциях, подвергающихся средне- и сильноагрессивному воздействию среды, безопасная работа резервуара достигается, помимо припусков на коррозию, нанесением защитных покрытий. Таким образом повышается надежность металлоконструкций в случае локального разрушения защитного покрытия до планового освидетельствования коррозионного состояния резервуара.

Значение припуска на коррозию устанавливается исходя из скорости коррозионного повреждения металлоконструкций, которая обусловлена степенью агрессивности среды:

слабоагрессивная среда: повреждение не более 0,05 мм в год;

среднеагрессивная среда: повреждение от 0,05 до 0,5 мм в год;

сильноагрессивная среда: повреждение более 0,5 мм в год.

Электрохимическая защита элементов металлоконструкций резервуара осуществляется с применением установок протекторной и катодной защиты. Метод выбирается на основании технико-экономических показателей.

Требования к подготовке поверхности для антикоррозийной обработки

На поверхностях металлоконструкций, подготовленных к выполнению антикоррозионных работ, должны отсутствовать:

возникшие при сварке остатки шлака, сварочные брызги, наплывы, неровности сварных швов;

следы обрезки и газовой резки;

острые кромки до радиуса менее 3,0 мм на внутренней и 1,5 мм на наружной поверхностях корпуса резервуара и плавающей крыши;

вспомогательные элементы, использованные при сборке, монтаже, транспортировке, подъемных работах и следы, оставшиеся от приварки этих элементов;

химические загрязнения (остатки флюса, составов, использовавшихся при дефектоскопии сварных швов), которые находятся на поверхности сварных швов и рядом с ними;

жировые, механические и другие загрязнения.

Сварные швы должны иметь плавный переход к основному металлу без подрезов и наплывов.

Все элементы металлоконструкций внутри резервуара, привариваемые к стенке, днищу или крыше, должны быть обварены по контуру для исключения образования зазоров и щелей.

Кроме того, все элементы металлоконструкций, находящихся на открытом воздухе, при среднеагрессивном воздействии окружающей среды также должны быть обварены по контуру для исключения образования зазоров и щелей.

Перед нанесением защитных покрытий все поверхности должны быть обезжирены до степени 2, очищены от окислов до степени 1 под металлизационно-лакокрасочные покрытия или до степени 1-2 под лакокрасочные покрытия, а также обеспылены.

Выбор типа антикоррозийного покрытия:

Для защиты от коррозии элементов металлоконструкций внутри резервуара следует использовать лакокрасочные или металлизационно-лакокрасочные покрытия; для элементов металлоконструкций, находящихся на открытом воздухе - лакокрасочные покрытия.

При этом продолжительность срока службы защитных покрытий должна составлять не менее 10 лет.

Защита от коррозии наружной поверхности днища резервуара

При защите от коррозии наружной поверхности днищ резервуаров следует руководствоваться следующими требованиями:

устройство фундаментов и основания под резервуар должно обеспечивать отвод грунтовых вод и атмосферных осадков от днища;

при выполнении гидрофобного слоя из битумно-песчаной смеси (соотношение 1:9 по массе) не требуется нанесения защитных покрытий на наружную поверхность днища. При этом применяемые песок и битум не должны содержать коррозионно-активных агентов.

При выполнении антикоррозионных работ должны быть учтены требования по охране окружающей среды, правил техники безопасности в строительстве и других нормативных документов, регламентирующих выполнение данной работы.

Антикоррозийная защита наружной поверхности резервуаров

Согласно «Правилам устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов (ПБ 03-605-03)», поверхности металлоконструкций, находящиеся на открытом воздухе, должны быть окрашены лакокрасочными материалами. Выбор цвета лакокрасочного покрытия следует производить с учетом коэффициента отражения световых лучей.

Состояние антикоррозионной защиты наружной поверхности наземных резервуаров периодически контролируют. В процессе контроля проверяют наличие дефектов в наружном слое защитного покрытия, сплошность антикоррозионных покрытий по всей наружной поверхности, степень адгезии защитного покрытия к металлической поверхности резервуара.

Работы по защите от коррозии наружной поверхности наземных резервуаров необходимо проводить согласно РД 112-РСФСР-015-89 Основные требования к антикоррозийной защите объектов проектируемых и реконструируемых предприятий нефтепродуктообеспечения, ГКНП РСФСР.

Подготовка наружной поверхности РВС к антикоррозийному покрытию

При подготовке наружной поверхности резервуаров к антикоррозионному покрытию удаляют ручным или механизированным способом пришедший в негодность защитный слой, следы коррозии, грязь.

Коррозию с металла снимают механическим способом, применяя механические шкурки №25, 16 и 12 и металлические щетки, или химическим способом, используя при этом моечный состав, который состоит из 35% фосфорной кислоты, 20% этилового спирта, 5% бутилового спирта, 1 % гидрохинона и 39% воды.

Моечный состав наносят на корродированную поверхность на 3-5 минут, после чего состав вместе с продуктами коррозии смывают горячей водой и поверхность протирают насухо.

Механической очистке и обезжириванию подлежит вся наружная поверхность резервуаров.

Подготовленную поверхность тщательно протирают и просушивают.

Технология нанесения антикоррозийного покрытия

На подготовленную поверхность резервуаров ровным слоем наносят грунт при помощи пневматического распылителя. При этом большое внимание уделяется исключению образования подтеков. Данная операция направлена на защиту металла от коррозии и сцепляемость лакокрасочных покрытий с металлом.

После завершения данных работ на наружную поверхность наземных резервуаров наносят лакокрасочные покрытия светлых типов, обладающие тепло отражательным эффектом и антикоррозионными свойствами.

Окончательно окрашенная поверхность должна иметь одинаковую толщину слоя без подтеков и других дефектов.

Защита днища резервуара от почвенной коррозии

Проблема коррозии днища резервуара весьма серьезна. Например, из-за сквозных коррозионных разрушений днищ резервуаров типа РВС (для отстоя нефти) и промысловых трубопроводов имеют место многочисленные разливы нефти, загрязняющие окружающую среду, а также возникает необходимость в замене днищ резервуаров уже после 5-6 лет их эксплуатации и это при диаметре днища, составляющего, например для РВС-20 000 почти 50 м.

От почвенной коррозии днища резервуаров защищают гидроизоляционным слоем, а также используют электрохимическую защиту, когда к днищу резервуара электрически присоединяют протекторы.

Электрохимическая защита от коррозии

Электрохимическая протекторная защита металлов от коррозии основана на использовании замечательного явления - прекращения коррозии металлов под действием постоянного электрического тока.

Поверхность любого металла, как известно, гальванически неоднородна, что и является основной причиной его коррозии в растворах электролитов, к которым относятся морская вода, все пластовые и все подтоварные воды. При этом разрушаются только участки поверхности металла с наиболее отрицательным потенциалом (аноды), с которых ток стекает во внешнюю среду, а участки металлов с более положительным потенциалом (катоды), в которые ток втекает из внешней среды, не разрушаются.

Механизм действия электрохимической защиты заключается в превращении всей поверхности защищаемой металлической конструкции в один общий неразрушающийся катод. Анодами при этом будут являться подключенные к защищаемой конструкции электроды из более электроотрицательного металла - протекторы. Поэтому такая электрохимическая защита называется протекторной.

Электрический защитный ток при протекторной защите получается вследствие работы гальванической пары: протектор - защищаемая конструкция. При своей работе протекторы постепенно изнашиваются (анодно растворяются), защищая при этом основной металл, поэтому за рубежом протекторы называют «жертвенными анодами».

Электрохимическая защита является единственно эффективным средством против наиболее локальных видов коррозии металлов (питтинговой, язвенной, щелевой, контактной, межкристаллитной, коррозионного растрескивания) и при этом предотвращает дальнейшее развитие уже имеющихся коррозионных разрушений, т. е она одинаково эффективна как для строящихся, так и для находящихся в эксплуатации резервуаров и другого оборудования.

Протекторная защита обычно применяется совместно с лакокрасочными покрытиями. Такое сочетание пассивной защиты, какой является окраска, и активной защиты, к которой относится протекторная защита, позволяет уменьшить расход протекторов и тем самым увеличить срок их службы, обеспечить более равномерное распределение защитного тока по поверхности защищаемых конструкций и, наконец, компенсировать все дефекты покрытия, связанные с неизбежным его разрушением при монтаже, транспортировке и в процессе его эксплуатации, в том числе вследствие естественного старения (набухания, вспучивания, растрескивания, отслаивания).

Защитный ток идет именно на те участки поверхности металла, где нарушена плотность покрытия, достигая всех затенённых участков, щелей, зазоров и предотвращая коррозию оголившегося металла. При этом следует отметить, что оголенной поверхности металла при его катодной поляризации в пластовой и подтоварной водах выпадает катодный солевой осадок, состоящий из нерастворимых солей кальция и магния и играющий роль дополнительного покрытия.

Вместе с тем, протекторная защита в состоянии обеспечить полную защиту от коррозии стальных сварных сооружений и без их окраски. В этом случае должна быть обеспечена более высокая плотность защитного тока на неокрашенной стальной поверхности, что потребует увеличения количества протекторов и усилит их расход. Однако, принимая во внимание высокую трудоемкость нанесения лакокрасочных покрытий, особенно на резервуарах, уже находящихся в эксплуатации, такой способ противокоррозионной защиты с помощью установки только одних протекторов представляется для них весьма перспективным.

Поскольку основная масса металлических конструкций делается, как правило, из стали, в качестве протектора могут использоваться металлы с более отрицательным, чем у стали электродным потенциалом. Из основных их 3 - цинк, алюминий и магний.

При этом следует принимать во внимание, что если сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к ускорению коррозии.

Антикоррозийная защита внутренней поверхности резервуаров

Работы по антикоррозийной защите внутренних поверхностей резервуаров очень трудоемкие, что связано со сложностью операций как по подготовке внутренних поверхностей к нанесению защитного слоя, так и по их окрашиванию.

Подготовка внутренних поверхностей РВС к антикоррозийному покрытию

Технологический процесс подготовки внутренних поверхностей резервуаров для нанесения антикоррозионных покрытий во многом отличается от процесса подготовки наружных поверхностей. В нем можно выделить несколько поэтапных операций:

слив нефтепродуктов из резервуара;

зачистка внутренней поверхности резервуара;

дегазация резервуара;

обезжиривание внутренней поверхности;

обработка внутренней поверхности песком (с помощь пескоструйки во взрывозащищенном исполнении);

очистка внутренней поверхности от песка и грязи;

нанесение на места коррозии моечного состава (с помощь волосяных щеток);

промывка внутренней поверхности горячей водой;

сушка внутренней поверхности при температуре 5-20 °С в течение 2-3 суток (при открытых люках и задвижках);

проверка качества выполнения подготовительных работ и пригодности поверхностей для покраски (нанесения антикоррозионного слоя).

Технология нанесения антикоррозийного покрытия

На подготовленную внутреннюю поверхность резервуаров ровным слоем наносят грунт при помощи пневматического распылителя. При этом большое внимание уделяется исключению образования подтеков.

Данная операция направлена на защиту металла от коррозии и сцепляемость лакокрасочных покрытий с металлом.

Внутренние поверхности наземных и подземных резервуаров покрывают лакокрасочными материалами в 2-4 слоя с последующей сушкой каждого нанесенного слоя в отдельности.

После завершения работ по антикоррозийной защите внутренней поверхности резервуара оформляется акт приемки работ, к которому прилагается паспорт на применяемые материалы.

Размещено на Allbest.ru