Противокоррозионная защита резервуаров

Наименование ЛКМ	Чис ло слоев	Продолжительность сушки при 15-20 °С,ч	Толщина одного слоя, мкм	Толщина системы покрытия, мкм	Срок службы, годы
I	2	3	4	5	6
Грунтовка ВЛ-02	2	0,25	15-18	220	3
Эмаль ВЛ-515	2	1	18-22
Грунтовка ВЛ-02, 08,				80-100	5
023, АК-070	1	0,5-1	15-18
Краска ХС-720	3	1	25-30	80-120	5
Грунтовка ВЛ-02,08,023	1	0,25-0,50	15-18
Краска ЭП-755	3	36	25-30	200	—
Грунтовка ВЛ-02,08,023	2	0,25-0,50	15-18
Краска ЭП-755	4	36	25-30	100-120	10
Грунтовка ВЛ-023	1	0,25-0,50	15-18
Краска ХС-717	3-4	2	23-32	200	—
Грунтовка ВЛ-023	1	0,25-0,50	15-18
Краска ХС-717 (ХС-720)	6	2	23-32	210	3
Грунтовка В Л-08	1	0,25	15-18
Эмаль ВЛ-515	8	1	18-22	80-90	8
Грунтовка В Л-08	1-2	0,25-0,40	15-16
Эмаль ЭП-56	3	24	19-25	150-180	5
Грунтовка ВЛ-08	2	0,25	15-18
Эмаль ЭП-56	5	24	18-24	120-150	—
Грунтовка К0-0219	1	0,05-0,08	20
Краска КО-42	4	2-5	25-35	70-85	5
Грунтовка УР-01	2	1	12-15
Лак 976-1	3	3-4	15-18	150	3
Грунтовка ФЛ-03К	1	до 12	20
Эмаль ВЛ-515	8	7	18-22	95-100	8
Грунтовка ХС-010	1	2,5	14-17
Эмаль ХС-710	2	2	19-24
Лак ХС-76	2	3	18-20
Грунтовка ХС-010	1	2,5	14-17	19
Эмаль ХС-710	6	2	19-24
Лак ХС-76	1	3	18-20
Грунтовка ХС-010	1	2	14-17	150-180	5
Краска ХС-720	5	1-2	28-35
Грунтовка ЭП-076	1-2	24	18-22	80-100	5
Эмаль ЭП-140	3	24	20-25
Грунтовка ЭП-076	1	24	18-22	190	— .
Эмаль ЭП-140	6	24	20-25

Новым типом покровного слоя является асмольноэпоксидная эмаль ЭП-АС-6/2-1. Она представляет собой композицию, содержащую нефтеполимер «Аемол», технический углерод, эпоксидную смолу и другие компоненты. Выпускается эмаль комплектно в виде двух компонентов: полуфабриката эмали и отвердителя. Их смешивают непосредственно перед употреблением в соотношении 50:3 и наносят на поверхность резервуара вручную кистью, валиком или с помощью пневматического распыления в два слоя. Полное отвердение эмали при 18-22 °С происходит в течение 7 суток.

Для защиты внутренней поверхности резервуаров от коррозии применяются также токопроводящие полиуретановые покрытия. Например, покрытие ПУ1 (ТУ 2226-011-16802026-97) получено на основании полиэфира Лапрол 5003-2Б-10 и представляет собой однокомпонентную систему, отверждаемую влагой воздуха. Время отвердения составляет 12-24 ч при температуре от -20 до +50 °С, толщина наносимого покрытия до 300 мкм. Покрытие ПУ-1 на металлической поверхности представляет собой прозрачную тонкую, блестящую, очень эластичную пленку с высокой адгезией к металлу. Для придания специальных свойств в состав покрытия могут быть введены пигменты, порошки металла (например, алюминия или цинка), технический углерод, сажа, графит.

Покрытие ПУ-1 наносится на поверхность кистью или валиком либо с помощью аппарата безвоздушного распыления. Перед нанесением покрытия металлические поверхности зачищаются до образования поверхности с развитой шероховатостью. Покрытие формируется путем последовательного нанесения трех слоев материала. Перед нанесением каждого последующего слоя предыдущий просушивают.

Для снятия статического электричества в покрытие ПУ-1 вводят технический углерод или металлический наполнитель,

Импортным аналогом покрытия ПУ-1 является покрытие NORCO (Франция). Сравнительные испытания этих покрытий показали, что ПУ-1 не уступает ему по качеству.

Рекомендуемая конструкция покрытия для резервуаров такова: антикоррозионный праймер (1 слой), ПУ-1 (2 слоя). Последний может быть выполнен с добавкой сажи для снятия статического электричества.

Другим эффективным средством защиты внутренней поверхности резервуаров от коррозии являются металлизационные покрытия, например цинковые. Они обладают хорошей стойкостью к нефтепродуктам, атмосферному воздуху, пресной и морской воде. Они защищают стальную поверхность, не только изолируя ее от контакта с коррозионной средой, но и электрохимически, действуя на протектор.

Оптимальная толщина металлизационного цинкового покрытия составляет 120—150 мкм. При меньшей его толщине снижаются защитные свойства, а при большей ухудшается адгезия покрытия к стальной поверхности вследствие высоких внутренних напряжений, происходят отслаивание и вспучивание покрытия.

Процесс металлизации включает в себя две последовательно проводимые операции: термоабразивная подготовка поверхности и газотермическое нанесение металлизационного антикоррозионного покрытия.

Термоабразивную подготовку поверхности проводят высокотемпературной газовой струей с введенным в нее абразивом (песок фракций = 1,5 мм). Конструкция рабочего аппарата представляет собой компактную жидкостную горелку, работающую на авиационном топливе или осветительном керосине. Топливо распыляется в камере сгорания и смешивается с воздухом, поступающим от компрессоров. В процессе сгорания газовоздушной смеси образуется высокотемпературная газовая струя, в которую вводится абразив (технологический песок). На выходе из сопла аппарата скорость истечения рабочей струи составляет более 1200 м/с, что превосходит показатели обычного струйного аппарата более чем в три раза. Сочетание термического и механического способов воздействия на обрабатываемую поверхность позволяет не только удалить ржавчину, старые покрытия, приобретенные наросты и отложения, но и обезжирить поверхность, сделать ее химически активной. При последующем нанесении антикоррозионного покрытия это способствует улучшенной адгезии материала покрытия к материалу основы.

Металлизация поверхности резервуара осуществляется методом газотермического напыления расплавленного алюминия или цинка не позднее 6 ч после очистки поверхности резервуара. Газотермическое напыление осуществляют с помощью того же аппарата, что и термоабразивную подготовку, но на нем дополнительно устанавливают механизм пневмоподачи алюминиевой или цинковой проволоки, а в камере сгорания монтируют специальную насадку для подачи проволоки в зону плавления.

Напыляемый металл в виде мелких расплавленных частиц вылетает из сопла аппарата со сверхзвуковой скоростью, которая обеспечивает значительную силу соударения частиц с покрываемой поверхностью. При соударении происходит расплющивание частицы наплавляемого металла и ее отвердевание с одновременным диффузионным проникновением части напыляемого металла в стенку резервуара. Этим достигается высокая адгезионная прочность покрытия. Последующие слои за счет высокой кинетической энергии частиц плотно ложатся на ранее напыленный металл.

Толщину покрытия устанавливают в зависимости от его назначения и требуемого срока антикоррозионной защиты. При толщине покрытия 120-250 мкм срок его службы составляет 10-15 лет.

Некоторые технические характеристики системы по нанесению металлизационного покрытия таковы: давление подводимого сжатого воздуха 0,9 МПа; производительность по подготовке поверхности до 25 м²/ч; производительность по металлизации поверхности до 20 м²/ч; расход топлива на 1 м² обрабатываемой поверхности до 2,3 л.

Преимуществами процесса металлизации резервуаров по сравнению с другими способами нанесения антикоррозионных покрытий (лакокрасочные материалы, эпоксидные и фенольные смолы, полимеры и т.д.) являются его высокая технологичность, длительный срок службы покрытия и возможность проведения работ даже в зимнее время года.

К пассивным методам относится также защита от коррозии внутренней поверхности кровли, днища и обечайки, контактирующим с газовым пространством резервуара и подтоварной водой, с помощью ингибиторов — веществ, добавление которых в малом количестве в коррозионную среду тормозит или значительно подавляет коррозионный процесс. В газовое пространство вводятся летучие ингибиторы, а в подтоварную воду — водорастворимые. Применение ингибиторов не дает большого эффекта в связи с регулярным дренированием подтоварной воды и постоянными «дыханиями» резервуаров.

Активными методами борьбы с коррозией резервуаров является их катодная и протекторная защита. Катодная защита используется преимущественно для предотвращения коррозионного разрушения днища.

Принципиальная схема катодной защиты резервуаров от почвенной коррозии:
1 — резервуар; 2 — станция катодной защиты; 3 — дренажный кабель; 4 — анодное заземление

Принципиальная схема катодной защиты днища от почвенной коррозии аналогична схеме защиты трубопроводов: «минус* источника постоянного тока (СКЗ) 2 присоединяется посредством дренажного кабеля 3 к резервуару 1, а «плюс» — к анодному заземлению 4. На резервуаре поддерживается минимальный защитный потенциал -0,87 В по медносульфатному электроду сравнения (МСЭ). Если же коррозия днища усиливается под влиянием жизнедеятельности анаэробных сульфато-восстанавливающих бактерий, то минимальный защитный потенциал увеличивается до -0,97 В по МСЭ. Катодные станции целесообразно применять для защиты резервуаров от почвенной коррозии, если площадь контакта оголенного металла с окружающим грунтом превышает 15м².

Применяют катодную защиту и для предотвращения коррозионного разрушения внутренней поверхности днища резервуаров. Это делается в случаях, если:

■ высок уровень подтоварной воды;

■ удельное сопротивление подтоварной воды более 1 Ом-м или концентрация солей менее 6 г/л;

■ подтоварная вода содержит сероводород.

Принципиальная схема катодной защиты в этом случае предусматривает установку точечных, радиальных или компактных кольцевых анодов непосредственно внутри резервуаров.

Принципиальная схема катодной защиты резервуара от внутренней коррозии:
1 — станция катодной защиты (СКЗ); 2 —блок безопасности; 3 — датчик блока безопасности;
4 — вводная коробка; 5 — питающая сеть; в — разветвительная муфта; 7 — узел подключения анода;
8 — анод; 9 — кабельная линия; 10 — резервуар

Следует отметить, что применение катодной защиты резервуаров с нефтепродуктами опасно в пожарном отношении. Искра, появившаяся при разрыве электрической цепи, может привести к пожару и взрыву.

В случае применения протекторной защиты возможность образования искры исключается, так как разность потенциалов между протектором и защищаемой конструкцией невелика. Протекторная защита резервуаров от почвенной коррозии осуществляется одиночными, групповыми сосредоточенными и групповыми рассредоточенными протекторами (рис. 9.8). Более сложная схема защиты применяется в грунтах с большим удельным электросопротивлением .

Принципиальная схема протекторной защиты от почвенной коррозии:
а — одиночными протекторами; б — групповыми сосредоточенными протекторами; в — групповыми рассредоточенными протекторами;
1 — резервуар; 2 — протекторы; 3 — контрольно-измерительные колонки; 4 — дренажный провод

Широкое распространение получила протекторная защита днища и первого пояса резервуаров от внутренней коррозии. Для этих целей используются магниевые протекторы типа ПМР, разработанные ВНИИСТ и Березниковским титано-магниевым комбинатом, а также типов АКЦМ, АП, АДБМ.

Протектор типа ПМР представляет собой цилиндр с отношением высоты к диаметру 0,2—0,4, имеющий углубление в верхней части в виде опрокинутого усеченного конуса. Это сделано для того, чтобы увеличить поверхность протектора и, соответственно, силу тока в начальный период его работы. В центре протектора 16 впрессована стальная втулка для обеспечения контакта протектора с днищем.

Протектор типа ПМР-20

Серийно выпускаемые протекторы ПМР-5, ПМР-10, ПМР-20 различаются геометрическими размерами и весом (величина последнего в килограммах указывается в марке протектора).

Протекторы типа ПМР рекомендуется располагать на днище по концентрическим окружностям, расстояние между которыми принимается равным удвоенному радиусу действия одного протектора. При установке протекторов сначала зачищается площадка в форме круга диаметром 1,4-1,5 м, затем в ее центре приваривается стальной стержень диаметром 8 мм и высотой 35-60 мм, а зачищенное место изолируется. Далее протектор нанизывается на указанный стержень и приваривается к нему (посредством впрессованной стальной втулки), после чего место крепления покрывают эпоксидной смолой.

В настоящее время более распространено применение протекторов в виде длинномерных стержней из алюминиевого сплава длиной до 6 м. Протекторы марки АКЦМ имеют круглое (диаметром 40 и 60 мм) сечение, а АП и АЦБМ — трапециевидное. По центру каждого из них проходит стальной пруток диаметром 5-8 мм. На днище резервуара длинномерные протекторы размещают концентрическими кольцами, соединенными между собой последовательно. От прямого контакта с днищем их изолируют с помощью полиэтиленовых колец или полос.