М.Л. Галкин, к.т.н.
Л.С. Генель, к.т.н.
А.М. Рукавишников, к.т.н.
ООО «Спектропласт»
Предлагаются инновационные химические составы с ингибиторами коррозии для консервации внутренних полостей трубопроводов. Показаны преимущества составов серии Spektrogen S перед известными консервантами. Рекомендован также целевой ингибитор коррозии для системы вода – лед типа СП-В-10-0.
→ Купить составы для консервации
По данным специалистов нефтегазовой отрасли, протяженность магистральных трубопроводов России составляет около 218 тыс. км, в том числе 151 тыс. км – газопроводы, 47 тыс. км – нефтепроводы и около 20 тыс. км – нефтепродуктопроводы. До 99 % добываемой нефти транспортируется по магистральным трубопроводам. Это сложное хозяйство работает в жестких климатических условиях – от зоны вечной мерзлоты Крайнего Севера до жаркого юга России и требует организации противокоррозионных мероприятий. Если противокоррозионные методы и средства обработки внешней оболочки трубопроводов эффективно и широко применяются на практике, то коррозия внутренней полости трубопроводов является трудной и проблемной задачей, в особенности на консервируемых участках трубопроводов с учетом их длительного и интенсивного использования.
В настоящее время около 60 % трубопроводного транспорта России выработало ресурс беспроблемной эксплуатации и требует повышенного внимания для обеспечения безаварийной работы. Все чаще появляется необходимость в долговременной консервации (защите от коррозии) трубопроводов. Общие условия консервации, расконсервации и демонтажа оборудования объектов магистральных трубопроводов изложены в РД 15339.405600 «Правила технической эксплуатации нефтепроводов» от 14.08.2000. В них, однако, отсутствуют в явном виде рекомендации о видах и средствах противокоррозионной защиты внутренних полостей трубопроводов.
Известны методы и технические средства электрохимической защиты трубопроводов от коррозии (анодные заземлители, устройства защиты от наведенного переменного тока и др.), применяются методы механической чистки внутренней полости трубопровода, заполнения химическими составами и газами. Однако эти методы и средства обеспечивают лишь частичное предохранение внутренних полостей трубопроводов от коррозии и нарушения целостности и не обладают необходимой эффективностью либо очень трудоемки и неэкономичны.
Например, для консервации внутренней полости выведенного из эксплуатации нефтепровода «Дружба» на участке Вентспилс – Полоцк применен газообразный азот, что сопряжено с утечками газа через уплотнения и трубопроводную арматуру.
В практике консервации внутренней полости нефтепроводов, временно выводимых из эксплуатации, используют гидроксид кальция, применение которого, по нашему мнению, является спорным по нижеследующим соображениям:
1. Водный раствор гидроксида кальция неэффективен для индивидуальной защиты трубопроводов от размораживания при отрицательных температурах. Недостаточно исследовано его химическое взаимодействие и комплексообразование с целевыми добавками, входящими в состав антифризов.
2. Гидроксид кальция является сильным основанием, из-за чего водный раствор имеет щелочную реакцию, реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей кальция: Ca(OH)2 + H2SO4 –––> CaSO4 + 2H2O. Параллельно происходит образование твердого осадка по реакции: Ca(OH)2 + CO2 –––> CaCO3 + H2O.
При введении ингибитора коррозии, например бисульфита аммония, в растворе возможно протекание реакции разложения сульфита и бисульфита аммония по реакции: 2NH4HSО3 + (NH4)2SО3 = 2(NH4)2SО4 + S + Н2О.
Образовавшаяся в растворе сера взаимодействует с сульфитом аммония с образованием тиосульфата аммония: (NH4)2SО3 + S = (NH4)2S2О3.
Тиосульфат аммония, в свою очередь, вступает в реакцию с бисульфитом аммония, образуя вдвое большее количество серы: (NH4)2S2O3 + 2NH4HSO3 = 2(NH4)2SO4 + 2S + H2O.
В итоге возможно образование токсичного газа SO2, взрывоопасного аммиака NH3 и коррозионно активной серной кислоты H2SO4.
При рН>10 в трубопроводе из углеродистой стали в механически напряженных местах будет протекать наводороживание стали и коррозионное (водородное) растрескивание. Загрязнение поверхности металла другими элементами (например серой S, получаемой по п. 2) усиливает наводороживание. На этот процесс влияет относительно тонкий поверхностный слой, имеющий специфическое напряженно деформированное состояние. Он появляется преимущественно на сварных швах в результате механической или термической обработки металла и значительно отличается от глубинных слоев по своей микроструктуре. Накопление дислокаций и формирование растягивающих внутренних напряжений, в т.ч. из-за температурной неоднородности стенки трубопровода при хранении, благоприятствует возникновению субмикро и микроколлекторов, заполняющихся в них водородом. При насыщении поверхности металла адсорбированный водород переходит в раствор: 2Н(адс) –—> Н2(раств) или взаимодействует с углеродом кристаллической решетки, вызывая растрескивание металла.
В этой связи представляют большой интерес консервирующие составы с ингибиторами коррозии компании ООО «Спектропласт», которая более 20 лет работает в химическом секторе и разрабатывает, производит и поставляет в промышленных масштабах консервирующие антикоррозионные жидкости и составы для трубопроводов, металлоизделий и т.п. Кроме того, компания выпускает энергосберегающие (низковязкие) нетоксичные антифризы и охлаждающие жидкости для автотранспортных средств, холодильных систем и систем теплоснабжения зданий и сооружений, а также для стабилизации грунтов при свайном строительстве нефтегазопроводов, шахтных стволов, плотин и зданий в зоне вечной мерзлоты.
Для защиты нефтепровода от размораживания и коррозии, в том числе водородной, в процессе длительной консервации (более 5 лет), а также с целью снижения стоимости материалов выпускаются многокомпонентные (гетерофазные) экологически безопасные консервирующие составы серии Spektrogen S (ТУ-2422-022-11490846-12), которые лишены недостатков известных консервантов. Они соответствуют санитарно-эпидемиологическим стандартам и имеют свидетельство о государственной регистрации №RU.40.01.05.015.Е.0011698.03.12.
Цена консерванта Spektrogen S, содержащего 20 % целевых добавок в расчете на пропиленгликоль, составляет около 40 руб/кг. Гамма продукции с маркой Spektrogen обеспечивает сохранность трубопроводов от размораживания при температурах до минус 50 °С. Для защиты от коррозии трубопроводов в воздушных карманах в составе Spektrogen предусмотрены летучие ингибиторы коррозии. Для предотвращения развития микроорганизмов и биокоррозии в состав Spektrogen включены биоциды.
Гетерофазный состав Spektrogen S обеспечивает естественную циркуляцию консерванта в трубопроводе, выравнивая температурные поля. Это снижает коррозионный и механический износ сварных швов и внутренней поверхности трубопровода. Детальный анализ условий эксплуатации трубопровода (глубин промерзания грунта, степени заполнения нефтепровода, возможности механической или естественной рециркуляции консерванта), а также учет других технических особенностей позволяют использовать иные технические средства консервации, разработанные ООО «Спектропласт».
Например, ингибитор коррозии для воды СП-В-10-0 (ТУ 2415-006-11490846-04) обеспечивает защиту от коррозии внутренней поверхности нефтепровода и предотвращает разрыв трубопровода при замерзании воды за счет увеличения количества центров кристаллизации и снижения прочности льда (образуется рыхлый лед) при температурах до минус 5 °С.
Цена 1 л ингибированной воды составляет менее 1 руб.
Предлагаемые составы – это только часть разработанного и выпускаемого спектра продукции ООО «Спектропласт», в которую входят хладо и теплоносители, антифризы и консерванты с ингибиторами коррозии.
Эта продукция с успехом используется на более чем 500 промышленных предприятиях различного профиля, в общественных, торговых и спортивных комплексах, среди которых: Государственная дума РФ, ОАО «Красный Октябрь», ООО «Дирол Кэдбери», компании в системе ОАО «Транснефть», Выксунский металлургический завод, Верхнебаканский цементный завод, ТЦ «Ашан» и многие другие.
Рабочая структура и сфера ответственности ООО «Спектропласт» предусматривают комплекс разработки, выпуска, поставки, запуска в производство и сервисного обслуживания продукции в процессе ее эксплуатации вплоть до корректировки и модификации поставляемых составов без остановки производственного процесса предприятия потребителя. Наша цель – обеспечение стабильности характеристик поставляемой продукции в длительном временном интервале эксплуатации при высоком уровне энергоэффективности и экологической безопасности.