Заказать звонок

Применение газотермического напыления для защиты оборудования нефтепереработки и нефтехимии

В. С. Пичев, главный технолог АО «Плакарт»


Современные технологии плакирования аппаратов методами газотермического напыления металлических и металлокерамических покрытий, о которых часто забывают проектировщики, позволяют обеспечить защиту внутренних поверхностей аппаратов от различных видов коррозии, эрозии и кавитации при высоких (до 1000 °С) температурах, в химически агрессивных средах и в присутствии абразивных материалов.

    

Коррозия технологического оборудования – одна из самых серьезных проблем, с которой сталкиваются нефтеперерабатывающие предприятия, поскольку затраты при повреждениях и авариях оборудования огромны: по причине возникшей коррозии нередко возникают взрывы и пожары. Установлено, что общемировые расходы нефтяной промышленности на борьбу с коррозией составляют 3,7 миллиарда долларов в год. Некоторые виды коррозии, возникающие в оборудовании нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, приведены в таблице 1.


НГС4 10-12 tabl.png


    Стандартными методами предотвращения указанных опасных факторов принято считать изготовление аппаратов из нержавеющей стали, специальных сплавов или биметаллов. Известными недостатками такого решения являются не только высокая стоимость материального исполнения аппаратов, но и постоянно возникающие проблемы коррозии сварных швов. Ингибирование и электрохимическая защита не всегда применимы, а полимерные покрытия работоспособны только при температуре не более 150–200 оС. К сожалению, при разработке проектов антикоррозионной защиты проектировщики нередко забывают о такой альтернативе, как газотермическое напыление металлических покрытий.

   

 Нанесение антикоррозионных плакирующих покрытий на внутренние поверхности корпусов газо- и нефте- перерабатывающих установок, резервуаров и сосудов для хранения нефти и продуктов нефтепереработки проводится различными методами газотермического напыления – как в условиях изготовления, так и в условиях эксплуатации данных объектов.

    

Напылением могут наноситься такие материалы, как нержавеющие стали, алюминий, цинк, и их сплавы, монель, инконель, хастеллой, твердосплавные металлокерамические материалы. Напыление может производиться как ручным оборудованием, так и с применением роботизированных систем, как при изготовлении, в т. ч. сборке, так и при ремонте оборудования. При нанесении покрытия поверхность не нагревается выше 150 °С, что гарантирует сохранение структуры основного металла и не ведет к снижению прочности конструкции. Твердость покрытий составляет от 30 до 70 HRC, адгезия – 30–80 МПа, в зависимости от материала покрытия и метода его нанесения. Покрытия стойки к температурам до 800–1000 °С, возможен подбор покрытия, стойкого практически к любой химически агрессивной среде. Качество покрытия обеспечивается как технологией нанесения, так и методами контроля. Практика показала, что различные типы колонн, резервуаров и сосудов требуют применения различных технологий напыления и разных видов нестандартного оборудования для нанесения покрытий. Так, например, для напыления корпусов аппаратов вертикального и горизонтального типа требуются конструктивно различные манипуляторы. Как правило, доступ во внутренние полости аппаратов весьма ограничен. Все оборудование для газотермического напыления монтируется и демонтируется внутри объекта через люки-лазы. Автоматизация процесса напыления позволяет исключить присутствие оператора внутри объекта непосредственно в процессе напыления.


НГС4 10-12 1.png

    

Ниже приведены примеры практической реализации и перспективы применения технических решений для газотермического напыления аппаратов нефтепереработки и нефтехимии.


Оборудование для выездных работ (выполнение работ по ГТН непосредственно на территории заказчика):


• Манипулятор с СУ и системой видеонаблюдения для нанесения защитных покрытий на внутренние поверхности вертикальных аппаратов переработки в автоматическом режиме.

   

 К настоящему времени нанесено защитное покрытие более чем на 50 колонн – абсорберов очистки и доочистки природного газа от сероводорода. На НПЗ успешно прошли испытания образцы – свидетели с антикоррозионным покрытием на установке фенольной очистки масел. Манипулятор для нанесения защитных покрытий на внутренние поверхности горизонтальных аппаратов.

    

Нанесено защитное покрытие на несколько емкостей расширения установок аминовой очистки. Зарубежных данных по средствам механизации для напыления горизонтальных аппаратов в условиях эксплуатации не имеется. При производстве аналогичного оборудования в западных странах защитные покрытия наносятся в процессе его изготовления.

    Горизонтальный вращатель на магнитных опорах.


Применяется при необходимости напыления на оборудование, выполненное из магнитных материалов.


• Мачтовый подъемник для напыления резервуаров – хранилищ нефти и нефтепродуктов.


Используется при нанесении защитных покрытий на корпуса резервуаров с большой площадью поверхности. Газотермическим напылением покрытий были восстановлены и защищены от коррозии различные аппараты и технологическое оборудование по заказам ОАО «Газпром», ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «ТНК-ВР», ОАО «Салаватнефтеоргсинтез». Экономический эффект заказчиков плакирования методами ГТН исчисляется сотнями миллионов рублей в год.

    

Кейс 1. На ОАО «ЛУКОЙЛ» в 2007 году в процессе изготовления ОАО «Салаватнефтемаш» сепаратора продуктов гидроочистки для ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» из биметалла. ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ» заложило в проект исполнение биметаллического корпуса по технологии газотермического напыления. В 2011 году ООО «ЛУК0Л- Волгограднефтепереработка» провело ревизию сепаратора, выяснило, что газотермическое покрытие работает в проектном режиме, после чего было принято решение о проведении защиты поверхности теплообменника другой установки. В 2010 г. выполнены работы по защите внутренней поверхности десорбера на ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнеф- тегазпереработка». В 2011 году был произведен осмотр покрытия, замечаний к нему нет, десорбер продолжает работу.

 

Кейс 2. В 2015 г. на НПЗ в Плоешти «Петротел ЛУКОЙЛ» СА, Румыния. Значительная площадь поверхности с большим количеством выступающих деталей, а также тяжелые погодные условия и чрезвычайно сжатые сроки (2 недели вместо 2 месяцев) существенно усложнили выполнение работ по газотермическому напылению защитного покрытия. По техническим условиям необходимо было нанести на внутреннюю поверхность колонны двухслойное покрытие – нержавеющую сталь на подслое из никель-титанового сплава, обеспечив исключительно высокую термостойкость до 480 градусов С и защиту от износа и коррозии. Проект с газотермическим покрытием оказался для «Петротел ЛУКОЙЛ» в 2 раза выгоднее по бюджету рассматривавшегося варианта плакирования нержавеющей сталью. Качество и свойства нанесенного покрытия позволяют противостоять процессу коррозии и износу в течение примерно 20 лет.

    

Нанесение покрытия проводилось с помощью электродугового металлизатора. Установка разработана для нанесения различных, в т. ч. износо- и коррозионностойких, покрытий на большие площади различных металлоконструкций, таких как дымовые трубы, дымо- и газоходы, емкости для хранения, мосты, выхлопные шахты ГПА и другие.


НГС4 10-12 3.png

Поверхность колонны до нанесения защитного покрытия.


НГС4 10-12 4.png

Поверхность после нанесения газотермического антикоррозионного покрытия.

 



Журнал «Нефть и Газ Сибири» №4 (41) 2020   

 

Читайте также

Оформить подписку
Оформите подписку на выпуск новых журналов. Вы можете оформить как печатную, так и электронную версию подписки.