Применение гладких покрытий

Для предотвращения парафиноотложения важно состояние внутренней поверхности труб. Существуют три главных фактора, способствующих образованию отложений на внутренней поверхности труб:

  • • шероховатость внутренней поверхности;
  • • наличие статического напряжения на внутренней поверхности груб при движении нефти;
  • • перепад температуры на стенке насосно-компрессорных труб (НКТ).

Заряды статического электричества трения возникают при движении нефтепродуктов но трубопроводам, сливно-наливных операциях, заполнении или опорожнении резервуаров, электризации ременных передач и потоков воздуха или газов. Значение возникающих зарядов зависит от скорости движения нефтепродуктов и его турбулентности, степени шероховатости внутренней поверхности труб и резервуаров, а также от степени загрязнения нефтепродуктов примесями.

Несмотря на то что глянцевая поверхность полимерных покрытий не исключает процесс осадкообразования в первую очередь на начальной стадии нарафинизации, из-за низкой адгезии парафина к гидрофильным полимерным материалам, формирующийся рыхлый осадок будет быстро срываться потоком углеводородной жидкости [3].

Само покрытие и способ его нанесения должны обладать стойкостью к агрессивным средам, сплошностью, хорошей адгезией к металлу и водонепроницаемостью для предотвращения коррозии внутренней поверхности труб, стойкостью к истиранию при воздействии потока взвешенных частиц; сохранением требуемых характеристик покрытия в широком интервале температур.

Указанные проблемы полностью или частично можно решить с помощью внутренних полимерных покрытий (ППК), которые в зависимости от назначения условно можно разделить на две группы: гладкостные и антикоррозионно-гладкостные.

Гладкостиые покрытия на основе эпоксидных материалов предназначены для снижения шероховатости внутренней поверхности грубы и, как следствие, увеличения производительности трубопровода и снижения затрат на транспортировку перекачиваемого некоррозионно-активного продукта. Толщина гладкостных ППК, как правило, составляет 60-150 мкм для эпоксидных материалов, и еще выше - для полиуретановых. История использования гладкостных ППК при транспортировке некоррозионноактивных газов насчитывает более 50 лет. Доказано, что затраты на внутренние ППК газопроводов многократно окунаются в процессе эксплуатации.

Одним из ключевых факторов, определяющих эффективность гладкостных ППК, является шероховатость поверхности. В табл. 3 представлены показатели шероховатости трубы с ПК и без него.

Таблица 3

Шероховатость внутренней поверхности труб нефтяного сортамента

Поверхность трубы

Шероховатость, мкм

Новая углеродистая сталь

45

Углеродистая сталь, бывшая в эксплуатации

90

Полимерное покрытие

4

Для максимального гидравлического эффекта желательна шероховатость поверхности порядка 5-10 мкм. Для получения гладкостных ПК используют лакокрасочные материалы (ЛКМ), как растворимые, так и порошковые.

Антикоррозионно-гладкостные покрытия внутренней поверхности нефтепромысловых трубопроводов выполняют сразу несколько функций, обеспечивая защиту от коррозионного воздействия эксплуатационных сред; защиту от гидроабразивного и коррозионно-механического износа; предотвращение или значительное снижение АСПО и солей; чистоту продуктов при их транспортировке.

Критериями выбора ЛКМ для внутренней изоляции груб являются условия эксплуатации трубопровода, защитные и физикомеханические свойства ППК, а также технологические свойства

ЛКМ. Наиболее подходящими для внутренней изоляции труб по всем параметрам являются ЛКМ на основе эпоксидных, модифицированных эпоксидных и фенолоформальдегидных смол. Из порошковых полимеров широко применяются эпоксидные ЛКМ, нанесенные по грунтовке на основе жидких фенолформальдегидных смол. Толщина антикоррозионных ПК, как правило, составляет 300-600 мкм для фенолформальдегидных смол.

Для антикоррозионных ППК труб могут использоваться традиционные жидкие ЛКМ с высоким сухим остатком и порошковые полимеры. Недостатки применения жидких материалов очевидны: увеличение трудоемкости процесса, снижение производительности линии внутренней изоляции, возможность повреждения покрытия штангой при нанесении последующих слоев [66, 67, 16]. Применение ЛКМ с высоким сухим остатком позволяет полностью исключить вышеперечисленные недостатки. Недостатками порошковых полимеров являются необходимость дополнительных энергозатрат за счет формирования ППК при температурах 180-230°С и их взрывоопасность.

В лаборатории реологии нефти Института химии нефти СО РАН исследовано осадкообразование на полимерных стержнях. Типы стержней:

№ 1 - полиэтилен ГОСТ 18599-83;

№ 2 - полипропилен тип 3 (РРЯС);

№ 3 - полиэтилен ГОСТ 18599-83 с присадкой Ргауа§ 10% (присадку добавляют в полиэтилен для снижения адгезии парафина на поверхности полиэтиленовых труб);

№ 4 - полиэтилен ГОСТ 18599-83 с присадкой ТояаГ 10%;

№ 5 - полиэтилен ГОСТ 18599-83 с присадкой ТозаГ 15%.

В табл. 4 приведены результаты осадкообразования высокона- рафинисгой нефти (20% парафина) на полимерном (сг. № 1-5) и металлическом стержнях.

Таблица 4

Осадкообразование высокопарафинистой нефти

Температура нефти / температура стержня, °С

Масса осадка на стержне, г/100 г нефти

Металл

№ 1

№2

№3

№4

№ 5

30/15

34,8

31,1

27,1

25,2

22,7

15,6

50/15

7,3

0.5

1,0

0,6

0,5

0,5

70/15

0

0

0

0

0

0

При температуре нефти 30°С и температуре стержня 15°С на стержне № 5 количество осадка снижается в 2 раза по сравнению с металлическим стержнем. При температурном градиенте 50/15°С на всех полимерных поверхностях адсорбируется значительно меньше осадка, чем на металлической поверхности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >