Для предохранения внутренней поверхности труб от коррозии разработаны различные виды покрытий: эпоксидные, песчано-цементные, лаковые, силикатно-эмалевые и др.
Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
Основные недостатки:
песчано-цементное покрытие обладает шероховатостью и уменьшает площадь поперечного сечения труб;
лаковые и эпоксидные покрытия имеют недостаточные прочностные и температурные характеристики;
трубы из стеклопластика имеют сравнительно высокую стоимость;
применяемые ингибиторы коррозии не обеспечивают значительного увеличения сроков службы трубопроводов.
В то же время накопленный производственный опыт показывает, что применение силикатно-эмалевого покрытия для защиты от коррозии как внутренней, так и наружной поверхности стальных труб и деталей трубопровода обеспечивает их высокую химическую коррозионную и термическую стойкость.
Силикатная эмаль — затвердевшая, в основном стеклообразная неорганическая масса, основой которой является кремнезем. Эта эмаль при термической обработке наплавляется на металлические изделия (стальные трубы и фасонные изделия).
Поскольку основой создания силикатных покрытий служат природные силикаты — химические соединения, содержащие кремнекислородные соединения SiхOy, вопрос наличия сырья оказывается разрешенным — оно составляет 98% массы земной коры .
При формировании структуры силикатно-эмалевого покрытия применяется индукционный обжиг, который обеспечивает весьма высокую адгезивную прочность покрытия. Силикатно-эмалевое покрытие защищает трубы в температурном режиме работы от минус 50 0С до плюс 350 0С и служит примерно 50 лет.
Производство силикатно-эмалевого покрытия широко распространено за рубежом, например в таких странах, как США, Англия, Мексика, Австралия, Германия, Швейцария, Япония, Франция.
В общей структуре производства труб США выпуск эмалированных труб по объему превосходит производство труб из нержавеющих сталей.
Силикатно-эмалевое покрытие производится во многих городах России — в Москве, Пензе, Оренбурге, Екатеринбурге, Ростове-на-Дону, в Республике Казахстан в городе Атырау и др.
Технология получения силикатно-эмалевого покрытия достаточно проста, но довольно трудоемка и энергозатратна.
Операция покрытия производится в стационарных заводских условиях:
предварительно трубы и фасонные детали трубопроводов подвергают индукционному нагреву, а затем обрабатывают в дробеструйных герметичных камерах, обеспечивающих очистку наружной и внутренней поверхностей и их обеспыливание;
далее производится нанесение и сушка эмалевого шликера (фриты);
после этого обжигается слой эмалевого шликера при температуре 800–850 0С и образуется слой силикатно-эмалевого покрытия.
Трубы с силикатно-эмалевым покрытием используются для транспортировки обводненной нефти, содержащей высокий процент сероводорода, для закачки в нефтяной пласт высокоминерализованной воды и различных химических реагентов, увеличивающих нефтеотдачу пласта, для обустройства системы пожаротушения на действующих нефтяных скважинах.
Силикатно-эмалевое покрытие предотвращает отложение парафина, асфальто-смолистых соединений, солей на внутренней поверхности стенок трубы, что улучшает гидродинамические характеристики трубопроводов.
При использовании внутреннего эмалевого покрытия гидравлическое сопротивление и потери давления по сравнению с трубой без покрытия уменьшаются в 1,5 раза. Это позволяет уменьшить диаметр трубопровода, что снижает его металлоемкость в 1,2 раза. При этом режим перекачки жидкости из турбулентного переводится в ламинарный.
Экономический эффект от применения различных перечисленных ранее покрытий определяется не столько стоимостью их изготовления, сколько сроком службы — в этом аспекте силикатно-эмалевое покрытие имеет неоспоримое преимущество.
В последнее время трубы с силикатно-эмалевым покрытием нашли широкое применение при сооружении промысловых нефтяных трубопроводов, в химической промышленности — в трубопроводах, транспортирующих высокоагрессивные среды, при строительстве теплотрасс; в аэропортах — для перекачки авиационного горючего; при перекачке едких стоков животноводческих ферм и в других отраслях, где органические или металлические покрытия непригодны.
Силикатно-эмалевые покрытия прошли гигиенические испытания на предмет использования их для строительства трубопроводов горячего, холодного и питьевого водоснабжения.
Проведенными технико-экономическими расчетами установлено, что затраты при нанесении внутреннего силикатно-эмалевого покрытия окупаются в течение 1,5–2 лет.
Силикатно-эмалевое покрытие труб соответствует требованиям ГОСТ Р 51164–98, СНиП 2.05.06–85, РД 153–34.0–20.158–2003 и выполняется по ТУ 1390–001— 01297858–96, оно соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001–2001, лицензировано Госгортехнадзором РФ.
Таким образом, применение силикатно-эмалевого покрытия практически решает проблемы, связанные с коррозионным разрушением металлических труб, и способствует решению экологических проблем, возникающих при повреждении нефтепроводов.
Автор: Б. Н. Дегтярев
