Коррозия металла - явление, как уже успели понять постоянные читатели нашего блога, чрезвычайно распространенное и непредсказуемое. При наличии благоприятных условий она возникает буквально везде и повсюду. И если коррозию, которую элементарно видно невооруженным глазом, еще можно ликвидировать и не допустить ее повторного развития, то вот скрытая коррозия куда опаснее. В этой статье мы поговорим об особо уязвимых для ржавчины конструкциях - трубопроводах. Рассмотрим пути ее возникновения, разновидности, а также способы защиты.
ВНУТРИ И СНАРУЖИ
Ученые подсчитали: каждый год в России происходит порядка 70 тысяч аварий на промышленных трубопроводах. Повторимся: только на промышленных, не считая коммунальные и бытовые. И практически в 90 процентах случаев главной виновницей протечек или разрушений становится именно коррозия. В чем причина? Все очень просто: в отличие от большинства металлических конструкций, использующихся в современном промышленном комплексе, трубопроводы подвергаются сразу двум разновидностям коррозии - наружной и внутренней. И если наружная сравнительно легко идентифицируется и устраняется, то идентификация внутренней требует серьезных технологических манипуляций, сопряженных к тому же с остановкой оборудования и, следовательно, падением объемов работ, потерей времени и финансов.
Для начала поговорим о внутренней коррозии. Она считается более тяжелой, потому что причины ее возникновения в каждом конкретном случае индивидуальны, соответственно рассматривать их нужно также индивидуально, в зависимости от того, где проложен трубопровод, что по нему протекает, с каким составом, с какой скоростью, в каких объемах и так далее. Причем сочетание этих факторов может быть абсолютно непредсказуемым.
Дабы не быть голословными, приведем конкретный пример и возьмем самый простой трубопровод, по которому протекает обыкновенная вода. Человек, слабо разбирающийся в теме, может подумать: ну и что тут такого? Да, мы знаем, что вода ускоряет развитие ржавчины. Это все? Нет, не все. На скорость распространения, интенсивность и даже характер коррозии влияет множество факторов. Насыщенность воды кислородом, наличие в ней растворенных минеральных солей, ее кислотность, давление, наличие на пути изогнутых участков труб и так далее и тому подобное. Все это напрямую сказывается на скорости и «тяжести» коррозионных процессов, и все это нужно учитывать, чтобы иметь возможность хотя бы приблизительно рассчитать срок службы трубопровода, заранее выявить уязвимости и озаботиться их защитой.
ВОДА — ГЛАВНЫЙ ВРАГ
Если же мы берем нефтяные трубопроводы, то все становится еще сложнее и запутаннее. Во-первых, ни один трубопровод в мире не несет в себе чистую нефть. В абсолютном большинстве случаев нефть движется по трубам в компании других жидкостей. И наиболее опасная из их числа - опять-таки вода, но уже так называемая пластовая. Пластовые (они же нефтяные) воды - естественные и обыденные спутники нефтяных месторождений. В зависимости от места расположения водоносного горизонта они могут быть верхними, подошвенными, краевыми и связанными (то есть как бы обволакивающими нефтеносный пласт через сеть капиллярных каналов). Чем они опасны? Прежде всего в пластовых водах содержится углекислота, CO2. При этом известно, что при одинаковом парциальном давлении коррозия в присутствии углекислоты протекает намного быстрее, чем в растворах иных кислот. Дело в том, что под воздействием CO2 на внутренней поверхности трубопровода происходит отложение карбоната кальция. Само по себе это неплохо - карбонат кальция образует своего рода изолирующий слой между металлом и содержимым трубы. Однако в результате гидроударов, локальных завихрений, вибрации и прочих механических факторов этот слой может повреждаться. И в местах, где произошло повреждение, образуется устойчивая гальваническая пара: обнаженный металл начинает работать как анод, а поверхность трубы, покрытая кальциевым осадком, - как катод. Исследования показывают, что на таких участках коррозия развивается не просто быстро, а прямо-таки молниеносно. Ее скорость составляет до восьми миллиметров в год. Объясняется это прежде всего неравноценностью масштабов гальванической пары - сравнительной небольшой анод и катод, превышающий его по размерам в несколько десятков раз.
ЧТО ДЕЛАТЬ?
Кроме того, в последние два с небольшим десятка лет скорость коррозии в трубопроводах значительно выросла еще и благодаря переходу системы сбора нефти на новые рельсы и ее - собственно, нефти - обводнению. Поясним. Прежде система перегона строилась таким образом, что нефть двигалась по трубам гомогенным, единым потоком. Соответственно химическое и механическое воздействие, оказываемое на внутреннюю поверхность трубопровода, было неизменным на всем его протяжении. Сейчас же движение стало «пробковым». Нефтяная эмульсия, поставляемая в сыром виде, прямо в трубах расходится на несколько фракций. В результате понизу движется вода, в средней части - сама нефть, а поверху скапливается газ. Из-за этого трубопроводы по всей стране стали более подвержены так называемой «желобковой» коррозии: скапливающаяся в нижней части потока жидкость как бы протачивает в трубе желобок на всем ее протяжении. Особенно опасным это становится, когда желобковая коррозия проходит вдоль сварного шва (мы ведь все помним, что ржавчина любит уязвимые места металлоконструкций). В этом случае трубопровод может просто-напросто разрушиться.
Вам мало? Хорошо, тогда давайте поговорим еще и о биологической коррозии. Практически любая жидкость, за исключением разве что сильных кислот, щелочей и дистиллированной воды, несет в себе не только разнообразные химические вещества, но и целые колонии бактерий. К примеру, все та же нефть обычно служит «местом жительства» так называемых сульфатвосстанавливающих анаэробных бактерий. Они способны изменять смачиваемость поверхности металла и делать ее гидрофильной, то есть легко набирающей влагу. Из-за этого металл покрывается тонкой пленкой электролита, а коррозионные процессы начинают идти в нем быстрее. Отметим, к слову, что подобного рода бактерии обитают не только в нефти, но и в технических и сточных водах.
Подготовка поверхности водовода к нанесению состава класса Zinker
Итак, мы рассказали, что происходит, теперь самое время ответить на вопрос «что делать?». Единственный вывод напрашивается сам собой - позаботиться о защите внутренней поверхности трубопровода заранее, еще на этапе сборки. Для этого существует множество способов - от специальных присадок, делающих водную среду не такой агрессивной, до особых внутренних покрытий, препятствующих истиранию и «засолению» трубы. Но даже с ними редко какой промышленный трубопровод служит достаточно долго без надлежащего ухода.
ПРОБЛЕМА НАЛИЦО
Теперь самое время затронуть тему наружной коррозии. С наружной коррозией все сравнительно просто и понятно. Основная причина ее возникновения - агрессивное воздействие внешней среды на металл. Но и здесь надо понимать, что это воздействие может по-разному проявляться, а его негативные последствия развиваться с разной скоростью и степенью тяжести. К примеру, на трубы, проложенные в земле, воздействуют содержащиеся в ней химические вещества (соли, фосфаты, кислоты и так далее). На внешние трубопроводы - атмосферная влага, дожди, состав воздуха. Эти механизмы давно и хорошо изучены, они предсказуемы, а значит, наружная коррозия трубопроводов большой опасности не представляет, но только, конечно же, в том случае, если за трубами надлежащим образом следят.
Ну и, конечно, если о них заранее заботятся. Для защиты трубопроводов от внешней коррозии существует огромное множество самых разных лакокрасочных материалов. Что называется, на любой вкус и кошелек. Однако все эти системы роднят друг с другом два фактора: во-первых, они многослойные (то есть требуют перекрытия финишными слоями, что влечет за собой увеличение расхода материала и удорожание процесса), а во-вторых, долго они все равно не служат. Защитный слой, формирующийся за счет ЛКМ, редко живет дольше трех - пяти лет. При этом если уж он начал разрушаться - значит он начал разрушаться. Взять и покрасить пошедшую «чешуей» или «язвами» трубу заново не получится - надо проводить ее комплексную очистку и только после этого заново наносить краску, лак, мастику или что вы там подобрали. Поэтому защита трубопроводов от внешней коррозии превращается в цикличное повторение одних и тех же действий: раз в три года зачистили - нанесли, потом снова зачистили - нанесли, зачистили - нанесли, и снова, и снова, и снова. Сколько на это уходит денег - просто не подсчитать. Учитывая тот факт, что промышленные трубопроводы могут тянуться на многие сотни километров, - десятки миллионов, не меньше.
СЕМЬ БЕД — ОДНО РЕШЕНИЕ
Как быть? Ответ простой: воспользоваться технологией Цинкирования. Активный цинк, который наносится на металл-основу, надежно служит от 25 лет и выше, притом что для этого достаточно слоя всего в сотню микрон - это меньше толщины человеческого волоса. Кроме того, цинковый слой обладает высочайшей ремонтопригодностью: если в каком-то месте появился дефект, достаточно просто пройтись по этому месту пульверизатором, валиком или хотя бы обыкновенной кисточкой, на которую нанесен состав класса Zinker. Дело в том, что в отличие от стандартных ЛКМ Цинкирование формирует не «пассивный», а «активный» защитный слой - цинк сам разрушается под воздействием атмосферы, а металл под ним остается в целости и сохранности.
О том, что технология Цинкирования в данном случае действительно работает, свидетельствуют прежде всего многочисленные успешные кейсы. Так, например, один из наиболее показательных и успешных - обработка противоаварийной системы топливно-энергетического комплекса в Череповце. Защитное покрытие наносилось в несколько слоев по предварительно очищенному и обезжиренному металлу. Особое внимание уделялось сварным швам - это, как мы помним, наиболее уязвимые части трубопроводных конструкций. Результат налицо: несмотря на то что обработка производилась еще в 2017 году, а толщина защитного слоя составила не более 100 микрон, покрытие до сих пор работает - как, собственно, и сама противоаварийная система, - эффективно, надежно и без сбоев.
#защита от ржавчины #трубопроводы #коррозия #металл#защита от коррозии #промышленность
