IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Цель исследования - анализ проблемы разрушения металлов.

Задача исследования - рассмотреть виды покрытий труб.

Цель покрытий НКТ

В последние годы срок эксплуатации насосно-компрессорных труб (НКТ), транспортирующих коррозионно-агрессивные среды, в нефтегазовой промышленности, увеличился за счет обработки труб различными внутренними покрытиями. Внутреннее покрытие труб должно обладать высокими защитными свойствами, обеспечивающими сохранность их на период транспортировки, хранения и монтажа, а также иметь высокую долговечность в процессе эксплуатации.

Антикоррозионные покрытия применяются для внутренней изоляции труб, транспортирующих коррозионно-агрессивные среды. В нефтегазовой промышленности к таким средам относятся водонефтегазовые эмульсии, пластовая вода, оборотная вода системы поддержания пластового давления. При движении коррозионно-агрессивных жидкостей возникает общая и локальная коррозия. Скорость общей коррозии составляет порядка 0,01-0,4 мм/год, скорость локальной коррозии может достигать 1,5-6 мм/год. Коррозионная агрессивность значительно повышается с появлением в продукции скважин сероводорода, как продукта жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий. Коррозионные разрушения стальных трубопроводов приводят к большим материальным потерям и ухудшению экологической обстановки в районах нефтедобычи вследствие порывов труб (аварий).

Факты

1.Не имея возможности повлиять на защитные качества уже находящихся в эксплуатации труб, нефтедобытчики применяют разные способы удаления АСПО, в первую очередь химический (ингибирование, растворение) как наименее затратный. С определенной периодичностью в затрубное пространство закачивается раствор кислоты, которая смешивается с нефтью и удаляет новообразования АСПО на внутренней поверхности НКТ. Химическая чистка также нейтрализует коррозионное разрушающее воздействие на трубу сероводорода. Такое мероприятие не мешает добыче нефти, а состав ее после реагирования с кислотой меняется незначительно.

2.Кроме химического метода очистки труб, иногда используется механический (скребками, опускаемыми на проволоке или штангах). Другие методы, а это депарафинизация с помощью волнового воздействия (акустического, ультразвукового, взрывного), электромагнитный и магнитный (воздействие на флюид магнитными полями), тепловой (прогрев НКТ горячей жидкостью или паром, электротоком, термохимическая депарафинизация) и гидравлический (штуцирование сечений трубопроводов для инициации выделения газовой фазы - специальными и гидроструйными устройствами) применяются еще реже ввиду их относительной дороговизны.

Виды покрытий

• Диффузионное цинковое покрытие

• Бакелитовый лак

• Силикатно-эмалевое покрытия

• Эпоксидные покрытия

Внутреннее диффузионное цинковое покрытие имеет высокую адгезию к железу и низкую к парафинам. Слоистая конструкция, образованная в результате взаимной диффузии атомов цинка и железа, показала высокую коррозионную и эрозионную стойкость, улучшенную герметичность резьбовых соединений. Такой метод можно назвать одним из перспективных способов повышения долговечности НКТ. Однако этот метод имеет большой минус в плане того, что не отработана технология нанесения цинковых покрытий. И к тому же у таких труб есть огромные недостатки в свзяи с которыми эти трубы становятся маловостребованны на рынке. Это большая цена, шероховатость цинкового покрытия и его неприменимость на скважинах, нефть которых имеет щелочную реакцию.

Бакелитовый лак представляет собой раствор резольных смол в этиловом спирте. Они обладают низкой сцепляемостью с АСПО.

В настоящее время во ВНИИТнефти продолжают совершенствоваться эпоксидно-бакелитовые лакокрасочные материалы горячего отверждения (БЭЛ-70, БЭЛ-50< и ФЛ-777), применяемые для защиты насосно-компрессорных труб. Бакелитовые лаки обладают химической стойкостью во всех агрессивных средах, за исключением окислителей, щелочей и некоторых органических соединений. Сложный технологический процесс нанесения покрытий так же ограничивает использование таких труб на месторождении

Силикатно-эмалевоепокрытие. С технической точки зрения эмалирование - процесс адгезии силикатной эмали на поверхности металла, при этом прочность сцепления полученного композита выше прочности самой эмали. К достоинствам труб с таким эмалевым покрытием относятся широкий температурный диапазон эксплуатации (от -60°С до +350°С), высокая стойкость к абразивному износу и стойкость к коррозионному воздействию.

Силикатно-эмалевое покрытие обладает следующими преимуществами перед иными типами покрытий:

1. температура эксплуатации труб от -60°C до +350°C;

2. при термической очистке лифта НКТ целостность слоя эмали не нарушается и смолы не коксуются на стенках труб;

3. высокая стойкость к абразивному износу;

4. при упругих деформациях металла не происходит разрушение, отслаивание эмали;

5. эмаль стойка к воздействию кислот и агрессивных сред.

К недостаткам относятся условия хранения и транспортировки таких труб, а так же невысокие прочностные характеристики.

Эпоксидные (полимерные) покрытия. Для создания таких покрытий применяется два типа пластмасс: термопластичные (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, фторопласт и т. д.) и термореактивные (фенопласты, эпоксидные, полиэфирные). А также, порошковые и жидкостные. Такие покрытия имеют высокую коррозионную стойкость и длительный срок службы. Применение полимерных покрытий на внутренней поверхности НКТ (НКТП) позволяет сократить гидравлические потери при перекачивании нефтепромысловых жидкостей; снизить скорость отложения асфальто-смолопарафинов, солей и продуктов коррозии в полости труб; защитить внутреннюю поверхность от коррозии; увеличить межремонтный период работы скважин.

К эпоксидным полимерам относятся: полиэтиленовые, полипропиленовые, ленточно-полиэтиленовые покрытия, которые наносятся на поверхность путём струйного распыления специальным оборудованием. Характерные свойства таких покрытий - очень высокая эластичность. Покрытие не склонно к сколам и трещинообразованию, экологически чисто. Что важно, при очистке и ремонте НКТ, допустимы кратковременная (до 1000 часов) обработка паром с температурой до 200°С и кислотная промывка.

Вывод

Стальные трубы занимают около 90% всего парка труб, применяемых при добыче нефти. Металл при этом не заменим, и не потому, что он дешевый, а потому что прочность трубы НКТ при механических нагрузках, особенно в наклонных и глубоких скважинах, не может обеспечить никакой пластик. Труба подвергается не только коррозии, но и серьезным механическим нагрузкам. Так же и полимерные покрытия не сможет заменить не одна эмаль. Нанесение любого покрытия – это в своем роде промежуточный вариант защиты металла от коррозии для увеличения срока службы НКТ. Полностью избавиться от проблемы разрушения межфазного слоя и стыка трубы с помощью нанесения покрытий невозможно.

Библиографический список

1. Глазов Н.П., Пригула В.В. Современное состояние защиты от подземной коррозии за рубежом. - М.: ВНИИОЭНГ, 1972. - 123с.

2. ГОСТ Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. – М.: 1999.

3. Погребная И.А., Мустафаев А.Х. Проблема кавитации в нефтегазопромысловом оборудовании. Опыт, актуальные проблемы и перспективы развития нефтегазового комплекса. Материалы 5 региональной научно-практической конференции обучающихся ВО, аспирантов и ученых. Тюмень: ТюмГНГУ, 2015. – 382 с.

4. Погребная И.А. Использование альтернативных материалов для трубопроводов в условиях Крайнего Севера. Статья. Фундаментальные и прикладные вопросы науки и образования. Материалы Международной научно-практической конференции. Часть1. Смоленск, 2016. С.19-20

5. http://cwcc.ru/covers/polymer

6. http://ankort.ru/story1.php

Код для цитирования: Скопировать