В промышленности и коммунальном хозяйстве в качестве рабочей жидкости преимущественно используется вода. Это связано с ее доступностью и низкой стоимостью. В процессе циркуляции по трубопроводу и через узлы оборудования возникают отложения и коррозия. В результате наблюдается падение эффективности технологического процесса и увеличивается скорость износа конструктивных элементов. Антикоррозионная защита трубопроводов достигается за счет введения в транспортируемую жидкость специальных веществ - ингибиторов, замедляющих окислительные процессы.

Действие ингибиторов

Особые составы, попадая в коррозионную среду (или в трубопровод в данном случае) в достаточной концентрации, способны замедлить или полностью остановить разрушение металлических конструкций и труб. Активное вещество может быть однокомпонентным или представлять собой смесь нескольких соединений. Для остановки реакции с металлом достаточно 0,001-2% (точная концентрация определяется при каждом индивидуальном случае) от общего объема жидкости.

Трубы, использующиеся для транспортировки воды, нефтепродуктов, жидкого пищевого или химического сырья постоянно подвержены температурным перепадам и действию агрессивных химических сред. До 90-х годов прошлого столетия в промышленности для антикоррозионной защиты трубопроводов использовали соединения на основе цинка, хлора и аминов. Они хорошо справлялись с замедлением окислительных процессов, но перестали применяться из-за высокой токсичности. Альтернативой им были более экологичные органические вещества, фосфаты и силикаты. Результатом их длительного применения являются солевые отложения на внутренней полости трубопровода. Большая часть традиционных ингибиторов не справляется с проблемой в случае неполного погружения металла в жидкую среду.

Методы антикоррозионной защиты труб

На данный момент самым актуальным методом защиты является использование специальных ингибиторов коррозии. Научные разработки и многолетние испытания, проводимые компанией "Спектропласт", привели к серийному производству ингибитора нового поколения - "СП-В ". Концентрат "СП-В" вводится в жидкую среду или наносится на поверхность в определенной концентрации и выполняет следующие функции :

Антикоррозионная защита металлической поверхности труб во время хранения (консервации). Нанесение активной жидкости - ингибитора на внутреннюю или внешнюю часть труб при их совмещении, хранении или транспортировке открытым способом позволяет защитить металл от коррозионного воздействия негативных факторов внешней среды. В процессе реконсервации нет необходимости в смывании "СП-В". В большинстве случаев допускается нанесение лакокрасочного слоя непосредственно на плоскость, обработанную ингибитором.

При опрессовке и ремонте трубопровода предварительное добавление защитного средства эффективно остановит коррозионный процесс. Такой способ актуален при технологическом запуске, промывке или просто после слива циркулирующей жидкости. Металл не будет разрушаться даже при наличии остаточной влаги без тщательной предварительной сушки.

Антикоррозионная защита трубопроводов путем замедления коррозионных процессов и образования солей жесткости с уменьшением агрессивности водяного пара. Внедрение "СП-В" помогает стабилизировать теплообмен, предотвратить образование нерастворимого налета, тем самым, продлить срок службы трубопровода и смежного с ним оборудования. Высокая экологичность раствора дает возможность применять его не только в технических средах, но и в ЖКХ и на пищевых производствах.

В результате проведенных испытаний и анализа разрушающего воздействия воды на различные виды металлов удалось доказать эффективность антикоррозионной защиты труб при помощи концентрата "СП-В ". Ингибитор проявляет активность, как в горячей, таки в холодной воде при температуре от 0 до 95 о С. Вещество прошло все необходимые испытания, имеется сертификат. Согласно санэпидемиологическому заключению оно является нетоксичным и безопасным по отношению к окружающей среде, разрешена эксплуатация на пищевых производствах.

Для транспортировки технической и питьевой воды, нефтепродуктов, сырья и полуфабрикатов широко используются металлические трубопроводы. Постоянное негативное воздействие химически активных веществ в виде кислотных или щелочных остатков приводит к образованию налета и нарушению целостности металла. Активные коррозионные процессы негативно влияют на скорость и эффективность проведения технологических операций. При этом наблюдается быстрый износ и выход из строя дорогостоящего оборудования. В результате предприятия могут понести значительные убытки. Антикоррозионная обработка трубопроводов подразумевает использование специальных соединений – ингибиторов коррозии, которые способствуют замедлению и остановке деструктивного действия химически активных веществ. Осуществление антикоррозионной обработки трубопроводов продлевает срок их эксплуатации на несколько лет.

Антикоррозионная обработка трубопроводов с помощью ингибиторов

Постоянное образование нерастворимых солей приводит к наростам и снижению пропускной способности внутри трубопровода. Для решения подобной проблемы чаще всего используются составы, замедляющие процессы коррозии и накипи на внутренних стенках труб. Антикоррозионная обработка трубопровода при этом производится путем введения в циркулирующую жидкость концентрата ингибитора коррозии в объеме от 1 до 5% от объема рабочей жидкости.

Большая часть традиционных ингибиторов коррозии неспособна справиться одновременно с двумя проблемами – разрушение металла от коррозии и появление отложений на стенках. Их эффективность снижается в случаях частичного погружения металлических поверхностей в агрессивную среду. Последние разработки и практические испытания привели к созданию принципиально новых ингибиторов серии СП-В, используемых в следующих сферах:

• Закрытые системы с циркуляцией воды при температуре от +5 до +90 о С;
• Опрессовка технологического оборудования или отдельных узлов;
• Проведение консервации металлических труб, агрегатов, емкостей;
• Осуществление гидравлических испытаний;
• Удаление остатков накипи и продуктов коррозии с внутренней поверхности труб и конструкций.

Способы антикоррозионной обработки труб

Линейка продуктов СП-В разработана для антикоррозионной защиты трубопроводов от деструктивного воздействия веществ, содержащихся в жидкости. Для каждого конкретного металлического сплава или оборудования используется определенная марка ингибитора СП-В, содержащая специфические присадки. Это обусловлено температурой эксплуатации трубопроводов и агрегатов.

Спектр действия ингибиторов СП-В:

• Защита стальных труб или профилей, узлов, баков при их хранении на открытой площадке или в помещении. При выходе из консервации допускается дальнейшая эксплуатация без предварительного смывания ингибитора;
• Антикоррозионная обработка трубопровода с внутренней стороны путем введения ингибитора в основной состав рабочей жидкости;
• Введение в эксплуатацию оборудования под высоким давлением жидкости. Линейка СП-В хорошо справляется с возникающими коррозионными процессами во время проверки магистрали, отдельных узлов или запорной арматуры на водотечность;
• Уменьшение химической активности водяных паров с одновременным угнетением образования нерастворимого осадка, который приводит к появлению налета. Использование концентрата в количестве до 5% от общего объема жидкости в отопительной системе позволяет увеличить длительность эксплуатации котлов.

Проведенные экспертизы, лабораторные испытания доказали безопасность ингибиторов СП-В по отношению к окружающей среде и здоровью человека. Это дает возможность использовать концентрат на пищевых производствах, в жилищно-коммунальном хозяйстве и в транспортной сфере.

Ингибитор коррозии СП-В может эксплуатироваться в металлических трубопроводах из углеродистой стали, меди и медных сплавов, алюминия и его сплавов. Антикоррозионная обработка трубопровода производится после мониторинга работы системы и анализа текущего рабочего состава в лаборатории ООО "Спектропласт".

СП-В фасуется в канистры по 20 кг или бочки 220 кг. Возможна доставка по России и странам СНГ.

Ежегодно из эксплуатации исключается почти 4% изделий из металла. Причиной этому служат результаты коррозии. С целью приостановки этого процесса наша компания разработала комплекс услуг по обработке труб от коррозии. Эффективность применяемых технологий по антикоррозионной защите, специального оборудования и снаряжения проверена при эксплуатации на большом количестве объектов промышленного или гражданского назначения.

Преимущества работы с нашей компанией по антикоррозионной защите металлоконструкций:

• Гарантия высокого качества подготовки поверхностей и нанесения покрытий по нормам и требованиям стандартов ISO, что обеспечивает безусловное качество покрытий и как следствие экономическую выгоду заказчика.
• Применение при очистке и подготовке поверхностей конструкций только высокопроизводительных машин и аппаратов производства США и Европы, что обеспечивает надёжную и безотказную работу на объекте.
• Благодаря тому, что при работах используется преимущественно метод промышленного альпинизма, заказчику не придётся иметь дополнительные расходы на подъёмную технику и установку лесов. В случаях, когда метод промышленного альпинизма не возможен используются собственные леса, вышки-туры, люльки.
• Использование современного мощного оборудования нанесения покрытий производства США, позволяет качественно и быстро наносить полимерные материалы практически любой вязкости, как горячего, так и холодного нанесения.
• Контроль качества окрашивания антикоррозионными лакокрасочными материалами производиться визуально или с помощью специальных приборов в соответствии с нормами стандартов ISO. Все приборы проходят регулярную поверку в государственных органах метрологии.
• На высоком уровне организован внутренний контроль качества. Работы сдаются заказчику только после того, как собственные инспекторы по качеству выполнят необходимые контрольные мероприятия.
• Работы выполняются специалистами высокого уровня, имеющими все необходимые квалификации и допуски для проведения работ.
• Компания предоставляет гарантийные обязательства на антикоррозионную защиту от 5 лет.
• Компания является проектной организацией. Наши проектировщики смогут подобрать оптимальный вариант материала в отношении цена/качество, в зависимости от возможностей и пожеланий заказчика.
• Все работы сопровождаются разработкой проектов производства работ, технологических регламентов, а так же технологическими картами контроля производства работ.

Назначение антикоррозийной защиты

Чтобы металлические трубы не уменьшали свой срок службы, их необходимо защитить от коррозии. Наверняка все знают, что под воздействием коррозийных процессов металл теряет свои свойства, что приводит к его разрушению. Поэтому антикоррозионная обработка труб относится к довольно востребованной услуге. Внутреннее антикоррозионное покрытие труб требуется во многих отраслях промышленности: пищевой, газовой, фармацевтической и прочей. В каждом виде промышленности для долговечности труб должны быть созданы определенные условия, чтобы впоследствии не пришлось тратить средства на их замену, ремонт. Антикоррозийная защита является решением этой проблемы и гарантией долговечности изделий из металла.

Материалы для обработки

На данный момент существует множество способов антикоррозийной защиты. Их суть сводится к тому, что на поверхность металла наносится защитное покрытие, препятствующее его разрушению. Антикоррозионная обработка труб обусловлена применением различных лаков, эмалей и красок, которые отличаются легкостью нанесения. Они подходят для обработки труб различных диаметров. Материалы, используемые нашей компанией для увеличения срока службы труб, сочетают в себе высокий уровень защиты от коррозийных процессов и доступную стоимость. Выполняя обработку разной сложности, мы для каждого индивидуального случая подбираем отдельное лакокрасочное покрытие импортного (TEKNOS,JOTUN, TIKKURILA, PPG, HEMPEL,STEELPAINT) или отечественного (ЭКОР-НЕВА, АТТИКА, ВМП и прочие) производства. Как показала многолетняя практика, состав защитных покрытий дает возможность создать долговечную антикоррозионную преграду.

Кроме этого, краски указанных брендов обладают рядом преимуществ:

• хорошо наносятся на металлические изделия различной конфигурации;
• обеспечивают защитную и декоративную функцию;
• отличаются доступностью в ценовом отношении.

Материалы, используемые компанией, соответствуют таким требованиям:

• высокий показатель проникновения в трещины или микрозазоры;
• эффективность пропитывания продуктов коррозии;
• образование на поверхности объекта эластичной защитной пленки;
• содержание в составе веществ, подавляющих коррозию;
• способность выдерживать механические деформации и температурные воздействия;
• устойчивость к отслаиванию и растрескиванию.

Выбор покрытия основывается на условии использования объекта, его размерах и особенностях поверхности.

Этапы обработки

Однако, качество материалов для покрытия не является приоритетным показателем в процессе защиты труб от коррозии. К важной составляющей этого процесса относится подготовка поверхности к обработке и непосредственно качество нанесения защитного слоя. Антикоррозионная обработка труб включает в себя такие этапы:

• очистка поверхности;
• предварительная обработка;
• покраска.

На первом этапе проводится механическая, пескоструйная или гидроструйная очистка поверхности труб. Для этого используется новейшее технологическое оборудование и инструменты. Этап предварительной подготовки предполагает грунтование труб, которое может выполняться как с помощью распылителей, так и вручную, в зависимости от условий работы. Этап покраски по техническим параметрам аналогичен с грунтованием. Выполнение всех стадий обработки производится при строгом соблюдении технологического процесса, начиная с грамотного подбора эффективных защитных материалов и заканчивая способом нанесения покрывного слоя. Это позволяет защитному покрытию проявить наилучшие свойства.

Работа профессионалов

Антикоррозионная обработка труб начинается с проведения диагностики поверхности объекта и условий его эксплуатации. В связи с тем, что коррозия может быть химической, электрохимической, под воздействием радиации или микроорганизмов, выбираются методы обработки. Выбор правильного метода нашими специалистами является залогом успеха всего процесса нанесения защитного слоя. Опытные специалисты из ассортимента защитных покрытий, обладающих многими свойствами, выбирают оптимальный вариант с учетом условий эксплуатации. Далее определяется толщина покрытия. Следует отметить, что данная процедура требует знаний и опыта владения технологией нанесения защитного покрытия, а также качественного и быстрого исполнения работ.

Главная причина, оказывающая существенное влияние на сроки эксплуатации трубопроводных систем – коррозия. Для предотвращения коррозионного износа сегодня существует огромное количество методов, но наиболее популярны из них те, что имеют более низкую цену. Конечно, ни кто не утверждает, что в строительстве должны использоваться изделия и только оборудование из нержавеющих материалов , в не которых случаях это не оправдано дорого и нерентабельно. А трубы из полиэтилена, обладающие высокой стойкостью к коррозии и поэтому так популярные сегодня, не способны выдержать высокое давление, и поэтому их применение ограничено.

Уже долгое время в строительстве по-прежнему широко используются трубы из стали, которые будучи уложены в землю без антикоррозионного покрытия быстро подвергаются износу и приходят в негодность. По причине низкой эффективности и не продолжительного срока службы, использование битума и рулонных материалов на его основе сокращается. На их место приходят более современные материалы, например битумно-полимерные мастики, которые готовы к использованию прямо из упаковки и ими можно обрабатывать любые поверхности.

Бывают ситуации, когда требуется антикоррозийная обработка трубопровода в заводских условиях с использованием специализированного оборудования. Контроль качества, осуществляемый по каждой отдельной операции при нанесении покрытия, позволяет добиться отличного результата. В настоящее время существует несколько методов повышения коррозионной стойкости, например:

— трехслойная изоляция на основе полиэтилена. Трубы с начало обрабатывают грунтовым покрытием, состоящее из адгезивного и эпоксидного слоев, которые образуют твердую поверхность с отличным сцеплением. Затем уже на эту поверхность наносят полиэтилен, препятствующей образованию коррозии.

— силикатно-эмалевое. Это покрытие одно из наиболее дорогостоящих, поэтому его используют при строительстве ответственных трубопроводных систем в атомной, нефтяной и газовой промышленности. Преимуществом такой обработки является не только надежная защита от коррозии – стенки труб становятся такими гладкими, что на их внутренней поверхности не скапливаются взвешенные частицы.

— пенополимерминеральная (ППМ) изоляция представляет собой вспененную массу полимера, в которую вводят минеральный наполнитель, например золу или чистый песок. Такая пена кроме антикоррозионного покрытия эффективно защищает трубы от тепловых потерь, поэтому ее достаточно часто используют в строительстве отопительных сетей.

От редакции: С момента выхода в свет статьи «Защита теплопроводов полимерными покрытиями» (журнал "НТ" № 4 за 2000 г.) в нашу редакцию приходят вопросы, связанные с применением антикоррозионных покрытий – одним из широко применяемых способов защиты трубопроводов от коррозии. Ответы авторов на наиболее часто встречающиеся из них публикуются ниже.

Антикоррозионные покрытия трубопроводов в вопросах и ответах

Журнал "Новости теплоснабжения", № 6 (10) июнь 2001, С. 28 – 30, www.ntsn.ru

к.т.н. В.Б. Косачев, А.П. Гулидов, НПК «Вектор»

Вопрос 1. Какими причинами объясняется недопустимость применения лаков на битумной основе (кузбаслака, лаков БТ) в качестве защитного покрытия трубопроводов тепловых сетей?

В настоящее время в связи с ограниченным финансированием на многих теплоснабжающих предприятиях руководители применяют дешевые материалы для защиты трубопроводов от коррозии. Такими материалами являются лаки на битумной основе. Действительно, они сравнительно дешевы, технологичны при нанесении, не требуют тщательной подготовки защищаемой поверхности. Однако, согласно , масляно-битумные покрытия наносятся в два слоя по грунту ГФ-021 только в качестве консервационного покрытия , предназначенного на период хранения, транспортировки и монтажа труб перед проведением комплексных мероприятий по антикоррозионной защите трубопроводов тепловых сетей.

В тонком слое эти покрытия быстро стареют, особенно под воздействием ультрафиолетовых лучей и повышенной температуры, что приводит к увеличению их жесткости с дальнейшим растрескиванием и нарушением сплошности покрытия , . Для эффективной защиты антикоррозионные покрытия на битумной основе должны иметь толщину не менее 2 мм (изол, бризол). Так как лаки на битумной основе имеют низкую вязкость, то их нанесение до требуемой толщины практически нереально.

Также необходимо заметить, что их растворы являются высокотоксичными и пожароопасными материалами, поскольку содержат до 70% растворителя.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод о недопустимости применения лаков на битумной основе для долговременной антикоррозионной защиты трубопроводов тепловых сетей.

Вопрос 2. Какими нормативными документами надо руководствоваться при выборе материалов для антикоррозионной защиты трубопроводов тепловых сетей?

Большинство материалов, рекомендованных для антикоррозионной защиты трубопроводов тепловых сетей, представлено в нормативной литературе. На сегодняшний день основополагающим документом для проектных, строительно-монтажных, эксплуатационных и технадзорных организаций, выполняющих различные виды работ на трубопроводах тепловых сетей, остается "СНиП 2.04.14-88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов". В данном документе в приложении №19 рекомендованы девять видов антикоррозионных покрытий для применения на трубопроводах тепловых сетей.

Более подробные рекомендации и указания по применению указанных материалов содержатся в разделе № 4 “Типовой инструкции по защите тепловых сетей от наружной коррозии: РД 34.20.518-95" и в разделе № 2 «Правил и норм по защите трубопроводов тепловых сетей от электрохимической коррозии: РД 34.20.520-96" (утв. Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России»).

Организациям, эксплуатирующим сети коммунального теплоснабжения, нужно ориентироваться на «Типовую инструкцию по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения» (утв. Госстроем России от 13.12.2000).

Вопрос 3. Как подобрать материалы для антикоррозионной защиты трубопроводов тепловых сетей?

В целом, выбор материалов для защитного покрытия должен осуществляться на основе технико-экономических показателей, удовлетворяющих условиям эксплуатации трубопроводов тепловых сетей. Первым критерием, характеризующим качество покрытий или композиций, должна быть их способность обеспечивать нормативный срок службы трубопровода (в среднем 25 лет). Этот критерий должен учитываться уже при разработке проектов перекладок трубопроводов, а также при принятии решения о проведении ремонтно-восстановительных работ.

Действительно, не имеет смысла затрачивать средства и труд рабочих на нанесение таких антикоррозионных покрытий, которые теряют свои защитные свойства задолго до выработки трубопроводом назначенного ресурса (например, лаки на битумной основе).

Вторым по значимости критерием при выборе материала для антикоррозионной защиты должна являться сумма затрат на проведение мероприятий по антикоррозионной защите, складывающаяся из таких слагаемых как: цена и расход материалов, стоимость работ по подготовке защищаемой поверхности и нанесению антикоррозионного покрытия.

Вопрос 4. Какие преимущества и недостатки характерны для покрытий, применяемых при антикоррозионной защите трубопроводов тепловых сетей?

В таблице №1 приводятся основные характеристики, а также преимущества и недостатки некоторых покрытий и материалов, позволяющие оценить возможность их применения для защиты трубопроводов тепловых сетей в зависимости от условий прокладки и эксплуатации.

Таблица 1. Основные характеристики покрытий и материалов, применяемых для защиты трубопроводов

Как видно из приведенной таблицы, все материалы обладают определенными преимуществами и недостатками. Например, материалы на битумной основе быстро утрачивают свои защитные свойства при высоких температурах. Поэтому целесообразно постепенно сокращать их применение в качестве антикоррозионных покрытий, как на магистральных, так и на разводящих тепловых сетях.

Эмали КО обладают хорошими защитными свойствами, достаточно технологичны при нанесении на поверхность металла, однако требуют тщательной подготовки защищаемой поверхности. Согласно разделу №4 и разделу №2 подготовка защищаемой поверхности труб должна осуществляться путем зачистки до «металлического блеска» с применением пескоструйной или дробеструйной очистки. Это требует наличия производственных помещений, специального оборудования для подготовки поверхности труб, что приводит к удорожанию всей технологии нанесения покрытия. Защита сварных стыков и отводов осуществляется в трассовых условиях. При этом игнорирование требований о зачистке до «металлического блеска» защищаемой поверхности стыков или применение вместо пескоструйной или дробеструйной очистки металлических щеток приводит к ухудшению защитных свойств покрытия и сокращению срока службы трубопровода в районе сварных стыков и прилегающих к ним участков труб.

Требования при нанесении органосиликатных эмалей аналогичны требованиям при нанесении эмалей КО. Наряду с этим применение органосиликатных эмалей в трассовых условиях усложняется из-за длительного процесса подготовки материала перед нанесением .

Трубы с внутренним стеклоэмалевым покрытием целесообразно применять на трубопроводах ГВС. Снаружи трубы можно защитить материалами, менее дорогостоящими, чем стеклоэмаль. Однако широкое применение эмалированных труб для трубопроводов ГВС тормозилось, поскольку в полной мере не отработанны технологии защиты внутренней поверхности сварных стыков в трассовых условиях. В настоящее время в НПК "Вектор" разработана технология сварки эмалированных труб через проставки из нержавеющей стали. Это исключает необходимость защиты сварных стыков и отводов в трассовых условиях, но ограничивает размеры свариваемых труб (Dу = 50 - 400мм) и повышает стоимость работ.

Алюминиевые металлизационные антикоррозионные покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью в широком диапазоне рH растворов (от 4,5 до 9,5 рH) в присутствии многих анионов . Однако многостадийность и высокая энергоемкость технологии производства алюминиевого покрытия определяет высокую стоимость труб покрытием. Поэтому, к сожалению, в условиях ограниченного финансирования трубы с данным видом антикоррозионного покрытия применяются ограниченно.

Список использованной литературы:

1. СНиП 2.04.14 88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. - М.: Госстрой России, 1998.

2. "Материалы для теплоизоляционных и гидроизоляционных работ. Попов В.В." - М.: "Высшая школа", 1988.

3. "Кровельные материалы. Бурмистров Г.Н." - М.: "Стройиздат", 1984.

4. СНиП 3.04.03 - 85. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии М.: Минстрой России, 1996.

5. “Типовая инструкция по защите тепловых сетей от наружной коррозии: РД 34.20.518-95." - М.: СПО ОРГРЭС, 1997.

6. «Правил и норм по защите трубопроводов тепловых сетей от электрохимической коррозии: РД 34.20.520-96." - М.: СПО ОРГРЭС, 1998.

7. «Защита подземных теплопроводов от коррозии» И.В.Стрижевский, М.А.Сурис. – М.:Энергоатомиздат,1983