image
energas.ru

Коррозия Территории Нефтегаз № 1 (39) 2018

Покрытия

»  01.04.2018 11:00 Опыт достижения оптимального уровня противокоррозионной защиты оборудования Астраханского газоперерабатывающего завода
Оборудование Астраханского газоперерабатывающего завода подвержено коррозионно-эрозионному износу. Работа по подбору методов противокоррозионной защиты продолжается на протяжении 20 лет. В результате применяемых в настоящее время мероприятий обеспечен оптимальный уровень защиты оборудования.
Ключевые слова: коррозионно-эрозионный износ, скорость коррозии, абсорбер, защитный экран, металлизационное покрытие.
Открыть PDF


На начальном этапе эксплуатации Астраханского газоперерабатывающего завода (ГПЗ) при проведении мониторинга были определены объекты, наиболее подверженные коррозионно-эрозионному износу. Так, после выхода Астраханского ГПЗ на проектную мощность максимальная скорость коррозии абсорберов установок аминовой очистки газа У-72 и У-41, предназначенных для очистки сырого отсепарированного газа от сероводорода Н2S, оксида углерода СО2 и части сероорганических соединений водным раствором диэтаноламина (ДЭА), по данным УЗТ и образцам-свидетелям, достигала 3–5 мм/год.

В связи этим с 2000 г. началась активная работа по поиску методов снижения коррозионного влияния на внутреннюю поверхность данных аппаратов. В 2000–2002 гг. были проведены испытания 24 образцов систем внутренних защитных покрытий производства «Рокор», Smart systems GmbH, «АДРЕМ», SIGMA, «КОЛУМБУС», THRANE & TRANE, JOTUN. Все покрытия не выдержали испытаний.

На основании внутренних осмот-
ров аппаратов и по результатам толщинометрии было определено, что наиболее активные коррозионные процессы наблюдаются в нижней части абсорберов в зоне между второй тарелкой и уровнем жидкости.

В указанной зоне коррозионно-
эрозионные поражения имели различный характер в зависимости от места расположения в аппарате:

• внутри сливных карманов двух первых тарелок наблюдаются локальная коррозия корпуса аппарата в виде язв с размытым нижним краем, а также сквозная коррозия крайних зон опорных колец поддона и вертикальных опорных элементов сливных перегородок;

• в зоне ввода газа в районе опорных колец первой тарелки и поддона в корпусе аппарата встречаются поражения в виде пятен и полос различной формы и глубины;

• на стенках аппарата в местах перелива абсорбента через сливные планки поддонов и в местах отсутствия герметичности между полотном тарелок и опорными кольцами коррозия носит локальный характер в виде вымывания металла.

В целях защиты кубовой части абсорберов Астраханского ГПЗ от ударного действия газожидкостного потока был испытан ряд соответствующих конструкций.

Защитный экран представляет собой съемную конструкцию, состоящую из П-образных панелей из нержавеющей стали, расположенных между поясами на трех уровнях по всему периметру аппарата в зоне от первой тарелки до верхнего края нижнего люка-лаза. Эксплуатация экрана позволила уменьшить эрозионное воздействие потока насыщенного амина на стенки абсорбера. Однако по-
падание абсорбента между корпусом и экраном из-за перелива жидкости около стенки аппарата, а также утечки абсорбента вследствие отсутствия герметичности между полотном тарелки и опорными элементами значительно уменьшили его эффективность.

В связи с этим были внесены изменения в конструкцию переливных устройств тарелок, находящихся в зоне ввода газа. Реконструкция заключалась в увеличении высоты сливных планок поддона двух нижних тарелок в зоне контакта со стенкой аппарата вплоть до уровня вышерасположенной тарелки в целях исключения возможности перелива абсорбента около корпуса аппарата. Увеличение высоты планок поддонов также создает ровную вертикальную поверхность уплотнения для панелей защитного экрана.

Данные мероприятия позволили сохранить все технологические параметры аппарата и уменьшить скорость коррозии более чем в три раза – с 4,4 до 1,5 мм/год.

Все способы изменения конструкции аппарата дали положительный эффект, однако скорость коррозии стенок аппаратов оставалась достаточно высокой, а в случае применения защитного экрана сохранялся локальный характер коррозионных процессов, значительно уменьшая возможный срок безопасной эксплуатации аппаратов. Вопрос о необходимости защиты внутренней поверхности покрытием оставался актуальным.

Специалистами ООО «Газпром
добыча Астрахань» совместно с ООО «ТСЗП» была разработана схема ремонта абсорберов и испытан (на образцах из углеродистой стали) ряд покрытий для решения поставленной задачи. На основании проведенных испытаний было выбрано покрытие типа NiCrMo (с применением порошка Х28Н10М5С1) и создана роботизированная установка ТСЗП-SB500 для нанесения защитного покрытия в зоне кубовой части аппарата.

Впервые на Астраханском ГПЗ однослойное металлизационное покрытие было нанесено в ноябре 2002 г. В последующие годы все абсорберы сероочистки У-172/272 были защищены этим покрытием.

Анализ данных ультразвуковой толщинометрии и результатов внутренних осмотров показал, что защитное металлизационное покрытие обеспечило эффективную защиту от коррозионно-эрозионного износа кубовых частей абсорберов сероочистки Астраханского ГПЗ.

Однако необходимо отметить, что после 1,5–2 лет эксплуатации была выявлена подпленочная коррозия на металле с однослойным металлизированным покрытием в жидкой
среде с высоким содержанием сероводорода.

В связи с этим разработчиком покрытия ООО «ТСЗП» был предложен вариант двухслойного покрытия, составленного из подслоя и основного слоя. Специальный подслой предотвращает возникновение и развитие подпленочной коррозии, обеспечивая тем самым гораздо бόльшую коррозионную стойкость покрытия в жидкой фазе.

В июле 2006 г. внутри абсорбера С01 1У172 было нанесено металлизационное покрытие по новой технологии с применением двухслойного покрытия. В двухслойном покрытии первый слой образуется с применением порошка на основе высоколегированной стали
Х14Н7С3Р3, имеющего точку плавления 1060 ºС, что позволяет наносить его в более расплавленном состоянии и получить менее пористое покрытие, чем для верхнего слоя, получаемого с применением порошка на основе высоколегированной стали Х28Н10М5С1 (точка плавления – 1975 ºС). Таким образом, двухслойное покрытие исключает контакт среды с основным металлом и предотвращает возникновение подпленочной коррозии –
основной причины разрушения однослойного покрытия. Для снижения пористости и шероховатости напыленной поверхности наносится пропитка – двухкомпонентный термостойкий лак МД-350.

По результатам осмотров двухслойного покрытия во время плановых остановов в 2007 и 2008 гг. абсорбера С01 1У172 было установлено, что в нижней части зоны напыления не выявлено наблюдавшихся ранее типичных повреждений металлизационного покрытия (отслоений, трещин). Это свидетельствует об увеличении прочности сцепления и непроницаемости покрытия, контактирующего с жидкой фазой.
В связи с лучшими результатами осмотра в 2007 г. было рекомендовано применение данного двухслойного покрытия при напылении остальных абсорберов.

В настоящее время для защиты внутренней поверхности абсорберов применяется двухслойное металлизационное покрытие, обес-
печивающее достаточную защиту поверхности металла в течение минимум четырех лет.

Все внедренные защитные мероприятия были направлены на уменьшение скорости коррозии в зоне ввода газа и обеспечили антикоррозионную защиту только в зоне от второй тарелки до нижнего люка-лаза Н-1 (верхняя часть куба –
выше уровня раздела фаз).

Однако с учетом длительного срока эксплуатации и скорости коррозии нижней части куба корпуса (до 1,0 мм/год) и нижнего днища (до 0,5 мм/год) толщина основного металла аппаратов приблизилась к отбраковочной. Коррозионные разрушения металла носят преимущественно равномерный характер. В случае сохранения таких скоростей коррозии в ближайшие годы встанет вопрос о необходимости замены нижней обечайки и днища корпуса.

В объем ремонта по замене нижней обечайки (V11) и нижнего днища (№ 2) войдут мероприятия по демонтажу, транспортировке, сварке толстостенных элементов и грузоподъемные работы на крупногабаритных элементах колонны, по обвязке трубопроводами, установке лестниц и площадок обслуживания. Однако проведение ремонта колонны 72С01 весом 380 т и высотой почти 40 м требует значительных финансовых затрат на закупку дорогостоящего оборудования и ресурсоемкие механомонтажные работы в стесненных условиях. Кроме того, предприятие понесет убытки от выпадающей прибыли в связи с длительным простоем установки.

В 2017 г. для защиты от коррозии нижней обечайки (V11) и нижнего днища (№ 2) корпуса аппарата 72С01 АГПЗ нанесено двухслойное металлизированное покрытие «Плакарт-НА-01.6.С».

Отличительной характеристикой материала подслоя «Плакарт-01.6-НА»,
основу которого составляет высоколегированная сталь Х14Н7С3Р3, является возможность нарастить толщину основного металла до 500 мкм (0,5 мм), что особенно важно в условиях эксплуатации нижней обечайки и нижнего днища с толщинами, близкими к минимально допустимым. Материал основного слоя «Плакарт-01.3-НА», основу которого составляет высоколегированная сталь Х28Н10М5С1 толщиной 150–250 мкм, обеспечивает покрытию стойкость к эрозионному и коррозионному износу. Материал пропитки МД-350 выполняет функцию снижения пористости и шероховатости готового покрытия.

 

Проведенные работы по защите внутренней поверхности аппаратов
от коррозии позволили:

1) продлить ресурс работы технологического оборудования Астраханского ГПЗ;

2) повысить безопасность его эксплуатации;

3) получить значительный экономический эффект от реализации этих мероприятий.



← Назад к списку