Повышение надежности и безопасности эксплуатации резервуаров за счет нанесения антикоррозионного покрытия методом воздушно-плазменного напыления

Full Text

Обоснование. Нанесение антикоррозионных покрытий (АКП) на внутренние поверхности резервуаров существенно повышает их надежность и сроки эксплуатации. Однако используемые при этом методы нанесения не отличаются большой эффективностью как с точки зрения организации процесса, так и с точки зрения качества полученного покрытия. Поэтому проблема поиска и внедрения новых способов нанесения АКП актуальна.

Цель — изучить метод воздушно-плазменного напыления (ВПН) и провести оценку защитной способности традиционных лакокрасочных покрытий (ЛКП) и покрытий, нанесенных методом воздушно-плазменного напыления.

Методы. Перспективным методом нанесения АКП является метод воздушно-плазменного напыления (ВПН), который позволяет наносить покрытия почти из любых материалов. Суть данного метода заключается в том, что частицы порошка напыляемого материала расплавляются в плазменной струе и переносятся на обрабатываемую поверхность. Ударяясь о нее, частицы деформируются, растекаются, кристаллизуются, образуя покрытие. Среди преимуществ этого метода стоит особо отметить хорошие защитные свойства и высокую степень адгезии получаемого покрытия, позволяющие существенно продлить срок эксплуатации резервуаров.

Для оценки защитной способности АКП, нанесенных традиционными методами, существует методика, разработанная О.А. Макаренко [1]. Он предлагает оценивать защитную способность систем ЛКП величиной K, называемой защитным коэффициентом и определяемой по формуле:

K = (1 – П_ЛКП) / П₀,

где П₀ — скорость коррозии металла при отсутствии покрытия, П_лкп — скорость коррозии металла под покрытием, причем

П₀ = 0,200141 – 0,02173 · ln V + 0,0134 · ln n₀ + 0,00417 · t_ср,

П_лкп = a · ec^τ.

Здесь V — объем резервуара, м³; t_ср — средняя температура хранимого продукта, °С; n₀ — оборачиваемость, 1/год; τ — время (годы); a и c — параметры, значения которых зависят от размера резервуара и типа используемого ЛКП, определяемые экспериментальным путем [1]. Их числовые значения приведены в таблице.

 

Таблица. Значения коэффициентов а и с для резервуаров РВС-5000 (со стационарной крышей)

Система ЛКП	a	с
ХС-717	0,001137	0,396534
ЭП-140	0,002811	0,654914
ЭП-755	0,002985	0,648862

 

Результаты. По этой методике были рассчитаны значения величин П_лкп и K для РВС-5000 при среднегодовой температуре 10 °С и оборачиваемости 50 год^–1 для 4 лет эксплуатации. В качестве АКП рассматривались широко применяемые на данный момент материалы: эмаль ХС-717 и эмали в растворе эпоксидной смолы ЭП-140 и ЭП-755. По полученным данным построены графики, представленные на рис. 1 и 2.

 

Рис. 1. Изменение скорости коррозии под покрытием в ходе эксплуатации РВС

 

Рис. 2. График изменения коэффициента защитной способности ЛКП в ходе эксплуатации РВС

 

Выводы. Из полученных результатов можно сделать вывод о том, что покрытия на основе эпоксидных смол имеют примерно одинаковые защитные свойства, в то время как наилучшей защитной способностью обладает покрытие ХС-717, так как возрастание скорости коррозии под покрытием с течением эксплуатации для него минимально. Подобную методику предлагается использовать для оценки протективных свойств покрытий, нанесенных методом ВПН. Ожидается, что точность результатов этих расчетов будет достаточной для сравнения защитной способности и скорости коррозии под покрытием для разных материалов.

About the authors

Самарский государственный технический университет

Email: kirill.levshanov@gmail.com

студент, группа 1-ИНГТ-104, Институт нефтегазовых технологий

Russian Federation, Самара

Самарский государственный технический университет

Author for correspondence.
Email: evgkossareva@mail.ru

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Физика», доцент кафедры «Трубопроводный транспорт»

Russian Federation, Самара

References

Supplementary files