Защита резервуаров

3.3. Протекторная защита резервуаров от коррозии.

Катодная защита — это электрохимическая защита, основанная на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь.

Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществлён с помощью  внешнего источника постоянного  тока (станции катодной защиты) или  соединением с протекторным анодом, изготовленным из металла, более электроотрицательного  относительно объекта. При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех её участках протекает только катодный процесс. Обусловливающий коррозию анодный процесс перенесён на вспомогательные электроды. Отсюда названия — «жертвенный анод», «жертвенный электрод». Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая «перезащита», связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к ускорению коррозии. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий.

Проектирование протекторной защиты следует проводить с учетом общей минерализации, щелочности, газового состава подтоварных вод.

В качестве протекторного  материала для защиты стальных резервуаров  применяют магниевые, цинковые и  алюминиевые сплавы. Расчет протекторной защиты и выбор сплава следует  производить согласно ВСН 158-83 «Инструкция  по протекторной защите внутренней поверхности  нефтяных резервуаров от коррозии».

При монтаже протекторной защиты выполняются следующие работы:

- подготовка протекторов  к установке;

- разметка днища;

- подготовка мест для  установки протекторов в резервуаре;

- приварка к днищу контактного  стержня в случае магниевых  протекторов типа ПРМ или крепящей  арматуры алюминиевых или цинковых  контактов.

Подготовку протекторов  выполняют в специальном помещении  с принудительной вентиляцией или  на площадке. Она состоит в основном в нанесении изоляции кистью на нижнюю и часть боковой поверхности  протектора.

Протекторы размещают  на днище и стенках резервуара так, чтобы величина защитного потенциала резервуар - подтоварная вода в промежутках  между протекторами и по краям  днища была не менее защитного  потенциала.

Протекторы на днище резервуара следует располагать по концентрическим  окружностям. В зоне приемо-раздаточного патрубка плотность расстановки  протекторов на днище должна увеличиться  в 2 раза.

На боковой стенке резервуара протекторы должны размещаться по окружности на высоте равной радиусу защиты одного протектора от днища и на расстоянии друг от друга, равном двум радиусам защиты протектора.

Место, где должен устанавливаться  протектор, очищают от грязи и  продуктов коррозии. На очищенную  поверхность наносят изоляцию, за исключением места сварки, аналогичную  изоляции протектора. Контакт протектора с днищем резервуара осуществляют путем приварки к нему стальной арматуры, а протекторов типа ПРМ - с помощью стального стержня. Места контактов протекторов с днищем резервуара изолируют эпоксидной смолой.  Техническое обслуживание протекторной защиты заключается в контроле эффективности протекторной защиты и периодической замене изношенных протекторов. Замену изношенных протекторов производят в соответствии с планом ремонтно-профилактических работ, утвержденным главным инженером предприятия. План составляется с учетом срока службы протекторов и эксплуатационных данных об их работе.

 

 

3.4. Защита от коррозии наружной поверхности резервуаров

Защита от коррозии наружной поверхности резервуаров и крыши  должна производиться лакокрасочными покрытиями, состоящими из 1-го слоя грунтовки  ГФ-021 или ГФ-0163 и 2-х слоев эмали.

Выбор цвета покрытия следует  производить с учетом коэффициента отражения световых лучей. Периодически окраску наружной поверхности необходимо обновлять.

Для определения блеска и  отражательной способности лакокрасочных  покрытий применяют фотоэлектрический  блескомер ФБ-2. Принцип действия прибора основан на измерении гальванометром фототока, возбуждаемого при попадании на фотоэлемент отраженного от окрашенной поверхности света.

Толщина играет большую роль в системах специальных лакокрасочных  покрытий. Существуют оптимальные толщины  для систем покрытий, придерживаться которых необходимо при выполнении покрасочных работ. С уменьшением оптимальной толщины ухудшаются защитные свойства покрытия вследствие увеличения количества микропор с увеличением толщины ухудшаются механические свойства.

Для долговременной защиты стенок резервуаров на прогрунтованную  наружную поверхность резервуаров  наносят эпоксидные битумно-резиновые, битумно-полимерные мастики и полимерные ленты. Основание резервуара следует защищать от размыва атмосферными водами, обеспечивать беспрепятственный их отвод с площадки резервуарного парка или от отдельно стоящего резервуара к устройствам канализации.

Мастики «КРОВЛЕЛИТ» Мастика кровлелит представляет собой однородную массу, получаемую перемешиванием в заданном соотношении двух компонентов — основного и вулканизирующего. В состав основного компонента входят: хлорсульфированный полиэтилен, растворенный в толуоле; наполнитель; пигмент. Вулканизирующий компонент—раствор  триэтаноламина и ацетона в соотношении 1 : 3 (по массе). Мастика относится к материалам холодного отверждения. В зависимости  от марки она предназначается  для устройства безрулонных гидроизоляционных  покрытий строительных конструкций. Мастики «Кровлелит» выпускаются  в соответствии с ТУ 5775-004-58911634-2004и являются 3-х компонентными сложными полимерными композициями на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ).  После высыхания и окончания процессов полимеризации в силу уникальных особенностей строения исходного ХСПЭ - каучука покрытия обладают широким спектром ценнейших эксплуатационных свойств: Трещиностойкость, эластичность и деформативность плёнки покрытия (перекрытие трещин до 3 мм). Озоно-, масло-, бензо-, морозостойкость, стойкость к УФ- и радиационному  излучению. Повышенная устойчивость к действию влаги. Высокая химическая стойкость к парогазовой среде, содержащей кислые газы (Cl2, HCl, SO2, SO3, NO2) и, соответственно, образующимся из них растворам кислот (муравьиная, уксусная, молочная, серная, соляная, азотная, ортофосфорная и др.), а также к растворам щелочей и солей. Широкий диапазон эксплуатационных температур от -50ºС до +120ºС. Высокая адгезия к металлу, бетону, дереву, кирпичу и другим строительным материалам. Высокая атмосферостойкость. Срок службы кровли – до 30 лет. Отличная ремонтопригодность. Разрушенный участок восстанавливается  путём нанесения «Кровлелита» кистью или валиком в течение 10 минут. Возможность производства кровельных и гидроизоляционных работ при  низких температурах до – 15ºС, а также  в условиях высокой влажности  – влажность защищаемых конструкций  до 12%, но при отсутствии свободной  воды. Общее описание Мастики «Кровлелит» представляют собой 3-х компонентную однородную жидкую массу, состоящую из компонента «А»  компонента «Б» и компонента «В». Компонент «А» представляет собой  полимерный состав. Полимерный состав основы мастики (компонент «А») является раствором ХСПЭ в растворителе с  добавкой модификаторов. Битумный состав (компонент «Б») представляет собой  раствор битума в растворителе с  добавкой минеральных наполнителей. Компонент «В» является раствором  вулканизатора (сшивающего агента) в  ацетоне. Назначение и особенности. Мастика «Кровлелит» предназначена  для устройства безрулонных «мягких» кровель, ремонта металлических  фальцевых кровель, гидроизоляции  балконных плит, пароизоляции покрытий, гидроизоляции железобетонных конструкций  и других строительных конструкций  , фундаментов, заглубленных конструкций, трубопроводов, резервуаров и т.д.  Кровли из «Кровлелита» армируются стеклотканью или стеклохолстом. «Кровлелит» используется для герметизации (прежде всего с целью гидроизоляции) мест сопряжения разнородных материалов: металл-дерево, металл-металл, дерево-стена при замене карнизных свесов, водосточных воронок и труб, сливов, соединительных фальцев, открытий, выступающих фасадных элементов, а также мест соединений оконных металлических рамных конструкций и стен, мест установки антенн и кондиционеров и т.д. Таким образом, армированный кровельный «Кровлелит» является отличным универсальным герметиком.   Сформировавшиеся битумно-полимерные покрытия из мастик «Кровлелит» являются биостойкими и относятся к группе трудногорючих материалов, не распространяющих пламя по бетонным и металлическим поверхностям.   Если же сравнить традиционную кровлю из рулонных материалов и мастичную  кровлю на основе мастики из «Кровлелита», преимущества последней неоспоримы. Применение этих мастик дает значительную экономию материалов, трудовых ресурсов и денежных средств по сравнению с традиционными рулонными материалами.  Надо отметить, что спектр применения мастик, эмалей и лаков на основе ХСПЭ не ограничивается только кровельными работами. Они используются также при химзащите, гидроизоляции и антикоррозионной защите строительных конструкций.  После проведения антикоррозионных работ по результатам пооперационного  контроля составляется заключение о  качестве нанесенных защитных материалов, разрешающее выполнение следующего этапа работ. После завершения всего  комплекса работ по антикоррозионной защите оформляется Акт освидетельствования  комплексного защитного покрытия. Грунтовка ГФ - 021 представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в глифталевом лаке или в алкидном лаке соответственно с добавлением сиккатива, растворителя и стабилизирующих добавок. Грунтовка ГФ- 021 - вязкая жидкость с характерным запахом применяемых растворителей, красно-коричневого или серого цвета. Она применяется при строительстве и ремонте для грунтования металлических и деревянных поверхностей, перед покрытием красками, лаками и эмалями. Грунтовка ГФ- 021 обеспечивает прочное соединение лакокрасочных материалов с окрашиваемой поверхностью. Она создает дополнительную защиту от коррозии. Устойчива к температурным изменениям (от -45С до +60С). Серая грунтовка ГФ- 021 идеально подходит для последующей окраски светлыми красками и эмалями. Грунтовку наносят на поверхность методом пневматического и безвоздушного распыления, распылением в электрополе, струйным обливом, окунанием, кистью. Перед применением грунтовку разбавляют до рабочей вязкости сольвентом, ксилолом, или смесью одного из указанных растворителей с уайт-спиритом. Антикоррозионная  грунтовка ГФ-0163 предназначается для грунтования поверхностей черных металлов, меди и ее сплавов с целью их защиты от коррозии и преждевременного старения, а также деревянных поверхностей под покрытием различными эмалями. Допускается применение грунтовки как самостоятельного покрытия. Нанесение грунтовки ГФ-0163 обеспечивает долговечность и противокоррозионную стойкость системы лакокрасочного покрытия. В отличие от более широко распространенной грунтовки ГФ-021, грунтовка ГФ-0163 содержит антикоррозионные пассивирующие компоненты (хроматы и фосфаты цинка)

 

 

 Внешняя коррозия, в свою очередь, делится на почвенную и атмосферную.

Почвенной коррозии подвергается днище резервуара, находящееся в контакте с грунтом. Коррозия днищ резервуаров зависит от химического состава грунтов и их влажности. Днища резервуаров защищают от коррозионного разрушения двумя методами: нанесением на внешнюю сторону днища битумной изоляции и созданием изолирующего слоя, а против агрессивного действия грунтовых вод применяют катодную и протекторную защиту.  

Поверх песчаной подушки  укладывают гидроизолирующий слой с  целью предохранения металла  днища от коррозии, возникающей под  действием конденсата или грунтовой  воды. Толщина гидроизолирующего  слоя принимается согласно проекту (8-10 см). Гидроизолирующий слой приготавливают из супесчаного грунта влажностью до 3%, перемешиваемого с жидким битумом, количество которого принимается от 8 до 10% по объему смеси. Приготовленную смесь укладывают без подогрева, равномерным слоем проектной  толщины с уклоном от центра к  краям в 2%. Вместо жидкого битума можно применять: каменноугольный  деготь, гудроны, полугудроны и мазут. Гидроизолирующий слой уплотняют катком или вибратором, а при небольших  объемах работ - трамбовкой. Укладка  гидроизолирующего слоя допускается  только при отсутствии осадков. Согласно СНиП, устраивать основания при температуре  ниже 0° С не разрешается. Однако в исключительных случаях в песчаных и супесчаных грунтах разрешается  устраивать основание непосредственно  на мерзлом грунте, если установка  реперов и мероприятия по отводу талых вод от основания резервуара выполнены до наступления зимнего  периода. 

В отдельных случаях, предусматриваемых  проектами, гидроизолирующее основание  не делается, а гидроизоляция наносится на наружную поверхность днища резервуара.

Коррозия наружной поверхности днища, во влажном песке, нефтяных резервуаров приводит к образованию усиленной общей и язвенной (питтинговой) коррозии. Как правило, в условиях эксплуатации могут образоваться свищи (сквозные отверстия – коррозионные язвы-питтинги). Этот характер коррозии зависит от многочисленных непредсказуемых факторов и может происходить практически во всех природных средах: грунте, между днищем и бетоном, влажном песке, в «паровоздушных полостях-карманах» между металлической поверхностью днища резервуара и песком/бетоном/почвой/покрытием, на которые он опирается. «Паровоздушные карманы» образуются также при изгибах металлического днища в период, когда резервуар заполняется продуктом или опустошается. Традиционно используемая система электрохимической (катодной/протекторной) защиты оказывается в таких ситуациях неэффективной, так как она не может функционировать в районах, где образуются паровоздушные зоны-карманы. Эта проблема может обостриться, если под днищем резервуара имеется битумный слой. Неорганические коррозионно-активные соединения проникают (диффундируют) из почвы через этот слой и непосредственно контактируют с металлическим днищем резервуара. В условиях прибрежной зоны, высокая влажность окружающего воздуха и/или дожди приводят к тому, что влага будет просачиваться в пространство между металлическим днищем и битумом и вызывает интенсивную щелевую коррозию. Эта проблема проявляется также при использовании нефтерезервуаров с двойным дном. При этом песчаный слой между двумя днищами со временем насыщается водой, и развивается процесс коррозии наружной поверхности верхнего днища нефтерезервуара – подволока двойного дна. Причем, коррозия может происходить как в контакте с мокрым песком (в электролите), так и в паровоздушных зонах.

Все это усложняет  проблему выбора надежного способа  защиты от коррозии. 
 
Из-за утечек нефти и нефтепродуктов, вызванных коррозией, эксплуатирующая организация вынуждена периодически прерывать эксплуатацию резервуара, чтобы провести ремонт по заделыванию отверстий или по замене днища. Необходимость в таких перерывах в работе может возникнуть уже в первые годы эксплуатации резервуара (от 2 до 4-х лет), или же в запланированные сроки (6-10 лет).  
 
Решение

 
        
 

ООО «Ленпромтехнологии»  рекомендуют к использованию  уникальное решение Zerust® ReCAST-SSB.

 

 

 

Система состоит  из трёх компонентов:  
Компонент 1: Система катодной/протекторной защиты (СКЗ): эта система применяется для защиты днища резервуара, когда песок насыщается водой, которая контактирует с металлическими поверхностями. 
Компонент 2: Летучие ингибиторы коррозии: этот компонент обеспечивает защиту от коррозии в парогазовой атмосфере и когда образуются паровоздушные карманы (вследствие неравномерности изгиба днища резервуара, появления зон уплотнений в слое песка и т.д.). 
Компонент 3: Растворимые ингибиторы коррозии: эти соединения защищают металлические поверхности, которые контактируют с водой, работают самостоятельно и/или в сочетании с системой катодной/протекторной защиты, снижая необходимый уровень плотности тока (соответственно, снижая затраты). 
 
В комплексной трехкомпонентной системе концентрация ингибитора в зоне днища резервуара регулируется донной системой подачи ингибитора, при этом станция подачи устанавливается за пределами основания резервуара. Это важно с точки зрения обеспечения эффективности подавления коррозии в течение всего срока службы резервуара.

 Специалисты  ООО «Ленпромтехнологии» периодически контролируют эффективность применяемого решения путём анализа данных, которые поступают на датчики, установленные в двойном дне резервуара. Применяются также другие методы измерений, которые не требуют перерыва в работе резервуара. Применяя такую комбинацию методов и технологий, специалисты корректируют параметры системы таким образом, чтобы минимизировать развитие коррозии.

 

 

4. Горячее цинкование. 

Это самый старый и простой способ нанесения цинка на поверхность изделия. При горячем цинковании защищаемый металл погружают в ванну с расплавленным цинком, температура которого составляет около 450 0С. Горячее цинкование применяют для нанесения покрытий главным образом на крупногабаритные изделия простых форм. Для покрытия  резьбы, узких отверстий, других сложные элементов горячее цинкование применяют редко. Методом горячего цинкования наносят покрытие на листы кровельного железа, трубы, детали машин, балки, уголки, проволоку.

Холодное цинкование.

Цинковые покрытия обеспечивают наиболее длительную (до 25—50 лет) защиту стали  от коррозии. Однако нанесение их на крупногабаритные металлоконструкции такими методами, как горячее цинкование или электрохимическое осаждение, технически трудноосуществимо и  на практике не используется. В сравнении  с традиционными методами наиболее доступным, дешевым, а иногда и единственно  возможным оказывается метод  холодного цинкования.

Холодное цинкование — это нанесение  специального цинксодержащего состава  на подготовленную поверхность способами, применяемыми для обычных красок, в результате чего образуется покрытие, обладающее такими же антикоррозионными  свойствами, как и покрытие, полученное методом горячего цинкования.

 

 

 

                                      Список литературы.

1. СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»
2. ГОСТ 21.513 «Антикоррозийная защита конструкций, зданий и сооружений. Рабочие чертежи»
3. http://www.lenprom.com/news-22.09.2010.html
4. http://r-stroitel.ru/construction/antikorrozionnaja-obrabotka
5. http://www.spec-emal.ru/catalog/lkm/emalEP-56.php
6. http://zashita_ot_korrozii_metalla/gorachee_cinkovanie/texnologia