2
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
Институт компьютерного проектирования машиностроительных технологий и оборудования
Кафедра «Машины и аппараты химических производств»
ОТЧЕТ
по научно-исследовательской работе
Увеличение межремонтного цикла бензиновых резервуаров на основе обеспечения антикоррозионной защиты
Студент группы 3ОНб-1 К.Л. Павлова
Руководитель проекта М. Ю. Сарилов
2016
Содержание
Введение
Глава 1 Литературный обзор современного состояния вопроса
1.1 Обзор технической литературы
1.2 Обзор по публикациям
1.3 Обзор по научным
Глава 2 Патентные исследования
2.2 Регламент патентного поиска
2.3 Форма отчета о патентном поиске.
2.4 Анализ достоинств и недостатков найденных аналогов и прототипов
Глава 3 Основы работы резервуара
3.1 Основы работы резервуара
3.2 Предлагаемый метод увеличения сроков эксплуатации работы резервуаров
Заключение
Список использованных источников
коррозия бензин нефтяной резервуар
Введение
Актуальность темы
В современном мире резервуары являются одними из важнейших оборудований для нынешней нефтедобычи, нефтепереработки и нефтехимии. Резервуары используются не только в нефтяной промышленности, но и химической и в пищевой. Постоянный рост использования бензинов, керосинов, дизельных топлив во всем мире ставит задачу увеличения сроков эксплуатации резервуаров с целью увеличения межремонтного срока резервуаров. Данная проблема несет свою актуальность во всем мире, особенно в России.
Цель работы
Изучить различные способы нанесения защитных коррозионно-стойких покрытий и сами антикоррозионные покрытия. Предложить собственные методы по увеличению сроков эксплуатации резервуаров. Проанализировать и сравнить имеющиеся в нынешнее время способы с современными предложениями по данной тематике.
Методы исследования
Исследование выполнено с помощью теоретических методов.
Теоретическое исследование выполнено на основе использования опыта, теории и накопленного экспериментального материала. Выводы сформулированы по результатам анализа литературы, патентов и интернет источников.
Задачи исследования
Произвести мониторинг литературных источников (книг, журналов, научных публикаций и интернет статей), определить основные направления данного вопроса и произвести патентный поиск с целью изучения новых способов нанесения коррозионно-стойких материалов и состава антикоррозионных материалов.
Глава 1 Литературный обзор современного состояния вопроса
1.1 Обзор технической литературы
Произведя обзор технической литературы таких авторов как: Рейбман А. И. Защитные лакокрасочные покрытия в химических производствах; Клинов И. Я. Химическое оборудование в коррозионностойком исполнении; Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы;
Лабутин А. Л. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков.
Нашлись предложения по увеличению межремонтного цикла бензиновых резервуаров. Предложение заключается в замене нынешнего покрытия на покрытие на основе двухкомпонентного, высокоструктурированного, эпоксифенольного покрытия.
Нефтехимическая промышленность развивается высокими темпами и выпускаемая ею продукция находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.
Защита оборудования, аппаратуры и металлоконструкций от коррозии в условиях нефтехимических производств - важнейшая народнохозяйственная задача.
Наносимые покрытия могут быть с успехом использованы для защиты от коррозии аппаратуры и оборудования, эксплуатируемых в условиях воздействия различных жидких и газообразных агрессивных сред, повышенной и пониженной температуры, атмосферы нефтехимических предприятий.
Ремонт резервуаров требует больших финансовых затрат и значительное время ремонта резервуара. Поэтому на современных нефтеперерабатывающих заводах ремонт резервуаров производится с помощью проверки толщины листов, которые подверглись коррозии, затем эти листы вырезают и заменяют новыми листами. В этом случае от замены одного листа, до капитального ремонта, резервуар работает не в полную силу и появляется задача, как увеличить коррозионную стойкость стальных листов. Это можно сделать, только изменив состав наносимого покрытия. Окраску химической аппаратуры, оборудования и металлоконструкций можно производить различными материалами, при выборе которых необходимо учитывать следующее:
• высокая антикоррозионная стойкость в конкретных условиях
эксплуатации;
• устойчивость к агрессивным средам;
• требования к цвету покрытия;
• устойчивость к температурам хранимого продукта;
• повышенную водостойкость, для подтоварной воды;
• технико-экономическую эффективность применяемого материала;
• улучшенную адгезию.
Данные авторы предлагают различные антикоррозионные покрытия, которые состоят на основе каучуков карбоцепного и гетероцепного строения, различные лакокрасочные покрытия, на основе алкидных смол, фенолформальдегидных смол, эпоксидных смол, сополимеров винилхлорида, синтетических латексов.
Авторы утверждают, что перечисленные покрытия в значительной мере повысят коррозионную стойкость стальных листов резервуара, тем самым увеличат межремонтный цикл.
1.2 Обзор по публикациям
Произведя обзор современных журналов и статей по данному вопросу, найдены статьи:
1 “Исследование совместного влияния диффузионных покрытий и ПАВ на коррозию и коррозионно-механическое изнашивание стали” автора - С. А. Магомедова.
2 “Современные подходы к решению проблем защиты от коррозии оборудования на НПЗ” автора - В. В. Бурлова.
3 “Ингибиторы коррозии стали на основе утилизации остатка или отхода промышленного производства продуктов нефтепереработки и нефтехимии” авторов - И.Ф. Мамедьярова, Д.Г. Селимханова, Д. А. Бахышова.
Данные авторы предлагают современные методы борьбы с коррозией. За прошедшие годы удалось подвергнуть анализу большие выходы из строя оборудования НПЗ и позволило классифицировать причины коррозии следующим образом:
• использование сырья, коррозионная агрессивность которого не учтена должным образом на стадии проекта при выборе материального оформления технологических процессов в соответствии с действующей нормативной документацией;
• использование оборудования, выполненных из сталей и сплавов с дефектами структуры, приводящими к развитию локальных коррозионных процессов, в том числе межкристаллитной коррозии, питтингу, водородному расслоению, охрупчиванию;
• использование оборудования, срок эксплуатации которого многократно превышает нормативные сроки службы;
• эксплуатация технологического оборудования в условиях, отличных от регламентных.
Основная часть случаев коррозионного разрушения проявляется именно при работе на нерегламентных режимах и нарушении методологии антикоррозионных мероприятий, предусмотренных регламентом, а также использовании сырья, коррозионная агрессивность которого не учтена должным образом.
На основе борьбы с коррозией авторы предлагают разработанные ими ингибиторы коррозии стали на основе отходов промышленных продуктов нефтепереработки для защиты оборудования, работающего в двухфазных средах с сероводородом или без него, имитирующих продукцию нефтегазовых скважин. Полученные аминированием продукты показывают высокие ингибирующие свойства в присутствии сероводорода.
Некоторые авторы утверждают, что физико-химические и физикомеханические процессы, протекающие в рабочем слое металла в реальных, эксплуатационных условиях, обусловлены степенью его пластического деформирования и активностью среды. Поэтому улучшение защитных свойств поверхности металла путем изменения ее структуры не всегда достаточно для предотвращения разрушения металла. В таких случаях возникает необходимость решений, обеспечивающих надежную защиту металлических поверхностей от коррозионно-механического изнашивания, иногда осложненного действием абразивных частиц.
1.3 Обзор по научным работам
В диссертации на тему «Комплексная защита нефтяных резервуаров от коррозии на стадии производства» - автор научной работы : Бурмистров Николай Васильевич, предложил новый методологический подход к расчету параметров комплексной защиты резервуаров. А также разработал алгоритм расчета оптимальных параметров комплексной защиты резервуаров. В данной диссертации была показана необходимость уточнения алгоритма расчета параметров протекторной защиты вертикальных резервуаров, и получены расчетные данные, иллюстрирующие возможность применения метода МонтеКарло при определении параметров протекторной защиты вертикальных резервуаров.
В диссертации на тему «Повышение ресурса стальных вертикальных резервуаров на основе использования лакокрасочных покрытий и ингибиторов коррозии» - автор Красиков Дмитрий Викторович, были получены следующие выводы:
1) На основании анализа литературных источников и практического опыта эксплуатации резервуаров выявлено, что ресурс резервуара ограничен вследствие критического утонения его стенок и коррозии металлоконструкций крыши со стороны паровоздушного пространства до 20-25 лет, что не соответствует нормативным срокам эксплуатации. Применение лакокрасочных покрытий и ингибиторной защиты раздельно, даже при условии их периодического возобновления также не обеспечивает нормативный срок эксплуатации.
Старение лакокрасочных покрытий сопровождается образованием дефектов в виде пузырей, разрушение которых приводит к развитию подпленочной коррозии металла вследствие смещения стационарного потенциала поверхности системы «металл-покрытие» в отрицательном направлении. Установлены стадийный характер разрушения покрытий и продолжительность этих стадий для различных систем лакокрасочных покрытий. При этом ресурс резервуаров не превышает 24 лет.
3) Разработан летучий ингибитор коррозии на основе алкилимидазолинов из компонентов отечественного производства с величиной защитного действия 84 - 87%. Определено давление насыщенных паров ингибитора и их рабочая концентрация в паровоздушном пространстве резервуаров.
4) Достигнуто повышение ресурса резервуаров при использовании систем комбинированной защиты в 2-4 раза. Установлено повышение защитных свойств лакокрасочных покрытий в присутствии ингибиторов коррозии, оказывающих пластифицирующее действие на материал покрытия. Рассчитано влияние среднегодовой температуры стенки на ресурс резервуаров с различными системами противокоррозионной защиты.
В диссертации на тему «Антикоррозионные покрытия-смазки и мастики на основе низкомолекулярного полиэтилена» - автор Искандеров Ринат Абдуллаевич, были сделаны следующие наблюдения:
1) Установлено (методами гель-проникающей хроматографии, импульсного ядерного магнитного резонанса), что низкомолекулярный полиэтилен - вещество с высокой степенью неоднородности по химическому строению и по структуре на топологическом и надмолекулярном уровнях.
2) Обнаружена уникальная адгезионная способность НМПЭ марки 1 и 2 ко всем видам твердых и эластичных материалов различной химической природы: металлу, стеклу, бетону, керамике и, что специфично, к неполярным полимерам, в частности к полиэтиленовой и лавсановой пленкам, для которых практически нет приемлемых адгезивов.
3) Установлена практически абсолютная водостойкость и водонепроницаемость НМПЭ-2, высокая стойкость к слабым (10 %-ным) водным растворам кислот и щелочей.
4) Разработана серия составов на основе НМПЭ-2 для покрытий-смазок и мастик, а также технология их применения для гидроизоляции, антикоррозионной защиты и ремонта строительных конструкций и оборудования.
Глава 2 Патентные исследования
Патентные исследования - это целый комплекс мероприятий, выполняемых разработчиком для выявления путем сопоставления определенных признаков и показателей разрабатываемого объекта техники с показателями аналогичных по назначению и функционированию объектов, содержащихся в патентных и других источниках информации.
Основную роль в проведении этих исследований играет анализ патентной информации, представляющей собой совокупность сведений научнотехнического и экономико-правового характера. К ее достоинствам следует отнести, прежде всего, подтвержденную патентной экспертизой достоверность, новизну и практическую полезность содержащихся в ней сведений. Важно отметить подробность описаний изобретений, сопровождаемых необходимыми графическими материалами в виде чертежей, схем и графиков. Кроме того, существенным для патентной документации является сравнительная легкость ее поиска и обработки благодаря единой международной систематизации с помощью МПК, где принята лаконичная и унифицированная форма изложения.