Спосіб захисту підземних нафтогазопроводів від корозії

Винахід належить до нафтогазової промисловості, а саме - до області захисту металів від корозії і може бути використаним для протикорозійного захисту підземних нафтогазопроводів, прокладених в слабо - та сильномінералізованих ґрунта х. Відомий спосіб захисту сталі від корозії в агресивному водному середовищі [а.с. СРСР №1032822 кл.С23F11/00, 1981р.], який включає попередню обробку поверхні металу пасивуючим лужним розчином і введенням в агресивне середовище хромового ангідриду як інгібітора в кількості 25-35г/л. Основним недоліком даного способу є екологічний фактор, який спричинений випаровуванням токсичного бакелітового лаку та його витрата (100-110г/л) при добавленні до пасивуючого лужного розчину, яким обробляють поверхню металу при 80-90°С протягом 1-2год. або при кімнатній температурі 4-5 діб. Відомий також спосіб захисту від корозії нафтопереробного обладнання [а.с. СРСР №254307 кл. 23F11/10, 1974] у водному корозійному середовищі та дво фазній системі вода - нафта з допомогою інгібітора органоаміноалкоксісиланів загальної формули R (CH2)n Si (OC 2H5)3 де R - H2N - ; C5H5NH -; (C2H5)2N -; H2N (CH2)6NH -; H 2N C2H4NH C2H4 NH -; n=1 або 3. Недоліком даного способу є використання неординарних та дефіцитних хімреагентів. Найбільш близьким ( прототип ) до запропонованого способу є захист від ґр унтової корозії магістральних сталевих трубопроводів ізоляційним покриттям на основі мастики бітумно - полімерної ізоляційної МБПІ - Д-1 (ТУ У 26.8-00152402-004-2004). Конструкція покриття на основі мастики бітумно - полімерної ізоляційної МБПІ - Д-1 включає основні шари : Процес нанесення ізоляційного покриття складається з ряду технологічних операцій: очистки поверхні трубопроводу, приготування праймера (ґрунтівки), модифікованої мастики, нанесення ізоляції і перевірка якості ізоляційного покриття. Труби і тр убопроводи очищають самохідними очисними машинами, за допомогою шліфмашинок, а також піскоструменевими установками. З поверхні трубопроводу видаляють окалину, бризки металу, шлак, а також гострі виступи і задири. Після очистки поверхня металу повинна відповідати 4 - му ступеню очистки згідно ВСН 008-88. Праймер (грунтівка) виготовляється шляхом розчинення мастики бітумно -полімерної ізоляційної МБПІ-Д1, нагрітої до температури плюс 100-130°С в неетилованому бензині ГОСТ 1012 у співвідношенні 1:3 по об'єму або 1:2 по масі на місці проведення ізоляційних робіт. Мастику бітумно - полімерну ізоляційну МБПІ-Д-1 готують на місці проведення ізоляційних робіт, нагріваючи подрібнені куски масою від 3 до 5кг в плавильному котлі при температурі 170-190°С. Бітумно - полімерна мастика наноситься на заґрунтовану поверхню тр убопроводу суцільним шаром товщиною 3+0,5мм. Намотування стрічки на трубу виконується відразу по шару гарячої мастики. Обгорточний матеріал наноситься по шару ізоляційної стрічки з перекриттям шарів не менше 30мм. Однак для ізоляційного покриття на основі бітумно-полімерних мастик небезпечними с ґрунтові бактерії, які спричиняють мікробіологічну корозію. Саме мікробіологічна корозія є однією з причин пітінгоутворення в ґрунтах підвищеної корозійної активності. Задача, яка ставиться при створенні даного винаходу - вдосконалити спосіб захисту підземних нафтогазопроводів від корозії в слабо - та сильномінералізованих ґрунтах шляхом підвищення антикорозійних характеристик ізоляційного покриття за рахунок розробки рецептури нових композицій антикорозійного покриття з введенням в нього інгібіторів корозії та біоцидів з метою покращення антикорозійних, ізоляційних характеристик. Саме від цих факторів залежить ефективність захисного покриття, його довговічність та зміцнення поверхні металу. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у спосіб захисту підземних нафтогазопроводів від корозії, прокладених в слабо - та сильномінералізованих ґрунтах, що включає очистку поверхні трубопроводу, приготування праймера та модифікованої мастики на основі мастики бітумно - полімерної з наступним їх нанесенням на поверхню тр убопроводу, наклеювання ізоляційної стрічки згідно винаходу в праймер додатково введено інгібітор корозії гексаметилендиамін, а в модифіковану мастику додатково введено інгібітор корозії гексаметилендиамін для нанесення на трубопроводи, які прокладені в сильномінералізованих ґрунтах. При цьому в якості праймера використовують композицію в складі бітумно -полімерної мастики, гексаметилендиаміну, розчинника, наприклад неетилованого бензину при наступному співвідношенні компонентів, мас. % : А в якості модифікованої мастики використовують композицію в складі бітумно-полімерної мастики та гексаметилендиаміну при наступному співвідношенні компонентів, мас % : Для досягнення високої міцності адгезивного зв'язку матеріалу покриття до матеріалу трубопроводу необхідно забезпечити надійну та якісну очистку поверхні трубопроводу; виключивши на поверхні металу окалину та іржу. Підбір інгібіторів проводили з тих міркувань, щоб введення невеликої кількості інгібітора до бітумнополімерної мастики покращувало адгезійні характеристики, забезпечувало мікробіологічну стійкість та гідрофобні властивості покриття. Для вирішення поставленого завдання на підставі досліджень було вибрано праймер марки "А" на основі мастики бітумно - полімерної МБПІ-Д-1, до якого додатково вводили інгібітор "Г"-гексаметилендиамін – N2N (СН2)6 - NH2 (t кипіння = 204-205°С), який добре суміщався з бітумною основою в кількості 0,05-0,20% мас. з одержанням праймера "Г". Враховуючи те, що інгібітор "Г"-гексаметилендиамін володіє бактерицидними властивостями, то для ґрунтів з низькою мінералізацією (вміст солей не більше 0,2%) необхідно вводити інгібітор "Г" лише в склад праймеру, досягаючи покращення адгезії мастики до заґрунтованого металу на 24,0%. Для захисту підземних трубопроводів від корозії в сильномінералізованих ґрунтах, необхідно вводити інгібітор "Г" як до складу праймера, так і до складу бітумно-полімерної мастики. Підготовлені праймери наносилися відразу після їх приготування на очищену (металевими щітками) поверхню труби діаметром 720мм. Після повного висихання праймерів за 24 години, на них наносилася мастика МБПІ-Д-1 і наклеювалася ПВХ - стрічка. Загальна товщина захисного покриття знаходилася в межах 4,2-4,3мм. Результати випробувань мастикового покриття на основі мастики бітумно -полімерної МБПІ-Д-1 із застосуванням різних праймерів наведені в таблиці 1. Одержані результати показали, що введення інгібітора "Г" (гексаметилендиамін) до праймера "А" підвищило адгезію мастики МБПІ-Д-1 до заґрунтованого металу на 24,0%. В оптимальних умовах при оптимальній концентрації інгібітора "Г" адгезія стрічки до мастики зросла на 3,2%. На основі мастики МБПІ-Д-1 були приготовлені композиції мастик з введенням інгібітора "Г" з різними концентраціями. Результати одержаних мастик та результати їх випробувань наведено в таблиці 2. Проведені випробування показали, що модифікована бітумно-полімерна мастика інгібітором "Г" оптимальної концентрації в порівнянні з базовою мастикою має нижчу (на 4°С) температуру розм'якшення та вищий розтяг мастики, що пов'язано з покращенням пластифікуючих властивостей мастики. На основі праймера "Г" та мастики "А" з добавкою інгібітора "Г" були приготовлені ізоляційні покриття різного складу ( див. таб.3). Приклади, наведені для приготування праймера для захисту підземних нафтогазопроводів від корозії, прокладених в слабомінералізованих ґрунта х. При цьому адгезія стрічки ПВХ до мастики складає 1,52Н/мм; адгезія мастики до заґрунтованого металу 0,56Н/мм 2; загальна товщина захисного покриття - 4,3мм; міцність при ударі при 20°С-15Дж. При цьому адгезія стрічки ПВХ до мастики складає 1,55Н/мм ; адгезія мастики до заґрунтованого металу 0,68Н/мм 2 ; загальна товщина захисного покриття - 4,3мм ; міцність при ударі при 20°С-15Дж. Для захисту підземних нафтогазопроводів від корозії, прокладених в сильномінералізованих ґрунтах, наведені приклади приготування модифікованої мастики. В цьому випадку отримані наступні показники : температура розм'якшення -94°С; глибина проникнення голки при 20°С, 0,1мм-18; розтяг при 20°С-102mm. При цьому випадку температура розм'якшення - 93°С; глибина проникнення голки при 20°С, 0,1мм-19; розтяг при 20°С-93мм. Результати випробувань для праймера "Г" показали, що при добавці інгібітора "Г" (гексаметилендиаміну) до базової мастики МБПІ-Д-1 в концентрації 0,05-0,2% мас. і нанесенні модифікованої мастики на праймер "Г" привело до збільшення адгезії стрічки (ПВХ) до мастики на 13,3%, що становить 1,7Н/мм для оптимальної концентрації. Введення ж інгібітора "Г" в мастику "А" при оптимальній концентрації привело до збільшення адгезії мастики до заґрунтованого металу на 27,2%. Таким чином, на основі проведення експериментальних випробувань одержано кількісні дані, які підтверджують підвищені антикорозійні характеристики модифікованого інгібітором "Г" бітумно - полімерного покриття на базі мастики "А" (МБПІ-Д-1), підсилюючи його захисний ефект. Практика використання запропонованого способу захисту підземних нафтогазопроводів від корозії з введенням інгібітора "Г" (гексаметилендиаміну) оптимальної концентрації дозволить суттєво покращити техніко - експлуатаційні характеристики бітумно - полімерного покриття та збільшити термін служби підземних трубопроводів в слабо - та сильномінералізованих ґрунта х.