Спосіб захисту від корозії зовнішньої поверхні сталевого днища резервуара, що встановлений на бетонну або земляну основу з шаром піщаної засипки або обваловки

Спосіб захисту від корозії зовнішньої поверхні сталевого днища резервуара, що встановлений на бетонну або земляну основу з шаром піщаної засипки або обваловки, розташування на цій сталевій поверхні резервуара інгібітора корозії з забезпеченням його контакту з зовнішнім середовищем при температурі 25 -45 °С та вологості до 80мас.%, який відрізняється тим, що нерівність герметичного простору між днищем сталевого резервуара і його основою насичується парою леткого інгібітора корозії при вказаному інтервалі температур та вологості, а як леткий інгібітор корозії використовують суміш нітриту дициклогексиламіну та оксіетилідендифосфонової кислоти при наступному співвідношенні його компонентів, мас. %: нітрит дициклогексиламін 99,9 оксіетилідендифосфонова кислота 0,1. Пропонований винахід належить до галузі машинобудування, а саме – до способу захисту від корозії зовнішньої поверхні сталевого днища резервуара, що встановлений на бетонну або земляну основу з шаром піщаної засипки або обваловки. Відомо, що сучасні резервуари для зберігання нафтопродуктів вмонтовуються в більшості випадків на бетонний майданчик, який є жорсткою конструкцією і, можна вважати, не піддається помітній деформації при завантаженні і розвантаженні резервуарів. Піщані і земляні опори зустрічаються також порівняно часто в старих резервуарних парках (і невеликих розмірів). Тому за основу прийнятий варіант резервуара, встановленого на бетонний майданчик (в т.ч. з піщаною засипкою), діаметром днища до 60 м. Майданчик з метою захисту довкілля на випадок витоку нафтопродукту обвалований. Безпосередні виміри в резервуарних парках показали, що днище при завантаженні резервуара за рахунок пружної деформації може відходжувати від опори на значні відстані - до 100150 мм. При завантаженні цей зазор між днищем і майданчиком різко скорочується до 0,10 мм 10,0мм. Наявність обваловки і деформація днища створюють в зазорі неконтрольовані умови за кількістю повітря або дощової води. Температура в кліматичній зоні південного регіону може мінятися від 25 до +45°С. Незвичайно складні і неоднозначні умови експлуатації сталі з боку опори вимагають способу захисту, який би враховував цілий ряд особливостей. Винахід ставить метою захист днища резервуарів, для чого необхідне вирішення двох питань: - вибір леткого інгібітора, що відповідає цілому ряду специфічних вимог; - відробіток технології внесення інгібітора в зазор під днищем і герметизація цього простору з метою зменшення витоку парів інгібітора з-під днища. З великого різноманіття речовин, що мають дію інгібіторів, наприклад нітрит дициклогексиламіну, нітрит натрію з уротропіном, хромат циклогексиламіну, метанітробензоат гексаметиленаміну, UA (11) 96365 (13) (21) a201005429 (22) 05.05.2010 (24) 25.10.2011 (46) 25.10.2011, Бюл.№ 20, 2011 р. (72) ОЖИГАНОВ ЮРІЙ ГРИГОРОВИЧ, ОЖИГАНОВ ОЛЕГ ЮРІЙОВИЧ, РОДЬКІНА ГАННА ВОЛОДИМИРІВНА (73) СЕВАСТОПОЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) RU 2 078 851 C1, 10.05.1997 RU 2 287 047 C1, 10.11.2006 GB 873 776 A, 26.07.1961 FR 2 557 570 A1, 05.07.1985 US 5 486 308 A, 23.01.1996 JP 11-050276 A, 23.02.1999 Методы консервации оборудования. Выпускаемого заводами ВПО «Союзнефтехиммаш. РТМ 2602-66-83. – М., 1983. – С. 3, 5, 13, 15-19, 23 C2 2 (19) 1 3 був вибраний нітрит дициклогексиламіну (далі НДА - C12H24N2O2 ), він є сіллю аміну з азотистою кислотою і є найбільш поширеним в світі (у тому числі і в Україні) продуктом для ефективного захисту сталі. НДА застосовують для захисту резервуарів під час їх консервації, розташовуючи інгібітор у вигляді порошку у бязевих мішечках [1]. Задачею винаходу є розробка технології корозійного захисту сталевих днищ резервуарів від корозії леткими інгібіторами шляхом удосконалення їх складу та розміщення на зовнішній поверхні днища в умовах підвищеної температури та вологості. Задача винаходу вирішується тим, що спосіб захисту від корозії зовнішньої поверхні сталевого днища резервуара, що встановлений на бетонну або земляну основу з шаром піщаної засипки або обваловки, розташування на цій сталевій поверхні резервуара інгібітора корозії з забезпеченням його контакту з зовнішнім середовищем при температурі 25-45 °С та вологості до 80 мас. %, причому не повністю герметичний простір між днищем сталевого резервуара і його основою насичується парою леткого інгібітора корозії при вказаному інтервалі температур та вологості, а як леткий інгібітор корозії використовують суміш нітриту дициклогексиламіну та оксіетилідендифосфонової кислоти при наступному співвідношенні його компонентів, мас. %: нітрит дициклогексиламін 99,9 оксіетилідендифосфоновакислота 0,1. В першу чергу, невисока пружність тиску парів НДА, за різними даними, складає 0,00005-0,0028 мм рт. ст., дозволяє розраховувати на тривалий термін захисту сталі. (Молекулярна маса 146). Тривалий нагрів до 70 °С не викликає розкладання продукту. Запропонований інгібітор захищає сталь різних марок (в т.ч. з фосфатним покриттям), не викликає руйнування полімерного покриття. Важливим чинником є здатність цього інгібітора не тільки додатково гальмувати корозійний процес у сталі, але також і запобігає розтріскуванню сталі у присутності масляних та нафтовмісних забруднень на поверхні сталевого днища резервуара. Як інгібітори корозії відомі також деякі сполуки фосфонових кислот (див. FR 2557570, A1, 05.07.1985). Можливе підсолювання води в зазорі, за рахунок контакту з бетоном, не перешкоджає захисту сталезапропонованим інгібітором, оскільки у присутності NaCl, Na2SO4 та ін. солей ефективність інгібітора зберігається. Для випадку неконтрольованої присутності води важливим є факт гарантованої присутності запропонованого інгібітора як у водній фазі, так і у газовій, вибрана речовина є до 96365 4 певної міри буфером і підтримує pH в області нейтрально-слаболужної: 7,0 – 7,9. На поверхні сталі адсорбується як аніон, так і катіон, причому аніон не відновлюється і не втрачає тривалий час захисних функцій. Крім того, цей інгібітор здатний зв’язувати воду в поверхневій плівці та знижувати цим її агресивність. Запропонований інгібітор мало випаровується через бар’єрні матеріали у порівнянні з іншими інгібіторами, що зменшує його втрати та збільшує ефективність при тривалому захисті, а також здатний захищати сталь за наявності сірчаних сполук і продуктів корозій. Важливою властивістю запропонованого інгібітора, яка робить його особливо привабливим для використання при захисті днищ, є його здатність захищати сталь. Як з неокисленою поверхнею, так і за наявності шару продуктів корозії. Ця властивість дозволяє застосувати цей інгібітор як при захисті резервуарів в нових парках, так і давно експлуатованих. Технічним результатом винаходу є підвищення часу захисту від корозії сталевого днища резервуара за допомогою використання випаровування інгібітора складу – нітрит дициклогексиламін (99,9 мас. %) і оксіетилідендифосфонова кислота (0,1 мас. %) в умовах інтервалу температур 25-45 °С та вологості до 80 мас. %. Спосіб в промислових умовах відпрацьовувався з врахуванням особливості поставленої задачі, яка відрізняє його від усіх відомих рішень: - система недостатньо герметична; - маса адсорбуючих компонентів системи змінена, її властивості також не постійні і визначаються конструкцією опори резервуарів та кліматичних умов експлуатації. Технологія захисту днищ резервуарів з боку опори відпрацьовувалася на 39 нафто- і винних резервуарах діаметром від 10 до 60 м як нової споруди, так і що експлуатуються протягом 3-12 років. Інгібітор в розрахункових кількостях розміщувався в спеціальних пластмасових перфорованих контейнерах по колу резервуарів під днище. Після закладки по колу резервуарів вироблялася герметизація полімерними нетвердіючими композиціями, які витримують багатократні деформації при температурних змінах розмірів резервуарів. Дослідно-експериментальні роботи вироблялися протягом 9 років, з контролем витрати інгібітора корозії сталі в зазорі між опорою і днищем. Кількість контейнерів, маса інгібітора залежать від площі, що захищається, і можливого об'єму повітря між днищем і опорою. Для випадку бетонного фундаменту і зазору близько 10 мм і захисного терміну 5 років вони вказані в таблиці 1. 5 96365 6 Таблиця 1 Діаметр підстави резервуара, м 8 18 22 46 Кількість інгібітора, кг 0,45-0,75 2,3-3,8 3,45-3,75 15,0-25,0 При установці резервуарного парку висота піщаної засипки в опорну зону може змінюватися від 0,2 до 1,0 м. З метою забезпечення більш рівномірної деформації днища при завантаженнірозвантаженні і утримання нафтопродукту в засипці у разі аварійної несуцільності днища. Кількість інгібітора, його витрата визначалися експериментальним шляхом за ваговими втратами, а ефективність захисту сталі - за глибинним показником корозії сталевого холоднокатаного дроту діаметром 1,5-2,5 мм, який вводився у зазор між опорою і резервуаром перед початком експерименту. Кількість контейнерів, шт.. 13 28 45 73 Піщаний шар є хорошим абсорбентом для летких інгібіторів, і значною мірою збільшуватиме витрату речовини, що інгібує, і вартістю захисту днища. Проте, збитки при аваріях днищ і витоках нафтопродукту через несуцільності і екологічні наслідки можуть коштувати значно дорожче. Дані по кількості необхідної речовини, що інгібує, на п'ятирічний термін захисту залежно від розмірів днища і висоти піщаної засипки приведені в таблиці 2. Таблиця 2 Діаметр резервуара, м 10 20 30 Висота шару піску, м 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Кількість інгібітора, кг 4 7 11 14 18 14 29 44 58 73 33 65 98 131 163 Діаметр резервуара, м 40 50 Таким чином, головними перевагами використання запропонованого інгібітора є здатність цього інгібітора не тільки додатково гальмувати корозійний процес у сталі, але також і запобігати розтріскуванню в сталі у присутності масляних та нафтовмісних забруднень на поверхні сталевого днища резервуара, здатність зв’язувати воду в поверхневій плівці та знижувати цим її агресив Висота шару піску, м 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Кількість інгібітора, 58 116 174 232 290 91 181 272 363 454 ність, мало випаровуватися через бар’єрні матеріали у порівнянні з іншими інгібіторами, що зменшує його витрати та збільшує ефективність при тривалому захисті, а також він здатний захищати сталь за наявності сірчаних сполук і продуктів корозії, використовувати інгібітор в умовах інтервалу температур 25-45 °С та вологості до 80 мас. %. Таблиця 3 Тип інгібітора Термін захисту, років За проведеними експериментальними, проектними, дослідними роботами та за результатами серійного вживання описаного способу розроблена технологія підготовки резервуарного парку до захисту днищ, технологія захисту і контролю її НДА 5 Суміш НДА та оксіетилідендифосфонової кислоти 7 ефективності в процесі експлуатації, а також при відновленні. Бібліографічний список 1. Методы консервации оборудования, выпускаемого заводами ВПО «Союзнефтехммаш». РТМ 26-02-66-83. – М., 1983. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 96365 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601