бочки для перевозки сжиженных газов что это

Газовоз: устройство и правила эксплуатации

Поскольку сжиженный углеводородный газ относится к опасным грузам, для его перевозки применяются специализированные транспортные единицы. Автомобильный газовоз состоит из шасси автомобиля (КамАЗ, МАЗ) и газовой системы (цистерны, запорно-регулирующей арматуры, насоса, измерительных приборов, предохранительных устройств и пр.).

Автоцистерны для перевозки СУГ: технические требования

Газовоз на базе автомобиля Камаз

Резервуары для газовозов изготавливаются согласно ГОСТ 21561-76, в котором предусмотрены следующие требования:

Современные требования к шасси, на которые устанавливаются цистерны, предполагают обязательное наличие АБС. Кроме того, каждый автомобиль должен обладать такими техническими возможностями, как система мониторинга ГЛОНАСС/GPS.

Запорно-регулирующие механизмы

Для заполнения резервуара автогазовоза и слива СУГ в газгольдер предусмотрен сливной узел, состоящий из нескольких шаровых кранов фланцевого соединения (смотреть рисунок). Кран КШ4 предназначен для работы с паровой фазой, а краны КШ1, КШ3, КШ7 – для наполнения/слива жидкой фазы. Стоит отметить, что слив газа с помощью данных механизмов выполняется только для заправки промышленных резервуаров. Для заправки газгольдеров, расположенных в частных хозяйствах, применяется барабан с заправочным рукавом, длина которого достигает 50 м.

Сливной узел необходим для заполнения резервуара и слива СУГ

Управление процессом заправки осуществляется с помощью пульта оператора, на котором расположено два тумблера. Один тумблер связан с донным клапаном, отвечающим за слив жидкой фракции, второй тумблер управляет забором газовой фазы. В процессе наполнения или слива СУГ оба переключателя должны находиться в положении «Открыт». Больше о заправке газовых резервуаров читайте в статье: заправка газгольдера газом – основные особенности.

Насосное оборудование

Насос для перекачки сжиженного газа должен соответствовать стандартам безопасности при работе во взрывоопасной среде. В частности, насосный агрегат Corken Z2000, который часто устанавливается на отечественных автогазовозах, изготовлен со строгим соблюдением Российских и Европейских правил и нормативных документов. Комплектный агрегат устанавливается на общей раме и состоит из шиберного насоса с приводом карданного вала коробки отбора мощности двигателя.

Технические характеристики Z2000:

Насосный агрегат Corken Z2000

Приборы для измерения и контроля

Ни один газовоз не может работать без контрольно-измерительных приборов. Подобные устройства должны проходить регулярную метрологическую проверку, поскольку отвечают не только за правильность наполнения емкости, но и за безопасность работы с пропан-бутановой смесью. Кстати, об особенностях эксплуатации СУГ можно прочитать в статье: пропан бутан для газгольдера – свойства и особенности применения.

На автоцистернах для перевозки сжиженных газов устанавливаются следующие приборы:

Для безопасной работы газовоз оснащается контрольно-измерительными приборами

Наблюдая за показателями приборов, оператор контролирует процесс заполнения/слива, предотвращая опасные ситуации. Критическим показателем манометров считается значение в 16 атмосфер, о чем свидетельствует красная отметка. Также важно следить за уровнем заполнения цистерны, который не должен превышать 85%.

Счетчик позволяет проконтролировать количество слитого газа как водителю-оператору газовоза, так и покупателю. Важно, чтобы после счетчика не было дополнительных отводов. Его выход должен быть связан только со сливным шлангом.

Счетчик для контроля слитого газа

Средства защиты оборудования

Для защиты оборудования от аварийных ситуаций предусмотрены предохранительные элементы. Одним из таких механизмов является дифференциальный байпасный клапан. Он предназначен для сброса излишков газа обратно в емкость при превышении давления на линии подачи насоса и служит для предохранения и сохранения длительного срока службы насоса.

Байпасный клапан устанавливается для сброса избыточного давления

Важным моментом является фильтрация СУГ, поскольку он может содержать различные взвешенные частицы, например окалину. Чтобы не допустить поломки насосного оборудования и предоставить конечному потребителю чистый продукт, на входе насоса устанавливается фильтр.

Такой фильтр устанавливается в газовозе для очистки СУГ

В случае поломки электронного уровнемера для определения уровня наполнения автоцистерны используется специальный кран. Трубка от запорного механизма располагается точно на уровне 85% заполнения резервуара. Если при открытии крана будет выделяться паровая фаза, значит емкость еще недостаточно наполнена, если жидкая фаза – уровень наполнения достиг предела или превысил его.

Такой электронный уровнемер применяется в газовозах

Как эксплуатировать газовоз: основные правила безопасности

Перед выездом водитель автогазовоза должен проверить техническое состояние и убедиться в исправности всего оборудования. Следует удостовериться в наличии средств огнетушения и устройства отвода статического электричества (как правило, это бронзовый штырь, расположенный рядом со сливным трубопроводом).

Слева на фото изображен бронзовый штырь, который служит устройством отвода статического электричества

Заполненную газом автоцистерну запрещается располагать недалеко от мест с открытым огнем и в местах большого скопления людей. Все манипуляции с газовыми вентилями необходимо производить осторожно, не допуская действий, которые могут привести к образованию искры. Запрещается использовать инструмент, способствующий искрообразованию.

Периодическая проверка герметичности

Важным аспектом безопасной эксплуатации газовоза является герметичность всех соединений. Чтобы избежать аварийных ситуаций, необходимо осуществлять периодическую проверку на утечку газа. Для этого каждое соединение обматывается пленочным материалом, после чего в систему закачивается азот. В пленке делается небольшое отверстие, которое смазывается мыльным раствором. Таким способом можно выявить утечку и оперативно ее устранить.

С помощью пленки, смазанной мыльным раствором, проверяется утечка газа

Доставку газа лучше доверять проверенному поставщику. Компания «Промтехгаз» имеет в своем распоряжении новые автоцистерны объемом 12 м³ на базе автомобилей КамАЗ, которые оснащены системой мониторинга ГЛОНАСС/GPS. Благодаря новому автопарку покупатель получает газовую продукцию в минимально возможные сроки.

Кстати, более подробную информацию об автономной газификации Вы найдете здесь.

Источник

2. Описание конструкции цистерны

2.1. Для перевозки сжиженных газов в СССР применяются цистерны с верхним наливом и сливом (рис. 1).
Цистерна представляет собой сварной цилиндрический сосуд со сферическими днищами 2, расположенный на четырехосной платформе 1. В верхней части цистерны по вертикальной оси симметрии имеется люк-лаз с внутренним диаметром 450 мм. Крышка люка выполнена в виде плоского фланца, на котором расположены сливо-наливная и предохранительная арматура и арматура для контроля сливо-наливных операций.
Люк вместе с арматурой закрывается предохранительным колпаком 3 диаметром 685 мм, высотой 426 мм с отверстием для выпуска газа в случае срабатывания предохранительного клапана.
Для обслуживания арматуры при сливе и наливе и для проверки ее состояния на цистерне укреплена площадка с поручнями 4 и лестницами 6 по обе стороны цистерны. Сосуд цистерны крепится к раме железнодорожной платформы стяжными хомутами 5 и к хребтовой балке лапами 8. Платформа оборудована автосцепкой, стояночным тормозом и автотормозом с рычажной передачей.

Рис. 1. Железнодорожный вагон-цистерна для перевозки сжиженных углеводородных газов.

2.2. В центре крышки люка смонтирован пружинный предохранительный клапан 7 (рис. 2), предназначенный для сброса паров сжиженного газа в атмосферу при давлении в цистерне, превышающем рабочее более чем на 15 %.

2.3. По обе стороны предохранительного клапана по продольной оси цистерны установлены два угловых сливо-наливных вентиля 4 и 9 (см. рис. 2), которые через скоростные клапаны 1 (рис. 3) соединены со сливо-наливными трубами.
Для отбора из цистерны и подачи в нее паров сжиженного газа служит угловой уравнительный вентиль 6 (см. рис. 2), соединенный через скоростной клапан с паровым пространством сосуда цистерны. Сливо-наливные и уравнительный вентили снабжены заглушками, имеющими и резьбе предохранительное отверстие, через которое и случае неисправности вентиля при отворачивании заглушки выходит сжиженный газ: боковые штуцеры вентилей имеют левую резьбу.

Рис. 2. Расположение арматуры на крышке люка железнодорожной цистерны.

Рис. 3. Схема расположения сливо-наливных и уравнительного вентилей на крышке люка железнодорожной цистерны.

Рис. 4. Схема расположения вентилей для контроля уровня налива и слива сжиженного газа в железнодорожной цистерне.

2.5. Для автоматического перекрытия сливо-наливных и уравнительной линий цистерны в случае разрыва соединительных шлангов на сливо-наливных и уравнительной трубах установлены скоростные клапаны 1 (см. рис. 3).

2.6. Термометр для измерения температуры сжиженных газов помещается в карман 5 (см. рис. 2) длиной 2796 мм, верхний конец которого заглушается пробкой.
В верхней части цистерны по продольной оси установлен узел манометродержателя 7 (см. рис. 1) на расстоянии 1170 мм от вертикальной оси симметрии. Манометродержатель состоит из штуцера, вваренного в корпус сосуда, ниппеля, игольчатого вентиля, муфты и пробки. Манометродержатель закрывается колпаком.

2.7. Техническая характеристика железнодорожного вагона-цистерны.

Источник

IX. Дополнительные требования к цистернам и бочкам для перевозки сжиженных газов

9.1. Общие требования

9.1.1. Железнодорожные цистерны должны быть рассчитаны в соответствии с нормами, согласованными в установленном порядке.

9.1.2. Цистерны и бочки для сжиженных газов, за исключением криогенных жидкостей, должны быть рассчитаны на давление, которое может возникнуть в них при температуре 50 °С.

Цистерны для сжиженного кислорода и других криогенных жидкостей должны быть рассчитаны на давление, при котором должно производиться их опорожнение.

Расчет цистерн должен быть выполнен с учетом напряжений, вызванных динамической нагрузкой при их транспортировке.

Термоизоляционный кожух цистерны для криогенных жидкостей должен быть снабжен разрывной мембраной.

9.1.4. У железнодорожной цистерны в верхней ее части должны быть устроены люк диаметром не менее 450 мм и помост около люка с металлическими лестницами по обе стороны цистерны, снабженными поручнями.

На железнодорожных цистернах для сжиженного кислорода, азота и других криогенных жидкостей устройство помоста около люка необязательно.

У цистерн вместимостью до 1000 л допускается устройство смотровых люков овальной формы размером меньшей оси не менее 80 мм или круглой формы диаметром не менее 80 мм.

9.1.6. На цистернах и бочках изготовитель должен наносить клеймением следующие паспортные данные:

9.1.7. Для бочек с толщиной стенки до 6 мм включительно паспортные данные могут быть нанесены на металлической пластинке, припаянной или приваренной к днищу в месте, где располагается арматура.

На цистернах с изоляцией на основе вакуума все клейма, относящиеся к сосуду, должны быть нанесены также на фланце горловины люка вакуумной оболочки, причем масса цистерны указывается с учетом массы изоляции с оболочкой.

9.1.8. На цистернах и бочках, предназначенных для перевозки сжиженных газов, вызывающих коррозию, места клеймения после нанесения паспортных данных должны быть покрыты антикоррозионным бесцветным лаком.

9.1.9. На рамах цистерн должна быть прикреплена металлическая табличка с паспортными данными:

Окраска железнодорожных пропан-бутановых и пентановых цистерн, находящихся в эксплуатации, и нанесение полос и надписей на них производятся владельцем цистерн.

9.1.11. Цистерны должны быть оснащены:

9.1.12. Предохранительный клапан, установленный на цистерне, должен сообщаться с газовой фазой цистерны и иметь колпак с отверстиями для выпуска газа в случае открытия клапана. Площадь отверстий в колпаке должна быть не менее полуторной площади рабочего сечения предохранительного клапана.

9.1.13. Каждый наливной и спускной вентиль цистерны и бочки для сжиженного газа должен быть снабжен заглушкой.

9.1.14. На каждой бочке, кроме бочек для хлора и фосгена, должен быть установлен на одном из днищ вентиль для наполнения и слива среды. При установке вентиля на вогнутом днище бочки он должен закрываться колпаком, а при установке на выпуклом днище кроме колпака обязательно устройство обхватной ленты (юбки).

У бочек для хлора и фосгена должны быть наливной и сливной вентили, снабженные сифонами.

9.1.15. Боковые штуцера вентилей для слива и налива горючих газов должны иметь левую резьбу.

9.1.16. Цистерны, предназначенные для перевозки взрывоопасных горючих веществ, вредных веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76, должны иметь на сифонных трубках для слива скоростной клапан, исключающий выход газа при разрыве трубопровода.

9.1.17. Пропускная способность предохранительных клапанов, устанавливаемых на цистернах для сжиженного кислорода, азота и других криогенных жидкостей, должна определяться по сумме расчетной испаряемости жидкостей и максимальной производительности устройства для создания давления в цистерне при ее опорожнении.

Под расчетной испаряемостью принимается количество жидкого кислорода, азота (криогенной жидкости) в килограммах, которое может испаряться в течение часа под действием тепла, получаемого цистерной из окружающей среды при температуре наружного воздуха 50 °С.

Под максимальной производительностью устройства для создания давления в цистерне при ее опорожнении принимается количество газа в килограммах, которое может быть введено в цистерну в течение часа при работе с полной нагрузкой испарителя или другого источника давления.

9.1.18. Организации, осуществляющие наполнение, и наполнительные станции обязаны вести журнал наполнения по установленной администрацией форме, в котором, в частности, должны быть указаны:

При наполнении наполнительной станцией цистерн и бочек различными газами администрация должна вести по каждому газу отдельный журнал наполнения.

9.1.19. Цистерны и бочки можно заполнять только тем газом, для перевозки и хранения которого они предназначены.

9.1.20. Перед наполнением цистерн и бочек газами ответственным лицом, назначенным администрацией, должен быть произведен тщательный осмотр наружной поверхности, проверены исправность и герметичность арматуры, наличие остаточного давления и соответствие имеющегося в них газа назначению цистерны или бочки. Результаты осмотра цистерн и бочек и заключение о возможности их наполнения должны быть записаны в журнал.

9.1.21. Запрещается наполнять газом неисправные цистерны или бочки, а также если:

Потребитель, опорожняя цистерны, бочки, обязан оставлять них избыточное давление газа не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2 ).

Для сжиженных газов, упругость паров которых в зимнее время может быть ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2 ), остаточное давление устанавливается производственной инструкцией организации, осуществляющей наполнение.

9.1.22. Наполнение и опорожнение цистерн и бочек газами должны производиться по инструкции, составленной и утвержденной в установленном порядке.

Наполнение цистерн и бочек сжиженными газами должно соответствовать нормам, указанным в табл. 16.

Источник

Цистерны для перевозки сжиженных углеводородных газов

Согласно классификации по ГОСТу, всего выделяют девять классов опасных грузов. Поговорим сегодня об одном из них – о сжиженных газах (СУГ).

Какой транспорт используется для перевозки СУГ

Прежде всего, стоит отметить, что существуют специальные цистерны для перевозки сжиженных газов. Они производятся согласно особым технологиям, и соответствуют высоким нормам безопасности. Транспортировка газа в других контейнерах или емкостях запрещена, поскольку это может привести к воспламенению и взрыву резервуара.

В зависимости от региона и уровня развития логистики, а также от места расположения мест добычи или переработки газа, может использоваться один из следующих видов транспорта:

В цистерны для сжиженных газов помещают опасный груз, соблюдая технологию, после чего происходит герметичное закрытие резервуара, чтобы во время перевозки не возникло непредвиденных аварийных ситуаций. Также нужно знать, что к цистернам, транспорту, а также к водителям, которые осуществляют перевозку, предъявляются высокие требования. Водители проходят специальный инструктаж, во время которого знакомятся с тем, что необходимо делать при возникновении внештатных ситуаций.

Как маркируются цистерны?

Все цистерны, которые используются для транспортировки опасных грузов, в том числе и цистерна для сжиженных углеводородных газов, окрашиваются в определенный цвет. Каждый цвет отражает степень опасности и вид груза.

Помимо цветового оформления цилиндрической части и дна котла, по всей длине наносится горизонтальная полоса (ширина 300 мм) на среднем диаметре. Это регламентируется действующими правилами перевозки опасных грузов, утвержденных на законодательном уровне.

Это далеко не весь перечень маркировок, используемых для перевозки опасных грузов. Этиловая жидкость, метанол, желтый фосфор, кислоты и жидкие химические грузы – каждый из этих видов обозначается отдельным цветом полосы и имеет определенный цвет цистерны. Но нас интересует только цвет цистерны для сжиженных газов, и он серый, с красной полосой по середине сосуда.

Особенности конструкции цистерны, используемой для перевозки СУГ

Учитывая повышенное внимание к процессу перевозки сжиженных углеводородных газов, вполне естественно, что цистерны производятся строго по установленным стандартам и соответствуют международным требованиям. Наперед хотим сказать, что описанные ниже цистерны эксплуатируются уже в течение многих десятилетий, а их производство начиналось еще во времена СССР. Сегодня выпущены и активно применяются цистерны нового поколения. Но и эти модели зарекомендовали себя как надежные и безопасные, и достаточно востребованы в сфере промышленной логистики.

Итак, контейнер цистерна для перевозки сжиженного газа выглядит следующим образом:

Цистерны нового поколения для перевозки СУГ

Сравнительно недавно, всего несколько лет назад, промышленная транспортная логистика получила новый вагон цистерна для перевозки сжиженного газа. Он относится к резервуарам нового поколения, отличается увеличенным объемом, что дает возможность увеличения массы транспортируемых сжиженных газов до 27%. Объем новой цистерны составляет 86,7 м3.

Благодаря конструктивным особенностям, железнодорожный транспорт сможет беспрепятственно проходить сложные повороты без риска создания аварийных ситуаций при транспортировке.

Также в 2019 году был представлен вниманию вагон нового поколения, конструктивно состоящий из трех тележек, конструкция которого удерживает 2 котла, общий объем которых составляет 163,1 м3. Такие жд цистерны для перевозки сжиженного газа по размерам соответствуют двум типовым цистернам четырехосного типа.

Виды цистерн для перевозки СУГ

В зависимости от вида используемого транспорта, разделяют цистерны на автомобильные и железнодорожные. Каждый из видов имеет свои конструктивные особенности, и, соответственно, требования.

Контейнер цистерна для перевозки сжиженного газа имеет специальную конструкцию, выполнена в виде сварного цилиндрического резервуара, имеет эллиптические днища. Удерживают контейнер железнодорожные тележки. С помощью стяжных болтов резервуар фиксируется к раме.

При необходимости перевозки сжиженного газа на небольшое расстояние целесообразней использовать автоцистерны. Это сосуд в форме цилиндра, в заднем днище находится люк, содержащий все приборы.

Разделяют на транспортный и раздаточный вид. с помощью транспортных перевозят большие объемы на более длительные расстояния, а раздаточные применяют для доставки СУГ конечному потребителю с разливом в баллоны.

Маркировка жд и авто цистерн осуществляется одинаково – серый цвет и красная полоса. Они соответствуют нормам безопасности, являются надежными и долговечными.

Источник

Баллоны, бочки и цистерны для сжатых, сжиженных и растворенных газов.

Баллоны изготовляются из бесшовных труб из углеродистой стали с нормальной мелкозернистой структурой без внутренних напряжений. Каждый баллон имеет ввинченный в горловину запорный вентиль с боковым штуцером для отбора газа, металлический колпак для закрывания вентиля и штуцера, башмак для установки в вертикальном положении. Около горловины баллона выбивается клеймо завода-изготовителя, содержащее паспортные данные, в том числе дату изготовления, испытания и следующего освидетельствования, а также указание фактической массы порожнего баллона (кг).

Ввиду небольшого объема баллонов их не используют на нефтеперерабатывающих предприятиях для обеспечения газами технологических процессов. Применение баллонов ограничено вспомогательными и особенно ремонтными работами. Ввиду значительной опасности, которую они представляют при неправильной эксплуатации, разработаны специальные меры по предотвращению взрывов баллонов.

Каждый баллон предназначен только для определенного газа. Поэтому введена строгая маркировка баллонов путем окраски их в разные цвета, с нанесением цветных полос и надписей. Например, кислородные баллоны окрашиваются в голубой цвет с надписью черной краской «кислород», ацетиленовые — в белый цвет с надписью красной краской «ацетилен» и т. п. Боковые штуцеры вентилей для баллонов с горючими газами делают с левой резьбой, а для кислорода и негорючих газов — с правой, чем предотвращается присоединение к баллону редукторов, не соответствующих находящемуся в нем газу, а следовательно, подача кислорода в линию горючего газа и наоборот.

Причиной взрыва баллонов могут быть удары по стенкам, особенно опасные при низких температурах (ниже минус 30 0 С), так как тогда резко снижается ударная вязкость углеродистых сталей и они становятся хрупкими. Все баллоны чувствительные к повышению температуры, поскольку при ее увеличении на каждые 2°С давление возрастает примерно на 0,1 МПа(1 кгс/см 2 ), поэтому баллоны должны предохраняться от перегрева.

Рис. Редуктор баллонный:

1 — накидная гайка; 2 —манометр высокого давления; 3— манометр низкого давления; 4 — корпус редуктора; 5—регулировочный винт.

Баллоны, находящиеся в эксплуатации, подвергаются периодическому освидетельствованию на заводах-наполнителях через пять лет, а предназначенные для заполнения газами, вызывающими коррозию (хлор, сероводород и др.) — через два года.

По определению Агентства по контролю за безопасностью работ, цистерна — это сосуд, постоянно установленный на раме железнодорожного вагона или на шасси автомобиля, а бочка — сосуд цилиндрической формы, который можно перекатывать с одного места на другое и ставить на торцы без дополнительных опор. Емкость бочек обычно не превышает 1000 л. В условиях нефтепере­рабатывающей промышленности используются главным образом цистерны для перевозки сжиженных и сжатых газов. В основном к ним предъявляются те же требования безопасности, что и к стационарным сосудам, однако есть и некоторые дополнительные требования, вытекающие из условий их эксплуатации.

Цистерны и бочки рассчитываются на давление, которое может возникнуть в них при температуре плюс 50°С, т. е. при максимально возможной в нашей стране температуре воздуха. Автоцистерны, если заранее известно, что они будут эксплуатироваться в метеорологических условиях с низкими температурами, могут быть рассчитаны и на меньшие температуры, но не ниже 35 °С, причем это указывается в паспорте цистерны.

Для предупреждения перегревания содержащегося в цистерне продукта предусматривается термическая изоляция наружных стенок несгораемым материалом. Цистерны оборудуются вентилем для слива сжиженного газа, выпуском для газовой среды, пружинным предохранительным клапаном, манометром, уровнемером. В зависимости от коррозионной активности перевозимого продукта устанавливается предохранительная мембрана, срабатывающая при превышении расчетного давления на 25%. Наружные поверхности цистерн и бочек окрашиваются в светло-серый цвет, на них наносятся предупредительные надписи и отличительные полосы соответствующих цветов.

Строго соблюдаются требования заполнения цистерн и бочек: в них должна оставаться газовая подушка, обеспечивающая при температуре 50°С непревышение давления сверх нормированного.

Цистерны и бочки освидетельствуют таким же образом, как и баллоны.

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ

Ингибиторы коррозии.

Ингибиторы коррозии – вещества, введение которых в небольшом количестве в агрессивную среду тормозят процесс коррозионного разрушения и изменение механических свойств металлов и сплавов.

Отличительная черта метода защиты конструкций от коррозии с помощью ингибиторов – это возможность при небольших капитальных затратах замедлять их коррозионное разрушение, даже если эти конструкции или оборудование давно находилось в эксплуатации. Кроме того, введение ингибиторов в любой точке технологического процесса может оказать эффективное защитное действие и на оборудование последующих технологических стадий.

Ингибиторная защита может быть применена как самостоятельный метод защиты от коррозии, а также в сочетании с другими методами – как комплексная защита.

Способностью замедлять коррозию металлов в агрессивных средах обладает множество неорганических соединений. К ним относятся хроматы, ингибиторы – нейтрализаторы (водные растворы аммиака, углекислый натрий, бикарбонат натрия, силикат натрия), полифосфаты и др.

В нефтяной и газовой промышленности в настоящее время преимущественно применяют высокомолекулярные органические ингибиторы на основе алифатических и ароматических соединений, имеющих в своем составе атомы азота, серы и кислорода с кратными связями.

Наиболее обоснованными теориями, объясняющими механизм действия органических ингибиторов, являются адсорбционная и пленочная.

Молекулы ингибиторов, доноры электронов, адсорбируются на активных местах поверхности металла, образуя с ним химические соединения. В результате хемосорбции происходит торможение скоростей анодной и катодной реакций и, следовательно, уменьшение скорости коррозии металла.

Пленочная теория основана на том, что сначала ингибитор адсорбируется на поверхности металла, а в дальнейшем образует с ним химическое соединение. При этом пленка имеет хорошие защитные свойства, когда она представляет собой труднорастворимое соединение.

Наличие двух жидких фаз в коррозионных средах нефтяной и газовой промышленности обусловило возможность применения углеводородо-растворимых и водорастворимых ингибиторов коррозии.

Углеводородрастворимые (нефтерастворимые) ингибиторы значительно снижают скорости коррозии не только в углеводородной, но и в водной фазе среды, поэтому их целесообразно использовать для защиты оборудования от коррозии в двухфазных или углеводородных средах.

Применение нефтерастворимых ингибиторов для защиты оборудования от коррозии в водных средах имеет определенные недостатки: необходимы затраты нефти или нефтепродуктов для приготовления раствора перед введением ингибитора; при защите от коррозии оборудования системы поддержания пластового давления снижается проницаемость нефтесодержащих пластов и увеличивается число кислотных обработок для увеличения приемистости нагнетательных скважин.

Для защиты оборудования от коррозии в водной среде целесообразно применять водорастворимые ингибиторы.

При использовании смеси ингибиторов возможно увеличение эффективности защиты (синергизм) или ослабление эффективности защиты (антагонизм). Возникновение антагонизма в смеси ингибиторов вредно, и такие сочетания недопустимы.

Для большинства органических ингибиторов характерно увеличение их защитного действия по мере роста их концентрации до какого-то предельного значения; при дальнейшем увеличении концентрации эффективность защитного действия не меняется.

Ингибитор вводят постоянным или периодически впрыском дозировочными насосами в чистом виде или в 10–20%-ном растворе в нефти. Ингибитор вводят из расчета 20–300 г/м 3 жидкости вообще или водной фазы.

Значительно повысить эффективность ингибиторной защиты позволяет впрыскивать ингибитор непосредственно в водную фазу с малым расходом или в зоны скопления пластовой воды, а также сразу после механической чистки трубопровода от отложений.

Наибольшее распространение вследствие высокой защитной эффективности получили отечественные ингибиторы типа ИКБ. В частности, применяемые совместно нефтерастворимый ингибитор ИКБ–4Н и водорастворимый ингибитор типа ИКБ–4В имеют защитный эффект порядка 70–90%. Из зарубежных хорошо зарекомендовали себя ингибиторы типа ВИСКО–904.

Учитывая широкое использование ингибиторов коррозии в нефтяной и газовой промышленности, необходимо выбирать такие ингибиторы, чтобы введение их в коррозионную среду не приводило к ухудшению технологических условий основного процесса, охраны труда и окружающей среды.

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ

Покрытия должны удовлетворять следующим основным требованиям:

-обеспечивать сплошность, т.е. вся поверхность металлического оборудования должна быть изолирована от окружающей коррозионной среды;

-иметь хорошую адгезию к металлу сооружения;

-обладать высокой химической и биологической стойкостью и механической прочностью для обеспечения длительного срока службы;

-не изменять своих свойств в пределах температур строительства и эксплуатации, быть стойкими при воздействии постоянных и переменных электрических напряжений;

-обладать высоким электросопротивлением, низкой влагопроницаемостью и малым влагопоглощением в течение всего срока эксплуатации.

Неметаллические покрытия подразделяются на органические и неорганические.

Органические покрытия:битумные, каменноугольные и полимерные.

Неорганические покрытия: стеклоэмали и цементные.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации органические покрытия бывают нормальные и усиленные.

Усиленный тип защитных покрытий применяют на трубопроводах диаметром 1020 мм и более независимо от условий прокладки, а также на всех сооружениях, прокладываемых:

-в засоленных почвах любого района страны;

— в болотистых, заболоченных, черноземных и поливных почвах, а также на участках перспективного обводнения;

— на подводных переходах и в поймах рек, а также на переходах через железнодорожные и автомобильные дороги;

— на территориях компрессорных, газораспределительных и насосных станций, а также установок комплексной подготовки нефти и газа;

— на участках промышленных и бытовых стоков, свалок мусора и шлака;

— на участках блуждающих токов;

— на участках трубопроводов с температурой транспортируемого продукта 313°К и выше;

— для транспортировки сжиженных углеводородов и аммиака.

Во всех остальных случаях используют защитные покрытия нормального типа.

Битумные покрытия применяют для изоляции труб диаметром не более 820 мм при температуре в трубе не выше 40°С.

Полимерные покрытия. Для защиты подземных трубопроводов используют различные полимерные материалы: поливинилхлорид в виде лент с подклеивающим слоем, полиэтилен, эпоксидные краски.

Электрохимическая защитаметалла является эффективным средством борьбы с коррозией в емкостях, подземных трубопроводах и кабелях и других подземных сооружениях. Для ее осуществления применяют главным образом катодную и протекторную защиту.

При катодной защитепользуются постоянным током от специального внешнего источника (рис.). Защищаемый объект 1 (в данном случае трубопровод) присоединяют к отрицательному полюсу источника тока 3, и он становится катодом. Положительный полюс источника тока присоединяют к специальному заземлителю 5, играющему роль анода.

Создается замкнутая электрическая цепь, по которой ток проходит от анода через землю к защищаемому трубопроводу 1 и далее к отрицательному полюсу внешнего источника 3. При этом происходит постепенное разрушение анодного заземлителя и обеспечивается защита газопровода, поскольку происходит его катодная поляризация и предотвращается стекание тока него на землю. Источником тока являются станции катодной защиты различных типов, преобразующие подводимый к ним переменный ток в постоянный или использующие химические источники питания(гальванические элементы, аккумуляторы). В качестве анодных заземлителей применяют стальные, угольные или графитовые электроды различных сечений.

Протекторная защита по принципу действия является вариантом катодной защиты. Отличие состоит в том, что в электрической цепи используется протектор, т.е. анодный заземлитель, обладающий в коррозионной среде более отрицательным электрохимическим потенциалом, чем металл защищаемого объекта (рис.)

Протектор 5, соединенный изолированными кабелями 4 с защищаемой конструкцией 1, создает короткозамкнутый гальванический элемент, в котором электролитом служит грунт, содержащий влагу, катодом – металл защищаемого объекта, анодом – металл протектора.

Возникающий защитный ток подавляет токи электрохимической коррозии и обеспечивает создание защитного электрического потенциала на защищаемом объекте (в данном случае на трубопроводе); при этом протектор, будучи анодом, подвергается постепенному разрушению.

Протектор изготавливают из цветных металлов: цинка, алюминия, магния и их сплавов. Для повышения эффективности защиты протектор устанавливают в заполнитель – активатор, приготовленный из смеси сернокислых солей, глины и воды.

Электрозащита незаменима при эксплуатации магистральных трубопроводов, подземных кабелей, резервуаров и широко применяется в промышленности.

СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Причины образования и накопления зарядов статического электричества в жидких углеводородах.

Причиной многих аварий, сопровождающихся взрывами и пожарами, являются разряды статического электричества. При транспортировке жидких углеводородов по трубопроводам, при операциях смешения, фильтрации, слива, налива, очистки резервуаров зарегистрированы случаи взрывов по причине разрядов статического электричества.

В результате движения жидких углеводородов относительно другого вещества (материал трубы, резервуара) на границе раздела жидкой и твердой фаз образуется двойной электрический слой. При движении жидкостей двойной слой частично разрушается, и в жидкости накапливается избыточное количество ионов одного знака. В изолированных системах могут накапливаться значительные заряды, и при достижении сравнительно высокого потенциала происходит разряд в виде искры.

Присутствие в потоке нефтепродуктов воздуха или других нерастворимых газов, наличие небольшого количества воды, а также твердых коллоидных частиц значительно усиливают электризацию.

Применяемые в химической промышленности жидкости, в том числе жидкие углеводороды и углеводородные топлива в большинстве своем являются хорошими диэлектриками. Экспериментально установлено, что интенсивная электризация присуща жидкостям, обладающим удельным сопротивлением в пределах от 10 8 до 10 13 Ом м. В продуктах с высоким (выше 10 13 Ом м) удельным сопротивлением генерирование статистических зарядов мало.

Удельное электрическое сопротивление жидких углеводородов и некоторых материалов, в Ом м.

По величине удельных сопротивлений большинство нефтепро­дуктов находятся в области наивысшей электризации.

Известно, что электрические заряды в трубопроводах при перекачке нефтепродуктов образуются в случае, когда имеется некоторое количество примесей. А любая диэлектрическая жидкость, как бы хорошо она ни была очищена, всегда содержит в себе определенное количество носителей электрического заряда в виде ионов или миллионов примесей, от наличия которых и зависит удельное электрическое сопротивление.

Анализ многочисленных результатов показывает, что ток электризации в значительной мере зависит от скорости перекачки жидких углеводородов и в меньшей степени зависит от длины трубопровода.

С увеличением скорости перекачки, особенно при турбулентном режиме, статическая электризация резко возрастает на начальных участках трубопровода. Далее она практически не зависит от длины трубопровода. Таким образом, скорость перекачки является определяющим фактором статической электризации жидких углеводородов.

По мнению немецких специалистов максимально допустимая скорость перекачки нефтепродуктов определена следующей зависимостью.

однако практика работы показывает, что скорость перекачки жидких углеводородов может быть выше и достигать 5 м/с, но для этого необходимо надежное заземление трубопроводов по всей их длине. Трубопровод должен доходить до дна заполняемой емкости. Кроме того, перед заполнением емкости скорость перекачки необходимо уменьшить, путем замена труб на трубы большого диаметра или вводом расширительной вставки.

В реальных условиях эксплуатации, чтобы обеспечить безопасные условия движения жидкости по трубопроводам, необходимо учитывать зависимость тока электризации от температуры. По имеющимся данным, температура в значительной степени влияет на электризацию потока жидкости. С падением температуры на 20°С электропроводность топлив и других нефтепродуктов может уменьшаться более чем на 50%, особенно если при охлаждении его выделяется вода.

Молекула воды характеризуется значительным дипольным моментом и имеет большую способность к электризации, поэтому она вступает инициатором образования дополнительных электростатических зарядов в топливе.

В присутствии воды процесс электризации дополнительно осложняется еще тем, что многие имеющиеся в органических жидкостях растворимые примеси вымываются водой, так как растворимость их в воде выше. Электрическое сопротивление жидкости при этом увеличивается.

Все вышесказанное относится к среде, в которой разбрызгивание жидкости не происходит. Если же технологический процесс связан с разбрызгиванием жидкости, происходит значительная дополнительная электризация. В ходе распыления струи на отдельные капельки, мелкие и крупные капли приобретают заряды противоположных знаков. В резервуаре может возникнуть облако мелких капель, несущих подобно грозовому облаку значительный электрический заряд одного знака. При определенных условиях, когда этот заряд достаточно велик, возможен электрический разряд, который может привести к воспламенению паров жидкости. Отсюда возникает естественное требование избегать заполнения резервуаров легковоспламеняющимися и горючими жидкостями свободно подающей струей.

Источник