Опыт достижения оптимального уровня противокоррозионной защиты оборудования астраханского газоперерабатывающего завода

На сайте указаны цены без учета индивидуальных скидок. Уточняйте, пожалуйста, точную цену у менеджера.

Задать вопрос
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по данному решению

УДК 620.197.6:665.62
А.Ф. Коренякин; А.Е. Бакланов; Г.А. Бегунова, e-mail: gbegunova@astrakhan-dobycha.gazprom.ru
ООО «Газпром добыча Астрахань» (Астрахань, Россия).

На начальном этапе эксплуатации Астраханского газоперерабатывающего завода (ГПЗ) при проведении мониторинга были определены объекты, наиболее подверженные коррозионно-эрозионному износу. Так, после выхода Астраханского ГПЗ на проектную мощность максимальная скорость коррозии абсорберов установок аминовой очистки газа У-72 и У-41, предназначенных для очистки сырого отсепарированного газа от сероводорода Н2S, оксида углерода СО2 и части сероорганических соединений водным раствором диэтаноламина (ДЭА), по данным УЗТ и образцам-свидетелям, достигала 3–5 мм/год.

В связи этим с 2000 г. началась активная работа по поиску методов снижения коррозионного влияния на внутреннюю поверхность данных аппаратов. В 2000–2002 гг. были проведены испытания 24образцов систем внутренних защитных покрытий производства «Рокор», Smart systems GmbH, «АДРЕМ», SIGMA, «КОЛУМБУС», THRANE & TRANE, JOTUN. Все покрытия не выдержали испытаний. На основании внутренних осмотров аппаратов и по результатам толщинометрии было определено, что наиболее активные коррозионные процессы наблюдаются в нижней части абсорберов в зоне между второй тарелкой и уровнем жидкости.

В указанной зоне коррозионно-эрозионные поражения имели различный характер в зависимости от места расположения в аппарате:

  • внутри сливных карманов двух первых тарелок наблюдаются локальная коррозия корпуса аппарата в виде язв с размытым нижним краем, а также сквозная коррозия крайних зон опорных колец поддона и вертикальных опорных элементов сливных перегородок;
  • в зоне ввода газа в районе опорных колец первой тарелки и поддона в корпусе аппарата встречаются поражения в виде пятен и полос различной формы и глубины;
  • на стенках аппарата в местах перелива абсорбента через сливные планки поддонов и в местах отсутствия герметичности между полотном тарелок и опорными кольцами коррозия носит локальный характер в виде вымывания металла.

В целях защиты кубовой части абсорберов Астраханского ГПЗ от ударного действия газожидкостного потока был испытан ряд соответствующих конструкций.

Защитный экран представляет собой съемную конструкцию, состоящую из П-образных панелей из нержавеющей стали, расположенных между поясами на трех уровнях по всему периметру аппарата в зоне от первой тарелки до верхнего края нижнего люка-лаза. Эксплуатация экрана позволила уменьшить эрозионное воздействие потока насыщенного амина на стенки абсорбера. Однако попадание абсорбента между корпусом и экраном из-за перелива жидкости около стенки аппарата, а также утечки абсорбента вследствие отсутствия герметичности между полотном тарелки и опорными элементами значительно уменьшили его эффективность.

В связи с этим были внесены изменения в конструкцию переливных устройств тарелок, находящихся в зоне ввода газа. Реконструкция заключалась в увеличении высоты сливных планок поддона двух нижних тарелок в зоне контакта со стенкой аппарата вплоть до уровня выше расположенной тарелки в целях исключения возможности перелива абсорбента около корпуса аппарата. Увеличение высоты планок поддонов также создает ровную вертикальную поверхность уплотнения для панелей защитного экрана.

Данные мероприятия позволили сохранить все технологические параметры аппарата и уменьшить скорость коррозии более чем в три раза – с 4,4 до 1,5 мм/год.

Все способы изменения конструкции аппарата дали положительный эффект, однако скорость коррозии стенок аппаратов оставалась достаточно высокой, а в случае применения защитного экрана сохранялся локальный характер коррозионных процессов, значительно уменьшая возможный срок безопасной эксплуатации аппаратов. Вопрос о необходимости защиты внутренней поверхности покрытием оставался актуальным.

Специалистами ООО «Газпромдобыча Астрахань» совместно с ООО «ТСЗП» была разработана схема ремонта абсорберов и испытан (на образцах из углеродистой стали) ряд покрытий для решения поставленной задачи. На основании проведенных испытаний было выбрано покрытие типа NiCrMo (с применением порошка Х28Н10М5С1) и создана роботизированная установка ТСЗП-SB500 для нанесения защитного покрытия в зоне кубовой части аппарата. Впервые на Астраханском ГПЗ однослойное металлизационное покрытие было нанесено в ноябре 2002 г. В последующие годы все абсорберы сероочистки У-172/272 были защищены этим покрытием. Анализ данных ультразвуковой толщинометрии и результатов внутренних осмотров показал, что защитное металлизационное покрытие обеспечило эффективную защиту от коррозионно-эрозионного износа кубовых частей абсорберов сероочистки Астраханского ГПЗ.

Однако необходимо отметить, что после 1,5–2 лет эксплуатации была выявлена подпленочная коррозия на металле с однослойным металлизированным покрытием в жидкой среде с высоким содержанием сероводорода.

В связи с этим разработчиком покрытия ООО «ТСЗП» был предложен вариант двухслойного покрытия, составленного из подслоя и основного слоя. Специальный подслой предотвращает возникновение и развитие подпленочной коррозии, обеспечивая тем самым гораздо бόльшую коррозионную стойкость покрытия в жидкой фазе.

В июле 2006 г. внутри абсорбера С01 1У172 было нанесено металлизационное покрытие по новой технологии с применением двухслойного покрытия. В двухслойном покрытии первый слой образуется с применением порошка на основе высоколегированной стали Х14Н7С3Р3, имеющего точку плавления 1060 ºС, что позволяет наносить его в более расплавленном состоянии и получить менее пористое покрытие, чем для верхнего слоя, получаемого с применением порошка на основе высоколегированной стали Х28Н10М5С1 (точка плавления – 1975 ºС). Таким образом, двухслойное покрытие исключает контакт среды с основным металлом и предотвращает возникновение подпленочной коррозии – основной причины разрушения однослойного покрытия. Для снижения пористости и шероховатости напыленной поверхности наносится пропитка – двухкомпонентный термостойкий лак МД-350.

По результатам осмотров двухслойного покрытия во время плановых остановов в 2007 и 2008 гг. абсорбера С01 1У172 было установлено, что в нижней части зоны напыления не выявлено наблюдавшихся ранее типичных повреждений металлизационного покрытия (отслоений, трещин). Это свидетельствует об увеличении прочности сцепления и непроницаемости покрытия, контактирующего с жидкой фазой. В связи с лучшими результатами осмотра в 2007 г. было рекомендовано применение данного двухслойного покрытия при напылении остальных абсорберов.

В настоящее время для защиты внутренней поверхности абсорберов применяется двухслойное металлизационное покрытие, обеспечивающее достаточную защиту поверхности металла в течение минимум четырех лет.

Все внедренные защитные мероприятия были направлены на уменьшение скорости коррозии в зоне ввода газа и обеспечили антикоррозионную защиту только в зоне от второй тарелки до нижнего люка-лаза Н-1 (верхняя часть куба – выше уровня раздела фаз).

Однако с учетом длительного срока эксплуатации и скорости коррозии нижней части куба корпуса (до 1,0 мм/год) и нижнего днища (до 0,5 мм/год) толщина основного металла аппаратов приблизилась к отбраковочной. Коррозионные разрушения металла носят преимущественно равномерный характер. В случае сохранения таких скоростей коррозии в ближайшие годы встанет вопрос о необходимости замены нижней обечайки и днища корпуса.

В объем ремонта по замене нижней обечайки (V11) и нижнего днища (№ 2) войдут мероприятия по демонтажу, транспортировке, сварке толстостенных элементов и грузоподъемные работы на крупногабаритных элементах колонны, по обвязке трубопроводами, установке лестниц и площадок обслуживания. Однако проведение ремонта колонны 72С01 весом 380 т и высотой почти 40 м требует значительных финансовых затрат на закупку дорогостоящего оборудования и ресурсоемкие механомонтажные работы в стесненных условиях. Кроме того, предприятие понесет убытки от выпадающей прибыли в связи с длительным простоем установки. В 2017 г. для защиты от коррозии нижней обечайки (V11) и нижнего днища (№ 2) корпуса аппарата 72С01 АГПЗ нанесено двухслойное металлизированное покрытие «Плакарт-НА-01.6.С».

Отличительной характеристикой материала подслоя «Плакарт-01.6-НА», основу которого составляет высоколегированная сталь Х14Н7С3Р3, является возможность нарастить толщину основного металла до 500 мкм (0,5 мм), что особенно важно в условиях эксплуатации нижней обечайки и нижнего днища с толщинами, близкими к минимально допустимым. Материал основного слоя «Плакарт-01.3-НА», основу которого составляет высоколегированная сталь Х28Н10М5С1 толщиной 150–250 мкм, обеспечивает покрытию стойкость к эрозионному и коррозионному износу. Материал пропитки МД-350 выполняет функцию снижения пористости и шероховатости готового покрытия.

ПРОВЕДЕННЫЕ РАБОТЫ ПО ЗАЩИТЕ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АППАРАТОВ ОТ КОРРОЗИИ ПОЗВОЛИЛИ:

  1. продлить ресурс работы технологического оборудования Астраханского ГПЗ;
  2. повысить безопасность его эксплуатации;
  3. получить значительный экономический эффект от реализации этих мероприятий.
Заказать услугу
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.