Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Юдин Павел Евгеньевич

Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб
<
Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Юдин Павел Евгеньевич. Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб: диссертация ... кандидата технических наук: 05.16.09 / Юдин Павел Евгеньевич;[Место защиты: Самарский государственный технический университет].- Самара, 2015.- 238 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Литературный обзор 10

1.1 Типы коррозионных разрушений нефтяных трубопроводов, причины их вызывающие 10

1.2 Типы антикоррозионной защиты трубопроводов 19

1.3 Типы внутренних антикоррозионных покрытий 21

1.4 Методы оценки качества внутренних антикоррозионных полимерных покрытий (ВАКПП) нефтяных трубопроводов 38

ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования 59

2.1 Объекты исследования 59

2.2 Методы испытаний 64

ГЛАВА 3 Анализ причин разрушения внутренних антикоррозионных покрытий нефтепроводных и насосно- компрессорных труб 77

Глава 4 Исследование методов оценки качества вакпп 90

4.1 Применимость емкостно-омического (импедансного) метода для оценки пористости антикоррозионных покрытий 90

4.2 Оценка применимости методов прямого и обратного удара для определения свойств ВАКПП 96

ГЛАВА 5 Исследования методов, моделирующих разрушающие воздействия на вакпп в процессе хранения, монтажа и эксплуатации 104

5.1 Методы статического и циклического воздействия температуры на воздухе для оценки свойств покрытий 103

5.2 Методы статического воздействия температуры в жидких средах для оценки свойств покрытий 109

5.3 Разработка и применение автоклавного теста для исследования свойств ВАКПП 117

ГЛАВА 6 Разработка методики идентификации состава ВАКПП 130

ГЛАВА 7 Обобщение полученных результатов и выработка критериев контроля качества труб с вакпп 151

Основные результаты и краткие выводы 158

Список использованных источников 160

Приложения 177

Типы внутренних антикоррозионных покрытий

Одной из важнейших проблем в нефтепромысловом и нефтехимическом машиностроении на сегодняшний день является коррозионное разрушение стального оборудования, трубопроводов, фасонных изделий и емкостного оборудования [9]. Ущерб, причиненный коррозией связан с безвозвратной потерей металла, и тем самым включает в себя затраты как на ремонт преждевременно вышедшего из строя оборудования, так и на ликвидацию последствий аварий [10]. Кроме того, аварийность нефтяных трубопроводов несет за собой и экологические проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды. Все эти факторы в совокупности приводят к увеличению себестоимости добычи нефти [11]. Сокращение коррозионных потерь возможно за счет более широкого использования в практике накопленных знаний о данном процессе и методов защиты, которые уже внедряются в нефтяной отрасли. [12]. Рассмотрению понятия коррозии посвящена значительная часть работ [13 18]. Коррозией (от лат. corrosio - разъедание) металлов называют самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой [19-22]. Исходя из определения, коррозия является гетерогенным процессом, так как протекает на границе двух фаз металл – коррозионная (агрессивная) среда [20]. Основной причиной коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов, поэтому, например, в природе они всегда находятся в окисленном состоянии [14].

В процессе коррозии происходит частичное или полное разрушение металла. При этом, несмотря на то, что скорость развития коррозии незначительна, при длительной эксплуатации объектов, она может достичь критических размеров, что приведет к потере функциональных характеристик металла, герметичности или механической прочности [23]. В результате в процессе взаимодействия металла и агрессивной среды образуются продукты коррозии, которые могут оставаться на его поверхности.

Существует множество научной литературы, где рассматриваются основные классификации типов коррозионных поражений [13,15,20]. Если говорить о нефтяной отрасли промышленности, то в ней встречаются не все виды коррозии. Наиболее типичными для данной сферы являются следующие классификации.

Наиболее типичными видами разрушения являются общая коррозия и локальная (местная) коррозия. Общая коррозия - это процесс, протекающий на всей поверхности металла, находящегося под воздействием коррозионной среды [17].

Локальная (местная) коррозия - процесс, протекающий на отдельных участках поверхности металла [20]. Скорость коррозии на отдельных участках доходит до 1–10 мм/год [24]. Данный вид коррозии встречается наиболее часто. В результате происходит разрушение поверхности металла вплоть до сквозных отверстий.

Коррозия пятнами - процесс, при котором на поверхности металла образуются повреждения в виде отдельных пятен. Площадь коррозионных разрушений значительно превосходит их глубину. Глубина повреждений при этом обычно составляет 0,5-1,0 мм, поэтому данный вид коррозии является менее опасным, чем другие виды локальной коррозии.

Коррозия в виде плато – процесс, при котором на поверхности металла образуются повреждения различной формы с небольшими, но множественными язвами. Скорость данного вида коррозии может достигать 1–3 мм/год. Причиной образования таких повреждений металла может быть действие переменного тока при его утечках из кабельной линии и близком (менее 1 мм) расположении корпуса ПЭД или корпуса ЭЦН относительно обсадной колонны.

Коррозия бороздками (канавками) – процесс образования небольших по глубине протяженных бороздковидных (локальных) повреждений металла. Борозды могут быть как единичными, так и параллельно расположенными. Коррозия в виде борозд (канавок) локализуется преимущественно в местах повреждения (царапин) лакокрасочного или другого покрытия при проведении спускоподъемных операций. Скорость коррозии может достигать 1–3 мм/год [25].

Питтинговая (язвенная) коррозия – процесс, при котором скорость коррозии на одних участках выше, чем на других [16]. В ряде случаев протекание питинговой коррозии может приводить к образованию сквозных повреждений. Скорость протекания язвенной коррозии составляет до 3–10 мм/год и определяется инструментальными замерами глубины образовавшихся повреждений на поверхности металла [24].

Мейза-коррозия (mesa corrosion) – процесс повреждения металла с распространением ее очага, как в глубину, так и по плоскости, причем поверхность металла приобретает ступенчатый характер. Периодически наблюдается развитие одной язвы в другой. Распространение мейза-коррозии происходит в средах с высоким содержанием СО2. Скорость коррозии достигает 8–10 мм/год.

Контактная коррозия – процесс, протекающий между двумя разнородными по электрохимическим характеристикам металлами. Результатом контактной коррозии являются локальные коррозионные повреждения в виде язв. Подпленочная коррозия – процесс повреждения металла, происходящий под органическими пленками (лак, краска) в форме беспорядочно распределенных нитевидных пустот или пятен.

Применимость емкостно-омического (импедансного) метода для оценки пористости антикоррозионных покрытий

Еще одним методом, определяющим внутренние дефекты покрытий, является определение соотношений емкостей при частотах 2 и 20 кГц и тангенса угла диэлектрических потерь. На основании литературного обзора можно утверждать, что данная методика применяется только на территории РФ. За рубежом для определения дефектов, продуктов коррозии и окалины на границе металл-покрытие используется импедансная электрохимическая спектроскопия (EIS-спектроскопия) [118- 121].

Сущность метода заключается в определении активных и реактивных сопротивлений электрохимической ячейки, состоящей из покрытия и материала подложки, и на основание данных зависимостей делаются выводы о дефектности полимерного слоя. В связи с отсутствием в научных изданиях подтверждения применимости методов, определения пористости путем сравнения емкостей при частотах 2 и 20 кГц, в настоящей работе была поставлена цель определения пористости данным методом и сопоставления с результатами, полученными с использованием оптической микроскопии шлифов.

Эластичность характеризует стойкость покрытия к деформационным нагрузкам. Особенно важно измерение данного параметра для металлоконструкций нефтяного сортамента большого размера. Именно они изменяют свои линейные размеры во время эксплуатации, в том числе при колебании температур. Кроме того, во время транспортировки и монтажа нефтяные трубопроводы могут изгибаться под силой тяжести, что приводит к напряжению или сжатию ВАКПП [113]. Оценка эластичности покрытия может производиться по различным методикам: изгиб образца вокруг оправки определенного диаметра [109, 122, 123], сплющивание кольца, по методике аналогичной ГОСТ 8695-75, либо по удлинению свободной пленки при разрыве [124]. К недостаткам второго метода можно отнести сложность проведения испытаний на трубах большого диаметра, поскольку траверса машины для сплющивания как правило ограничена по перемещению. К недостатку метода определения удлинения при разрыве можно отнести тот факт, что испытания проводятся не на готовой конструкции, а на специально изготовленных образцах, не учитываются адгезионные связи металл-покрытие, которые существенно влияют на эластичность.

Одним из ключевых параметров, характеризующих ВАКПП, является толщина сухой пленки покрытия, поскольку при низкой толщине покрытия уменьшаются его коррозионные свойства, а при высокой - механические (в частности, ударная прочность).

Ударная прочность характеризует механическую прочность покрытия и его способность противостоять механическим нагрузкам в ходе монтажа, хранения и эксплуатации трубопроводов. В ТУ заводов-изготовителей регламентируется стойкость к прямому удару, при которой воздействие падающим грузом с энергией до 15 Дж осуществляется на наружную поверхность трубы. Однако, при толщине стенки трубы, которая может достигать 20-30 мм, очевидно, данное воздействие не приведет к появлению деформация и напряжений способных вызывать разрушения ВАКПП. Поэтому в настоящей работе поставлена задача оценки применимости методов прямого и обратного удара для оценки качества ВАКПП.

Адгезионная прочность покрытий имеет едва ли не определяющее значение для установления пригодности того или иного материала в качестве ВАКПП. Свойство адгезии покрытия заключается в его способности удерживаться на поверхности подложки под действием адгезионных сил сцепления, возникающих на поверхности раздела покрытие-подложка. Степень адгезии определяет прочность химических связей, а также их непосредственное количество, в связи с чем, определяющее значение имеют степень чистоты и однородности поверхности [114]. Поэтому такой параметр, как шероховатость поверхности увеличивает адгезию. Не следует забывать о том, что на степень адгезии также влияют и структурные характеристики, как наносимого материала, так и самой поверхности [125].

В процессе эксплуатации покрытие может испытывать различные механические и физико-химические воздействия, которые могут привести к нарушению адгезионных связей и, как следствие, вздутиям и отслоению покрытия. В результате отслоения и растрескивания покрытие утрачивает способность защищать нефтяные трубопроводы от коррозионных воздействий среды. При этом старение полимерной основы покрытия разрушение адгезионных связей имеет экспоненциальный характер и подчиняется закону Аррениуса [126]. Кроме того, учитывая опасность возникновения «кессонного отслаивания» [4], резкие перепады температуры, деформации трубопровода, а также поглощение покрытием компонентов транспортируемой среды, можно с уверенностью утверждать, что внутреннее покрытие нефтепровода должно иметь исключительно высокую адгезионную прочность.

Несмотря на столь высокую важность данного параметра, исследованию изменения адгезионной прочности ВАКПП в процессе эксплуатации нефтепроводов уделено мало внимания, а выбор критического значения адгезионной прочности осуществляется лишь на основе модельных лабораторных испытаний и не связан с результатами реальной эксплуатации изделий. Анализ рабочей документации заводов-изготовителей ВАКПП и нефтяных компаний показал, что применяются качественные (по срезу и надрезу покрытия (метод решетчатых надрезов, метод крестообразных (Х-образных) надрезов); при отслаивании; метод V-образных надрезов) и количественные (при нормальном отрыве) методы определения адгезионной прочности.

В данной работе в качестве метода определения адгезии использовался метод нормального отрыва. Несмотря на то, что метод отрыва является более трудоемким, он имеет более высокую точность определения в связи с тем, что результат выражается в физической величине - усилие отрыва лакокрасочного покрытия от основания (в кг/см2), а не в баллах, а значит исключается субъективность. Данный метод дает количественный показатель адгезии и имеет широкое применение при измерении адгезии как однослойных, так и многослойных покрытий, тем более, что он позволяет измерить адгезию каждого слоя в отдельности [113].

Свойство износостойкости покрытий определяется их способностью противостоять периодическим и/или постоянным разрушающим воздействиям в результате контакта с другими телами и средами. В соответствии с механизмом разрушения разделяют адгезионный, усталостный, абразивный и эрозионный износ [127, 128]. Адгезионный износ происходит при прилипании покрытия к соприкасающимся с ним предметам и сопровождается нагреванием поверхности, а также усталостным и абразивным износом. Усталостный износ реализуется при возникновении упругой деформации поверхности полимерного покрытия. При абразивном износе величина возникающих в поверхностных слоях покрытия напряжений превышает силы когезии и приводит к деструкции полимерных цепей и разрушению поверхности покрытия. К эрозионному износу относятся случаи разрушения поверхности покрытия под воздействием (в результате трения) малых по размеру твердых частиц (пыль, песок, льдинки и др.), содержащихся в контактирующей с покрытием движущейся жидкой и/или газообразной среде.

Методы статического воздействия температуры в жидких средах для оценки свойств покрытий

Существует целый ряд методов контроля качества ВАКПП до и после лабораторных воздействий, к которым относятся определение адгезии [163], диэлектрической сплошности [161, 162], толщины покрытия [156, 157], которые дают различную информацию о свойствах покрытий. Определение адгезионной прочности позволяет не только характеризовать снижении адгезии покрытия, но и в случае когезионного разрушения косвенно характеризует степень деструкции полимера. По величине снижения данного параметра после различного рода лабораторных воздействий можно прогнозировать ресурс работоспособности антикоррозионных покрытий.

С другой стороны существует ряд методов, входящих в требования большинства Технических условий заводов, наносящих антикоррозионные покрытия (ТУ 1390-003-52534308-2008 (ЗАО «УПоРТ»), ТУ 139000-012-01297858-01 (ООО «ЮКОРТ»,) ТУ 1381-012-00154341-02 (ООО «Предприятие «Трубопласт»)), а также в Технических требованиях ВНИИСТ РД 05.00-45.21.30-КТН-005-1-05, применение которых вызывает вопросы по их достоверности.

Поэтому в настоящей главе рассмотрены методы определения соотношений емкостей при частотах 2 и 20 кГц, прямого и обратного удара.

Применимость емкостно-омического (импедансного) метода для оценки пористости антикоррозионных покрытий В качестве объектов исследования были выбраны лакокрасочные покрытия различных производителей: 1) жидкое эпоксидно-полимерное покрытие ТРЭПП-90; 2) жидкое эпоксидно-полимерное покрытие Amercoat 391; 3) жидкое эпоксидно-полимерное покрытие ТРЭПП-ТР ; 4) порошковое эпоксидно-полимерное покрытие ПЭП-585; 5) порошковое эпоксидно-полимерное покрытие ПЭП-585, изготовленное по другой технологии по сравнению с образцом 4; 6) жидкая модифицированная эпоксидная смола – новолак ТС3000F. Измерения частотной зависимости емкости проводили согласно методике описанной в ГОСТ 9.409-88 [164] и ГОСТ 9.509-89 [165] на приборе «Измеритель R,L,C Е7-11» при частотах 2000 и 20000 Гц. Измерения проводились на 3-х образцах каждого покрытия. «Истинную» пористость и толщину покрытий измеряли металлографическим методом с помощью оптического микроскопа «Альтами» и программы «ВидеоТест-Размер 5.0». Для металлографического исследования изготовлялись шлифы поперечного сечения образцов длинной 5 см. Затем проводился осмотр поперечного сечения покрытия под микроскопом «Альтами» с увеличением 100 крат и усреднение полученных значений пористости и толщины покрытия по всей поверхности шлифа с помощью программы «ВидеоТест-Размер 5.0».

В результате проведенного исследования для всех покрытий было получено значение коэффициента соотношения емкостей при различных частотах, «истинной» пористости и толщины покрытия (таблица 4.1.1). На рисунке 4.1.1 представлены изображения покрытий при увеличении 100 крат. Таблица 4.1.1 - Соотношение емкостей при частотах 2 и 20 кГц и значения пористости исследованных покрытий

Микрошлиф покрытий. Увеличение х100 Для покрытий типа 1,2,3 характерно наличие сферических пор, количество которых зависит от качества нанесения покрытия. Можно отметить, что в покрытиях 1 и 3 наблюдаются поры размером до 200 мкм, в то время как для покрытия 2 размер пор не превышает 80 мкм. Анализируя распределение пор по поверхности покрытия можно отметить, что для покрытий 1 и 3 наблюдаются локальные скопления пор в отличие от покрытия 2, где поры распределены достаточно равномерно. В тоже время зависимости плотности распределения пор от толщины покрытия не наблюдается. Сравнивая данные результаты со значениями соотношения емкостей (таблица 4.1.1) можно сделать вывод о некоторой корреляции значения соотношения емкостей и пористости покрытия. Так максимальное соотношение емкостей наблюдается для покрытия с минимальной пористостью.

Для покрытий 4 и 5 характерны наличие пор и неоднородностей размера 50 мкм, а также равномерное распределение пор по всему сечению покрытия. Из полученных результатов очевидно, что наблюдается несоответствие между значениями соотношения емкостей и «истиной» пористостью покрытий. Так, пористость покрытия 5 хуже, чем покрытия 4, а соотношение емкостей лучше. Покрытие типа 6 не обладает пористостью как таковой (в соответствии с рисунком 4.1.1), однако по показателю соотношения емкостей данное покрытие уступает большинству из рассмотренных покрытий.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что наблюдаемые несоответствия в значениях соотношения емкостей связаны не столько с пористостью покрытий, сколько с его неоднородностью. Рассмотрим емкость экспериментальной ячейки для случая однородного и не однородного покрытия.

В случае однородного покрытия экспериментальную ячейку можно представить в виде конденсатора состоящего из двух обкладок: участок металла трубы и раствора электролита, покрытие будет служить диэлектриком (в соответствии с рисуноком 4.1.2), тогда значение емкости будет иметь классический вид:

В реальных покрытиях присутствует большое количество неоднородностей (проводящие и полупроводящие включения, поры, волокна, слои с различной проводимостью и т. п.). Наличие неоднородностей в материале покрытия проводит к появлению различных поляризационных эффектов и дополнительных электрических потерь. Существует несколько основных видов поляризации: мгновенная – совершающаяся за короткий период времени ( 10-15-10-14 с), упруго, без рассеяния энергии (электронная и ионная поляризация); замедленная – происходит за более длительный период времени ( 10-8-10-4 с) и сопровождается потерями электрической энергии (дипольно-релаксационная, ионно-релаксационная, электронно-релаксационная, миграционная, резонансная и спонтанная поляризация).

Эквивалентную схему конденсатора с неоднородным диэлектриком можно представить в виде параллельно соединнных конденсаторов (в соответствии с рисунком 4.1.3), каждый из которых отвечает за отдельный вид поляризации [177].

По эффективности влияния на свойства диэлектрика все виды поляризации можно разделить на микроскопические и макроскопические. К макроскопической поляризации относят миграционную поляризацию. При воздействии на материал электрического поля происходит направленное перемещение свободных электронов и ионов в пределах каждой неоднородности, что приводит к образованию электрического момента в макрообъме вещества. В этом случае замкнутая фазовая неоднородность с разделенными зарядами подобна гигантской поляризованной молекуле. Эта поляризация существенно повышает электрическую емкость конденсатора. Среди всех видов поляризации – миграционная – оказывается самой замедленной. В зависимости от характера неоднородностей и температуры время е установления и спада может составлять 10-5–10 -4 с [177-179].

В постоянном электрическом поле все виды поляризации успевают установиться и вносят вклад в суммарное значение емкости. При включении переменного электрического поля происходит процессы «выключающие» поляризационные эффекты, так с ростом частоты начинают «выключатся» наиболее медленные виды поляризации. Это приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости с ростом частоты, что в свою очередь приводит к изменению емкости системы. В данной работе измерения емкости проводились при частотах 2 и 20 кГц, при первой из которых максимально влияние миграционной поляризации, а при второй - она не существенна. При наличии миграционной поляризации диэлектрическая проницаемость диэлектриков претерпевает существенные изменения и с увеличением частоты резко уменьшается по закону, близкому к гиперболическому.

Однако наличие неоднородностей не всегда приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик конкретных покрытий. В частности технология изготовления некоторых покрытий предполагает специальное внедрение неоднородностей различного типа (саморасслаивающиеся, многослойные, композиционные покрытия, добавка примесей для улучшения коррозионных свойств, внедрение твердых компонентов для улучшений износостойкости). В результате модификации в структуре покрытий будут создаваться локальные неоднородности, которые будут сказываться на частотной зависимости емкости и данные покрытия, несмотря на свои высокие эксплуатационные характеристики, могут не пройти испытания на соотношения емкостей по ГОСТ 9.409-88. В связи, с чем возникает необходимость пересмотра емкостно-омического метода оценки качества современных лакокрасочных покрытий.

Основные результаты и краткие выводы

Установленное минимальное значение сброса давления в 30 атм косвенно характеризует адгезионно-когезионную прочность покрытия и может быть использовано для установления принципиальной возможности эксплуатации покрытия наряду с измерением адгезии покрытия и ударной прочности. Преимущество данного метода перед описанными в параграфах 5.1.,5.2. является возможность установления устойчивости покрытия к механическим нагрузкам непосредственно в условиях близких к эксплуатационным (в трубопроводах также возможны резкие перепады температуры) и не на локальных участках, а сразу по всей окрашенной поверхности образцов. Кроме того, становится возможным выявить области неоднородностей покрытия, обнаруживаемые по вздутиям и отслоениям после автоклавного теста. При необходимости данный метод может быть распространен и на готовую трубную продукцию, т.е. используя резкий сброс давления (с регламентированного значения) можно обнаруживать области некачественной покраски по вздутиям и отслоениям.

Например, такие испытания могут проводиться в рамках проверки герметичности трубной продукции (гидроопрессовки).

В то же время установлено, что быстрый сброс давления со 140 атм до нормального после 48 часовой выдержки исследуемых марок покрытий под давлением "сухого" азота при комнатной температуре не приводит к их разрушению. Кроме того вздутия не появляются даже при выдержке под давлением азота (100 атм, в течение 24 часов) при температуре 80 С в водном растворе NaCl (3 вес. %) и NaHCCb (0.5 вес. %) (в соответствии с рисунком 5.3.11). Такое поведение образцов может быть связано с различиями в характере растворимости углекислого газа и азота в водной среде и полимерной основе, которые в различных условиях могут различаться на несколько порядков [4, 150, 152]. лак был нанесен поверх эпоскидной основы, а у Покрытия 3 лак использовался в качестве грунтового слоя. Покрытие 1 имело эпокси-новолачную основу. Как видно из рисунков 5.3.12 - 5.3.14 у покрытий 2,3 наблюдаются многочисленные вздутия, в то время как у покрытия 1 они отсутствуют. Также у покрытия 1 не произошло изменения адгезионной (в исходном состоянии 12,3 МПа после автоклавного теста – 11,8 МПа) и ударной прочности (в исходном состоянии 12 Дж после автоклавного теста – 12 Дж), а также диэлектрической сплошности (до и после испытаний покрытие выдерживало испытательное напряжение 5 кВ/мм). Следовательно, представленная методика способна оценивать стойкость покрытий к взрывной декомпрессии.

В результате проведения испытаний двух марок покрытий с использованием специального разработанного автоклава установлена возможность оценки качества нанесения покрытия, его барьерных свойств и устойчивости к физико-химическим воздействиям среды под высоким давлением. Оценка этих свойств ВАКПП может быть произведена по показателю минимального давления декомпрессионного взрыва приводящего к разрушению (растрескиваниям, вздутиям и отслоениям) покрытия. Получаемая таким способом характеристика может быть использована для обоснования пригодности к эксплуатации покрытия определенной марки, нанесенного определенным способом, в конкретных условиях максимально приближенных к реальным. Подобные тесты могут быть использованы для экспресс-анализа в рамках приемосдаточных испытаний, долгосрочных испытаний в рамках периодических и контрольных проверок качества покрытия, а также в рамках исследовательских работ по разработке и конструированию новых видов покрытий.

Гидротермальные воздействия на образцы окрашенных изделий в 3% растворе NaCl и сырой нефти показали противоположные результаты изменения значений адгезионной и ударной прочностей. Данные методы отличаются механизмом взаимодействия среды с лакокрасочным покрытием исследуемых образцов изделий, так 3% раствор NaCl является химически активной средой для исследуемых образцов окрашенных изделий, а среда сырой нефти наоборот – физически активной. И поскольку выдержка в 3% растворе NaCl и сырой нефти приводит к противоположным результатам, для комплексной оценки потребительских свойств необходимо проводить данные исследования совместно.

Методы тепловых и гидротермальных воздействий являются долгими в исполнении. В свою очередь время в нефтяной промышленности является очень важным фактором и если результаты придут на момент уже установленных нефтяных труб с внутренним антикоррозионным покрытием, то данная работа является бессмысленной при неудовлетворительном качестве исследуемого лакокрасочного покрытия. В результате чего была предложена методика ускоренных испытаний с использованием автоклавного теста. Данная методика позволяет оценивать качество покрытий в сжатые сроки (1-14 суток), по сравнению с общепринятыми методами, продолжительность которых составляет 1000 часов. Автоклавный тест позволяет в сжатые сроки произвести оценку стойкости ВАКПП к различным средам, но и оценить стойкость покрытия к взрывной декомпрессии.

Похожие диссертации на Причины разрушения, методы оценки качества и идентификации состава внутренних антикоррозионных полимерных покрытий нефтепроводных труб