Улучшение эксплуатационных свойств защитных жидкостей для баков-аккумуляторов энергетических предприятий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат технических наук Шарафутдинова, Дина Вазировна

• Шарафутдинова, Дина Вазировна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шарафутдинова, Дина Вазировна

СОДЕРЖАНИЕ

С.

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Основные факторы, влияющие на характер и кинетику коррозии резервуарного оборудования

1.2 Методы защиты резервуарного оборудования систем

теплоснабжения от коррозии

1.3 Защитные жидкости для баков-аккумуляторов горячего

водоснабжения энергетических предприятий

1.3.1 Состав и свойства производимых защитных жидкостей

1.3.2 Технология применения защитных жидкостей

1.3.3 Срок службы защитных жидкостей

1.4 Утилизация отработанных защитных жидкостей

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Характеристика масла

2.1.2 Характеристика полимеров

2.1.3 Характеристика ингибиторов

2.1.4 Характеристика деэмульгаторов

2.1.5 Характеристика битумов

2.1.6 Характеристика ВНИИНМ-33/80

2.2 Методы исследования

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАГУСТИТЕЛЯ НА

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЗАЩИТНОЙ ЖИДКОСТИ

3.1 Влияние молекулярной массы полиизобутилена

на вязкость защитной жидкости

3.2 Исследование эксплуатационных свойств защитных жидкостей

на основе низкомолекулярных полимеров

3.2.1 Вязкостные свойства

3.2.2 Газопроницаемость

3.2.3 Защитные свойства

3.2.4 Поверхностные свойства

4 ОЦЕНКА СРОКА СЛУЖБЫ ЗАЩИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ БАКОВ-

АККУМУЛЯТОРОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

4.1 Прогнозирование срока защиты бака-аккумулятора

защитными жидкостями после 4-х лет эксплуатации

4.2 Пример определения срока службы защитной жидкости

АГ-4И после 4-х лет эксплуатации

5 УТИЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ ЗАЩИТНЫХ

ЖИДКОСТЕЙ

5.1 Контактная очистка с использованием адсорбентов

5.2 Очистка с использованием избирательных растворителей

5.3 Использование отработанной защитной жидкости в качестве компонентов товарных смазочных и консервационных продуктов

5.3.1 Пластичная литиевая смазка

5.3.2 Консервационный состав ВНИИНМ-33/80

5.3.3 Пленкообразующие ингибированные нефтяные составы

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А (обязательное). Справка об использовании

методики и технологических режимов при производстве

герметизирующей (защитной) жидкости АГ-4И

Приложение Б (обязательное). Методика оценки срока защиты

баков-аккумуляторов герметизирующими жидкостями после

4-х лет эксплуатации

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена решению актуальной проблемы энергетической отрасли -предотвращению коррозионного разрушения резервуарного оборудования систем горячего водоснабжения. Работа заключается в исследовании физико-химических и эксплуатационных свойств защитных жидкостей, применяемых в качестве антикоррозионной защиты металлических баков-аккумуляторов горячего водоснабжения (БАГВ) в открытых системах теплоснабжения.

В работе рассмотрена возможность изменения состава используемой в настоящее время защитной жидкости АГ-4И путём применения в качестве загущающего компонента низкомолекулярных полимеров вместо высокомолекулярных полиизобутиленов с целью расширения сырьевой базы и усовершенствования технологического процесса производства.

Разработана методика оценки состояния защитной жидкости для определения возможности увеличения её срока службы сверх установленного нормативно-технической документацией без ущерба для оборудования.

Особое внимание в работе уделено проблеме утилизации отработанной защитной жидкости. Рассмотрены возможности применения методов контактной очистки и избирательных растворителей для получения базового масла из отработанных защитных жидкостей, а также рассмотрены варианты их утилизации использованием в качестве компонентов смазочных и консервационных материалов.

Диссертация изложена на 130 листах машинописного текста и состоит из аннотации, введения, пяти глав, выводов, списка сокращений, списка использованных источников литературы. Библиография включает 63 наименования источников. Диссертация включает 37 таблиц, 26 рисунков, 2 приложения и оформлена согласно ГОСТ Р 7.0.11 - 2011 «Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления».

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение эксплуатационных свойств защитных жидкостей для баков-аккумуляторов энергетических предприятий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Обеспечение надёжного функционирования систем централизованного тепло- и водоснабжения городов и промышленных предприятий является важной задачей энергетической отрасли. Основной причиной недолговечности теплосетей является коррозионное разрушение оборудования, срок службы насосов при этом сокращается до 3 раз, резервуаров и теплообменного оборудования — до 4 раз, трубопроводов - до 10 раз по сравнению с проектируемым [1]. Исследования городских теплосетей свидетельствуют, что основной причиной коррозионного разрушения оборудования является внутренняя коррозия, обуславливаемая в ряде случаев лишь на 10 % нарушениями качества подпиточной воды, и на 90 % повторным насыщением воды кислородом, несмотря на качественную водоподготовку [2]. Коррозионному разрушению особенно подвержены баки-аккумуляторы горячего водоснабжения, предназначенные для хранения запаса воды, необходимой для выравнивания потоков и бесперебойной подачи воды потребителям независимо от пиковых нагрузок. Температура подаваемой воды может достигать 95 °С [3].

Для защиты поверхности баков-аккумуляторов от коррозии используются защитные жидкости типа АГ-4И, представляющие собой растворы высокомолекулярных полимеров в минеральном масле. Согласно классификации смазочных материалов, индустриальных масел и родственных продуктов (класс Ь) по ГОСТ 28549.8-90 (ИСО 6743-8-87) защитные жидкости относятся к группе Я - продукты, обеспечивающие временную защиту от коррозии. «Временная защита» подразумевает возможность её удаления через определенное время (растворением, промывкой, механическим путем).

Создавая на поверхности воды плавающий слой, защитные жидкости способны предотвращать насыщение деаэрированной воды кислородом из окружающей среды, а также предотвращать испарение горячей воды [4, 5].

)

В настоящее время более 50 % энергетических предприятий на всей территории России используют защитные жидкости [6]. Объём производства защитных жидкостей составляет 1200 т/год.

Способ антикоррозионной защиты металлических резервуаров с применением защитных жидкостей разрабатывался во ВНИИНЕФТЕМАШ в период 1965 - 1978 гг. Результаты этих разработок легли в основу современного способа защиты баков-аккумуляторов с использованием защитных жидкостей. [1,7]. Однако в ранее проводимых исследованиях не рассматривалась возможность использования альтернативных загустителей в составе защитных жидкостей. До настоящего времени не существует обоснования срока службы защитных жидкостей, не предложены способы утилизации отработанных защитных жидкостей.

Заключение диссертации по теме «Химия и технология топлив и специальных продуктов», Шарафутдинова, Дина Вазировна

110 выводы

1 Проанализирован опыт эксплуатации в энергетической промышленности баков-аккумуляторов горячего водоснабжения, в которых в качестве средства антикоррозионной и антиаэрационной защиты используются составы на основе загущенных индустриальных масел. Определены основные направления улучшения эксплуатационных свойств защитных жидкостей и эффективных способов их утилизации.

2 Исследованы вязкостные свойства защитных жидкостей на основе полиизобутиленов с молекулярными массами 85 тыс. и 200 тыс. (П-85 и П-200), установлено, что загущающая способность полимера П-200 почти в 2 раза выше.

3 Исследована зависимость динамической вязкости растворов полимера П-200 в индустриальном масле И-20А от концентрации полимера и температуры и установлена ее корреляция с условной вязкостью, определяемой по шариковому вискозиметру.

4 Получена эмпирическая зависимость условной вязкости индустриального масла от концентрации высокомолекулярного полиизобутилена, позволяющая рассчитывать оптимальное соотношение компонентов защитной жидкости в процессе производства.

5 Установлено, что для получения защитной жидкости с условной вязкостью 30 - 60 с концентрация маслонаполненного низкомолекулярного бутадиенового каучука (МНПБ), должна составлять 27,5 - 32 мае. %, низкомолекулярной полиизобутиленовой присадки (КП-20С) 33 - 38 мае. %, высокоокисленного атактического полипропилена (В Al 111) 35 - 42,5 мае. %.

6 Проведены сравнительные исследования вязкостных, защитных, антиаэрационных свойств растворов высокомолекулярного полиизобутилена (П-200) и низкомолекулярных загустителей: полибутадиенового каучука (МНПБ), полиизобутиленовой присадки (КП-20С) и высокоокисленного атактического полипропилена (ВАПП) в И-20А. Показано, что оптимальными эксплуатационными свойствами обладает раствор высокомолекулярного полиизобутилена.

7 Установлена связь между работой адгезии к металлу защитной жидкости и степенью шероховатости поверхности. Величина работы адгезии составила 59,4; 58,2 и 60,1 мН/м для шлифованной (шероховатость 5 - 10 мкм), полированной (0 мкм) и обработанной пескоструйным методом (50 - 100 мкм) поверхностей, соответственно.

8 Предложена и внедрена на энергетических предприятиях России методика оценки работоспособности защитной жидкости с использованием комплексного показателя защитной способности, что позволило значительно продлить срок эффективного использования защитной жидкости.

9 Установлена возможность получения из отработанной защитной жидкости индустриального масла И-20А с выходом до 90 % мае. с помощью избирательного растворителя метилэтилкетона.

10 Предложено использовать отработанную защитную жидкость в качестве дисперсионной среды литиевой пластичной смазки и компонента плёнкообразующего нефтяного состава на битумной основе.

11 Разработан консервационный материал, включающий отработанную защитную жидкость, ингибитор коррозии Телаз-ЛСа и деэмульгатор Нефтенол БС, превосходящий по эксплуатационным свойствам существующий состав для консервации оборудования в одном цикле с гидроиспытанием -ВНИИНМ-33/80.

112

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шарафутдинова, Дина Вазировна, 2013 год

Список использованных источников литературы

1. Яковлев, Д.А. Исследование коррозионного разрушения и разработка способа защиты резервуарного оборудования в системах водоснабжения: дис. ... канд. техн. наук: 05.17.14 / Яковлев Дмитрий Александрович. - М., 1979. - 189 с.

2. Ямлеева, Э.У. Предотвращение повторного насыщения газами деаэрированной воды в системах теплоснабжения / Э.У. Ямлеева, В.И. Шарапов // C.O.K. - 2006. - № 7. - С. 7 - 9.

3. Татур, И.Р. Коррозионное разрушение резервуарного оборудования в теплофикационных и охладительных системах водоснабжения / И.Р. Татур, Д.А. Яковлев, A.A. Шереметова, В.Г. Спиркин, Д.В. Шарафутдинова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2012. - №3. - С. 23 - 28.

4. Методические указания по оптимальной защите баков-аккумуляторов от коррозии и воды в них от аэрации: РД 153-34.1-40.504-00. -М., 2000. - 18 с.

5. Типовая инструкция по технической эксплуатации баков-аккумуляторов горячей воды в системах коммунального теплоснабжения: МДК 4-04.2002. - М., 2002.-40 с.

6. Татур, И.Р. Применение герметизирующих жидкостей для защиты от коррозии баков-аккумуляторов / И.Р. Татур, Ю.А Мусалов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2007. - №4. - С. 18.

7. Яковлев, Д.А. Применение герметизирующей жидкости АГ-4 для защиты от аэрации деаэрированной воды в баках аккумуляторах теплосети / Д.А. Яковлев, A.A. Шереметова, В.И. Савин [и др.] // Труды института ВНИПИЭНЕРГОПРОМ. -1975.-№7.-С. 53-61.

8. Балабан-Ирменин, Ю.В. Защита от внутренней коррозии трубопроводов водяных тепловых сетей / Ю.В. Балабан-Ирменин, В.М. Липовских, А.М. Рубашов. — М.: Издательство «Новости теплоснабжения», 2008. - 288 с.

9. Громов, Н.К. Городские теплофикационные системы / Н.К. Громов. — М.: Энергия, 1974.-256 с.

10. Ланин, И.С. Развитие теплофикации Ленинграда. Сборник «Теплофикация СССР» / И.С. Ланин. - М.: Энергия, 1977. - С. 267 - 283.

И. Балабан-Ирменин, Ю.В. Причины увеличения повреждений трубопроводов теплосети от внутренней коррозии / Ю.В. Балабан-Ирменин, В.М. Липовских, С.Е. Бессолицын [и др.]// Теплоэнергетика - 1993 — № 12. — С. 71 - 74.

12. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 24.03.03: ввод, в действие с 01.08.03. - М.: ЭНАС, 2004.-208 с.

13. Типовая инструкция по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения: МДК 4-02.2001. -М., 2001. - 55 с.

14. Жук, Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов : учебное пособие для металлургических специальностей вузов / Н.П. Жук. - 2-е изд., стер. — М.: Альянс, 2006. - 472 с.

15. Алькозин, П.А. Предупреждение коррозии оборудования технического водо - и телоснабжения / П.А. Алькозин. - М.: Металлургия, 1988. - 95 с.

16. Улиг, Герберт Г. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику / Герберт Г. Улиг, Р. Уинстон Реви. - Л.: Химия, 1989. — 455 с.

17. Сазонов, Р.П. Применение метода поляризационного сопротивления для измерения скорости коррозии / Р.П. Сазонов, Н.И. Гришанина // Водоснабжение и санитарная техника. - 1989. - № 12. - С. 34 -36.

18. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 19.06. 03. - М.: ЭНЕРГОСЕРВИС, 2003. - 342 с.

19. Ямлеева, Э.У. Совершенствование технологии защиты воды систем теплоснабжения от вторичного насыщения коррозионно - агрессивными газами: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.14.14 / Ямлеева Эльмира Усмановна. - Ульяновск, 2005. - 157 с.

20. Лапотышкина, Н.П. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых сетей / Н.П. Лапотышкина, Р.П. Сазонов. - М.: Энергоиздат, 1982. -200 с.

21. Шарапов, В.И. Проблемы термической деаэрации воды для систем теплоснабжения / В.И. Шарапов // Новости теплоснабжения. — 2008. - № 6. — С. 46-49.

22. Матвеев, В.И. Оценки внутреннего состояния баков-аккумуляторов по индикаторам коррозии / В.И. Матвеев, С .Я. Алибеков // Новости теплоснабжения. -2008.-№2.-С. 22-26.

23. Балабан-Ирменин, Ю.В. Снижение кислородной коррозии в сетевой воде трубопроводов теплосети после ремонта / Ю.В. Балабан-Ирменин, Н.Г. Фокина // Энергетик. - 2004. - № 1. - С. 31 - 32.

24. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

25. Татур, И.Р. Методы защиты резервуарного оборудования систем теплоснабжения от коррозии / И.Р. Татур, Д.В. Шарафутдинова, Д.А. Яковлев, A.A. Шереметова, В.Г. Спиркин // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2012. -№ 9. - С. 5 - 7.

26. ТУ 2312-004-1228879-99. ЦВЭС. композиция антикоррозионная цинкнаполненная.

27. ТУ 2312-132-05034239-99. Тепколор - Пигма. Антикоррозионная цинкнаполненная краска.

28. ГОСТ 28549.8-90. Смазочные материалы, индустриальные масла и родственные продукты. (Класс L). Классификация. Группа R. (Временная защита от коррозии). - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1991. - 4 с.

29. Балабан-Ирменин, Ю.В. Уменьшение содержания кислорода в сетевой воде / Ю.В. Балабан-Ирменин, Н.Г. Фокина, В.М. Липовских, Р.П. Сазонов // Новости теплоснабжения. - 2010. - № 10. - С. 30 - 36.

30. Каплан С.З. Вязкостные присадки и загущенные масла / С.З. Каплан, И.Ф. Радзевенчук. - Л.: Химия, 1982. - 136 с.

31. Минскер, К.С. Изобутилен и его полимеры / К.С. Минскер, Ю.А. Сангалов. - М.: Химия, 1986. - 224 с.

32. ГОСТ 13303-86. Полиизобутилен высокомолекулярный. Технические условия. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1997. - 12 с.

33. Тагер, A.A. Физико-химия полимеров : учеб. пособие для хим. фак. ун-тов / A.A. Тагер; под ред. A.A. Аскадского. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Научный мир, 2007. - 573 с.

34. Шур, A.M. Высокомолекулярные соединения : учебник для ун-тов / A.M. Шур. - 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1981. - 656 с.

35. Каргин, В.А. Краткие очерки по физико-химии полимеров / В.А. Каргин, Г.Л. Слонимский. - М.: Химия, 1967. - 230 с.

36. Пасынский, А.Г. Коллоидная химия / А.Г. Пасынский. - М.: Высшая школа, 1968.-232 с.

37. Папок, К.К. Сборник работ по исследованию авиационных масел и топлив / К.К. Папок, Л.И. Саранчук. - М.: Изд-во Аэрофлота, 1938. - 146 с.

38. Моторные топлива, масла и жидкости. Т. 2; под ред. К.К. Папок, Е.Г. Семенидо. - М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1953. - 343 с.

39. Фукс, Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов / Г.И. Фукс. - М.; Ижевск: Ин-т компьют. исслед., 2003. - 328 с.

40. Виноградов, Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. -М.: Химия, 1977.-438 с.

41. Абдуллин, М.И. Высокоиндексные вязкие масла с полимерными добавками / М.И. Абдуллин, Л.И. Ахматов, А.Р. Халимов, В.В. Матвеева // Химия и технология топлив и масел. - 1998. - № 6. - С. 33 — 34.

42. ТУ 26-02-592-83. Герметизирующая жидкость АГ-4И.

43. ТУ 0258-014-00151911-97. Герметизирующая жидкость АГ-5И.

44. В СКО внедряется новая технология утилизации отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.zakon.kz/! 19177-v-sko-vnedriaetsia-novaia-tekhnologija.html - Загл. с экрана.

45. Пат. 21574 Республика Казахстан, МПК С04В 26/26, С04В 111/27 (8). Асфальтобетонная смесь / Дюрягина А.Н., Островной К.А., Болатбаев К.Н., Луговицкая Т.Н.

46. Нехорошева, A.B. Научные основы методов и средств безопасной утилизации отходов производства изотактического полипропилена: автореф. дис. ...д-ра техн. наук: 25.00.36 / Нехорошева Александра Викторовна. — СПб., 2009.-32 с.

47. Богданова, Т.Н. Ингибированные нефтяные составы для защиты от коррозии / Т.И. Богданова, Ю.Н. Шехтер. - М.: Химия, 1984. - 248 с.

48. DIN 53019-1-2008. Вискозиметрия измерение вязкости и кривых текучести посредством ротационных вискозиметров. Часть 1. Принципы и геометрия измерения.

49. Лурье, Ю.Ю. Химический анализ производственных сточных вод / Ю.Ю. Лурье, А.И. Рыбникова - М.: Химия, 1984. - С. 45 - 54.

50. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / Ю.Г. Фролов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1988. - 464 с.

51. Зимон, А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон. - 5-е изд., перераб. и доп. -М.: АГАР, 2007.-344 с.

52. Методика оценки срока защиты баков-аккумуляторов герметизирующими жидкостями после 4-х лет эксплуатации. М.: ЦПТИиТО ОРГРЭС, 2008. - 12 с.

53. Майко, Л.П. Комплексный. показатель защитной способности консервационных материалов / Л.П. Майко, А.Б. Энглин, И.А. Прокопьев [и др.] // Химия и технология топлив и масел. - 1986. - № 6. - С. 33 - 35.

54. Майко, Л.П. Прогнозирование защитной эффективности консервационных материалов / Л.П. Майко, А.Б. Энглин, Е.С. Чершуков [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1985. - № 4. - С. 11-13.

55. Черножуков, Н.И. Технология переработки нефти и газа. Ч. 3. Очистка нефтепродуктов и производство специальных продуктов / Н.И. Черножуков; под ред. A.A. Гуреева, Б.И. Бондаренко. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1978. -424 с.

56. Евдокимов, А. Ю. Экологические проблемы утилизации отработанных смазочных материалов: дис. ... докт. техн. наук: 11.00.11, 05.17.14 / Евдокимов Александр Юрьевич. - М., 1997. - 321 с

57. Шарафутдинова, Д.В. Регенерация отработанных защитных жидкостей с применением избирательных растворителей / Д.В. Шарафутдинова, И.Р. Татур, Ю.А. Мусалов, Т.И. Сочевко // Химия и технология топлив и масел. - 2010. - № 1. -С. 12-14.

58. Татур, И.Р. Выбор технологических параметров растворения высокомолекулярного полиизобутилена в индустриальном масле / И.Р. Татур, Г.Г. Немсадзе, Д.В. Шарафутдинова, Ю.А. Мусалов // Химия и технология топлив и масел. - 2009. - № 5. - С. 41 - 42.

59. Шехтер, Ю.Н. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества / Ю.Н. Шехтер, В.М. Школьников, С.Э. Крэйн, JI.H. Тетерина. - М.: Химия, 1978. -304 с.

60. Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов: Сборник материалов, посвященных научной деятельности проф. Г.И. Фукса; под ред. Фукса И.Г., Туманяна Б.П. - М.: Техника : ТУМА ГРУПП, 2001. - 96 с.

61. Мицеллобразование, солюбилизация и микроэмульсии; под ред. К. Митгела. - М.: МИР, 1980. - 600 с.

62. Шехтер, Ю.Н. Рабоче-консервационные смазочные материалы / Ю.Н. Шехтер, В.М. Школьников, Т.И. Богданова, В.Д. Милованов. - М.: Химия, 1979.-256 с.

63. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение : Справочник / И.Г. Анисимов^К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов [и др.]; под ред. В.М. Школьникова. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Техинформ, 1999. — 596 с.

Приложение А (обязательное) СПРАВКА

об использовании методики и технологических режимов при производстве герметизирующей (защитной) жидкости АГ-4И

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«МОСКОВСКИЙ НЕФТЕМАСЛОЗАВОД»

России, 129128, Г.Москва, Проспект Мира, д.222 Тел. (49?) 187»81-81 факс-[phone] т.бухг.(4^9) 187-55-36 гоишг^паЦд!

ИНН 7716127353 КПП 771601001 ОГРН1027700271730 ОКПО 05766729 ОКОНХ 92200 11220

р/с407028! 0600030150350 в АКБ «?ОсЕвроБаию> (ОАО) г. Москва к/С 30101810800000000777 БИК 0|4585777

СПРАВКА /

Разработанные Шарафутдимовой Д. В. в диссертационной работе «Улучшение эксплуатационных свойств захштных жидкостей для баков ~ аккумуляторов энергетических предприятий» рекомендации по температурным режимам растворения полиязобугилена и формула расчета компонентов герметизирующей (защитной) жидкости используются при производстве герметизирующей жидкости ЛГ-4И (ГУ 2602592-83 изм. 1 - 8) в цехе № 1 ОАО «Московский нефтемаслозавод».

Эти данные внесены в технологический регламент на производство герметизирующей жидкости АГ-4И.

Применение рекомендованных температурных режимов растворения высокомолекулярного долиизобутилена и формула расчета компонентов для готового продукта позволяли снизить энергетические затраты »процессе производства,

Приложение Б (обязательное)

Методика оценки срока защиты баков-аккумуляторов герметизирующими жидкостями после 4-х лет эксплуатации

иииишищяя^

ОРГРЭС Я В I I

фф ФИЛИАЛ ОАО «ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ЕЭС» - «ФИРМА ОРГРЭС»

1933

Вар?»

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СРОКА ЗАЩИТЫ БАКОВ-АККУМУЛЯТОРОВ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИМИ ЖИДКОСТЯМИ ПОСЛЕ 4-х ЛЕТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

:

Разработано Филиалом ОАО «Инженерный центр ] РГУ нефти и газа им, И.М. Губкина

ШШЯШШШШШШШШ .. . • ........ ............•

»С» - «Фирма ОРГРЭС»,

Исполнители и,р. татур, в.п. осоловский, л.б. тем, юл, мусмов, д.в. шарафутдинова

Утверждено Филиалом ОАО «Инженерный центр ЕЭС» 14.05.2008 г.

«Фирма ОРГРЭС»

Главный инженер

в.а невзгодин

ШЯ ^Щё

' ' '

Герметизирующие жидкости {невысыхающие герметики или просто герметики), к<1к средство защиты баков-аккумуляторов, стали применять в отечественной энергетике с 1975 г. Они предназначены для защиты баков-аккумуляторов с горячей питьевой водой (до 95°С) от насыщения кислородом воздуха и углекислым газом, от поверхности резервуаров от коррозии.

Согласно «Методическим указаниям по оптимальной защите баков-аккумуляторов от коррозии и воды в них от аэрации» РД 153-34.1-40,504-00, все вновь вводимые баки-аккумуляторы вместимостью от 100 м3 до 20000 должны защищаться от коррозии. Одним из наиболее эффективных способов защиты является применение герметизирующих жидкостей марок АГ-4, АГ-4И, АГ-4И-2МИ. Рекомендован к применению герметик АГ-5И. Однако по его эффективности нет достаточной статистики.

По сравнению с лакокрасочными и цинко-силикатными покрытиями герметизирующие жидкости обеспечивают более высокий срок защиты баков-аккумуляторов, и их нанесение на внутреннюю поверхность более технологично и просто, чем при использовании лакокрасочных и цинко-силикатных материалов.

Герметизирующие жидкости с толщиной плавающего слоя 20 мм и выше снижают скорость испарения воды из-под слоя герметизирующей жидкости в 23000-25000 раз, скорость коррозии углеродистой стали в парогазовой фазе снижают в 25-180 раз, а на границе раздела фаз — в 40-1200 раз.

Контакт герметизирующих жидкостей с водой хозяйственно-питьевого назначения в баках-аккумуляторах разрешен Минздравом России,

На сегодняшний день около 50% предприятий, эксплуатирующих баки-аккумуляторы, используют герметизирующие жидкости как средство антикоррозионной и антиаэрационной защиты, Ряд энергетических систем, такие как ОАО «Ленэнерго», ОАО «Иркутскэнерго», ОАО «Белгородэнерго», ОАО «Чувашэнерго», ОАО «Челябэнерго», предприятия ОАО «Березовская ГРЭС-Ь, ОАО «Сургутская ГРЭС-1», ОАО «Сургутская ГРЭС-2», ОАО «Астраханская ТЭЦ-2», ОАО «Московская ТЭЦ-26», АЕБ «Усть-Каменогорская ТЭЦ» полностью заменили лакокрасочные покрытия на герметизирующие жидкости.

На ОАО «Московской ТЭЦ-26» и ОАО «Астраханской ТЭЦ-2» герметизирующие жидкости обеспечивали антикоррозионную защиту баков-аккумуляторов в 1,5-2 раза больше нормативного срока - соответственно 6 и 8 лег вместо положенных по нормативно-технической документации 4 года, а качество воды удовлетворило предъявляемым нормам, В настоящее время герметизирующие жидкости АГ-4 и АГ-4И (ТУ 26-02-592-83 изм. 1-8), герметик АГ-5И (ТУ 0258-014-00151911-97) изготавливает ООО «Композит-92», а герметизирующие жидкости АГ-4, АГ-4И, АГ-4И-2МИ производит предприятие ООО «НПФ Латекс».

ООО «Композит-92» и ООО «НПФ Латекс» имеют официальную аккредитацию на поставку герметизирующих жидкостей на объекты РАО «ЕЭС России».

1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Герметизирующие жидкости - продукты на основе индустриального масла, включающего загуститель и ряд ингредиентов целевого назначения (антиоксиданты, ингибиторы, стабилизаторы и т.д.).

Герметизирующие жидкости по физико-химическим показателям соответствуют требованиям и нормам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1

Ш

н

Наименование показателей

Герметизирующая жидаость

АГ-4

АГ-4И АГ-4И-2МИ

АГ-5И

недопустимый показатель

Метод контроля

1

Внешний вид

Тот же

Визуально

Желтый от темно-желтого

Тот же

Визуально

Запах

Слабый минерального пасла

Тот»«

Оргашлептачески

Тот же

ГОСТ 6613-73

Плотность, кг/и3 не более

910

920

910

910

ГОСТ 3800-85

Вязкость условная при 20°С по условному шари-

и»_

то

15

ГОСТ 8420-74, метод 3

Вязшсть кинематическая при 100°С, тУс, не менее

230

220

ГОСТ 33-82

Вязкость на ротационном

визкозиметре

типа Реотест-2, Пас

25-35

30-50

30-52

Температура вспышки в открытом тите, "С, выше

180

160

ГОСТ 4333-87

Содержание водорастворимых кислот и щелочей,

Отсутствует

Отсутствует

ГОСТ 6307-75

Массовая доля механических примесей, %

Отсутствует

0,2

ГОСТ 6370-83

Испаряемость воды из-под слоя герметика при 80°С, г/мг, не более

2,0

2,0

ТУ 26-02-592-83 (том. 1-8) п. 4.10

Защитные свойства,' поражение не более

1,0

1,0

ГОСТ 9054-75

2 ОБСЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОГО СОСТОЯНИЯ БАКА С ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ ЖИДКОСТЬЮ

2.1 Выявление состояния герметизирующей жидкости при антикоррозионной защите бака герметиком следует совмещать с плановым обследованием металлоконструкции, т.е. не реже одного раза в 5 лет.

При отклонении показателей от допустимых значений, приводящих к нарушению плавающего слоя и аэрации, герметик подлежит замене. Визуальный осмотр состояния герметика производится ежегодно при опорожнении бака.

> контрольных участков при определении состояния герметика и защищенного им металла должен составлять не менее 200x200 мм, участки выбираются в следующих местах по высоте бака: один участок в верхней зоне; три - в зоне переменного уровня воды; один - в нижней зоне.

2.3 Перед определением степени коррозионного износа с контрольных участков металлической лопаткой удаляется пленка герметика и проводится обезжиривание поверхности бензином или ацетоном.

Осмотр состояния металла производится визуально, а инструментальное измерение •толщины стенок обечаек и днища осуществляется ультразвуковым толщиномером, глубину коррозионных язв можно определить с помощью часового индикатора СС накладной и наконечником или индикаторным глубомером.

2.4 Перед осмотром вертикальных швов и монтажного шва в нижней зоне и зоне переменного уровня герметик должен быть тщательно удален. Осмотр следует проводить с использованием лупы с кратностью увеличения не менее трех.

3 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СРОКА ЗАЩИТЫ БАКОВАККУМУЛЯТОРОВ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИМИ ЖИДКОСТЯМИ ПОСЛЕ 4-Х ЛЕТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Оценка физико-химических показателей герметизирующих жидкостей после 4-х лет не дает полную информацию о ее поведении при эксплуатации. Антикоррозионные свойства герметизирующих жидкостей - одна из основных эксплутационных характеристик материала.

По антикоррозионным показателям герметизирующей жидкости можно оценить ее эффективность при эксплуатации и выдать рекомендации по дальнейшему ее использованию. Для этого применяют комплексный метод оценки защитной способности антикоррозионных материалов, основанной на определении единичных показателей качества испытуемого материала в сравнении с «эталонным» материалом, у которого известна защитная способность в данной коррозионной среде.

3.1 Прогнозирование срока защиты бака-аккумулятора герметизирующими жидкостями после 4-х лет эксплуатации проводят на усредненной пробе герметизирующей жидкости, отобранной из трех различных точек бака-аккумулятора, общим объемом 3 л.

Коррозионные испытания осуществляют на трех образцах - металлических пластинах из Ст. 10, размером 50x50x2 мм, подготовленных под нанесение герметизирующей жидкости в соответствии с ГОСТ 9054-75.

Наносят герметизирующие жидкости на поверхность металлических пластин методом окунания при температуре 20±2°С с последующей их выдержкой на воздухе в течение 1 ч.

Расхождение между результатами коррозионных испытаний не должно превышать 5%, При больших расхождениях проводят дополнительные определения.

3.2 Прогнозирование срока защиты бака аккумулятора герметизирующей жидкостью после 4-х лет эксплуатации осуществляют по аналитической зависимости:

СЗ (1)

2.4,-К

гдеСЗя - срок защиты от коррозии бака-аккумулятора «прогнозируемой» герметизирующей жидкостью, года;

СЗЭ - известный срок защиты от коррозии бака-аккумулятора «эталонной» герметизирующей жидкостью, годы;

1<7Я - комплексный показатель защитной способности (КПЗС) герметизирующей жидкости, эффективность которой на данном объекте прогнозируется;

ШШШЩШШ! ¡¡¡¡¡йРИйнЯ

— комплексный показатель защитной способности (КПЗС) «эталонной» герметизирующей жидкости;

Рв, — коэффициенты на отклонение от линейной зависимости сроков защиты от коррозии соответственно «прогнозируемой» и «эталонной» герметизирующих жидкостей;

а0 — коэффициент на предполагаемый срок защиты.

3.3 Необходимые для аналитической зависимости (1) показатели определяют следующим образом:

Iдо, Едз - рассчитывают по результатам лабораторной оценки единичных показателей качества сравниваемых герметизирующих жидкостей;

СЗа - устанавливают согласно действующим нормам — РД 153-34.1-40.504-90;

ро, рэ и а0 — выбирают по таблицам 2 и 3.

Таблица 2

Диапазон значений комплексного показателя занятной способности (КПЗС)

Коэффициент р а зависимости от условий защиты

Ж

ОЖ

1

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 100-120 120-140 140-160 160-180 180-200

1000 1.000

1,000

1,000

1,000

1,000 0.923 1,000 0.879

1,000

1.020 1,000 1.178 1,000 1.115 1,000 1.090 1,000 1.065 1,000 1.044 1,000

1,1

1,000 0,660 1,000 0.845 1.000

1,000

1,000 0.978 1,000

Таблица 3

Защищаемая поверхность

Внутренняя Наружная

Коэффициент а а условиях защиты

Ж 1,7

2,1

ОЖ 1

3.4 С помощью лабораторных методов, приведенных в таблице 4, проводят оценку единичных показателей качества (д,, д,, д3, д(, д. и д6) «прогнозируемой» и «эталонной» герметизирующих жидкостей.

Номер метода Наименование метода ГОСТ, номер решения о догшсже метола Критерии оценки качества Обозначение единичного показателя

1 1. 2. 3. 2 При повышенных значениях влажности и температуры воздуха о периодической конденсацией При повышенных значениях влажности воздуха и воздействии сернистого ангидрида При воздействии соляного тумана «применению 3 ГОСТ 9.054-75, метод 1.4.3 ГОСТ 9 054-75, метод 2.4 ГОСТ 9.054-75, 4 Время в циклах до появления коррозионного очага Тоже Тоже качества 5 Ф Ф Ф

4. 5. 6. При постоянном погружении в электролит При воздействии бромистоводородной кислоты При контакте разнородных металлов метод 34 ГОСТ 9.054-75. метод 4.4 ГОСТ 9.054-75, метод 5.4 Решение Госстандарта №23/1-134 от 27.0679 Тоже Пгкицадь коррозионного раздушен« Время в циклах до появления первого коррозионного очага ЦК де

3.5 После экспериментальной оценки единичных показателей качества «прогнозируемой» и «эталонной» герметизирующих жидкостей рассчитывают комплексные показатели их защитной способности по формулам;

Ъцп = 0,28 д? + 6,67 д4п + 4,00 д3в + 0,9? д4п + (10 - 0,1д3в) + 0,1 б С (2)

- 0,28 д,5 + 6,67 ц\ + 4,00 ц\ + 0,97 ч] + ¡10 - 0,1 д|) + 0,1бд|, (3)

где д" и ч1 - единичные показатели качества соответственно «прогнозируемой» и «эталонной» жидкости.

3.6 Если критерии единичных показателей д" для «прогнозируемой» жидкости менее одного цикла, то для их расчета в долях цикла проводят оценку защитных свойств герметизирующей жидкости весовым способом в сравнении с пластинами из Ст. 10 без защитной пленки.

Долю цикла рассчитывают по формуле:

где С0 - потеря массы за один цикл испытаний металлической пластины без защитной пленки герметизирующей жидкости, г/м2; С1 - потеря массы за один цикл испытаний металлической пластины с защитной пленкой герметизирующей жидкости, г/м2.

Потерю массы металлических пластин определяют после удаления с их поверхности продуктов коррозии по ГОСТ 17332-71.

3.7 Комплексный показатель защитной способности рассчитывают до десятых долей единицы.

3.8 На основании расчетов выдается обоснованное заключение о возможности использования отобранной герметизирующей жидкости в баке-аккумуляторе.

3.9 Прогнозирование срока защиты баков-аккумуляторов герметизирующей жидкостью проводит специализированная аккредитованная лаборатории (Испытательная лаборатория нефтепродуктов РГУ нефти и газа, лаборатория ингибированных материалов ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ» и др.).

ЗЛО Применение методики позволяет давать мотивированные рекомендации предприятиям, эксплуатирующие баки-аккумуляторы о сроках замены герметизирующих жидкостей, находящихся в баках-аккумуляторах на новую.

4 ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ АГ-4И ПОСЛЕ 4-х ЛЕТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Определение срока службы герметизирующих жидкостей АГ-4И после 4-х лет эксплуатации показано на примере трех реальных образцов герметизирующей жидкости АГ-4И, отобранных из второго, третьего и четвертого баков-аккумуляторов Московской ТЭЦ-26.

Для оценки комплексного показателя защитной способности герметизирующих жидкостей определялись единичные показатели защитной способности по экспериментальным значениям в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5

№ п.п.

Герметизирующая жидкость

Ж

в соответствии с таблицей 4

Ж

Ж

Ж

Ж

1.

Герметизирующая

жидкость АГ-4И

из 2-го бакз-аккумупятора

30

1

10

10

10

<1

<1

жидкость АГ-4И

из 3-го бака-аккумулятора

Герметизирующая жидкость АГ-4И из 4-го бака-аккумулятора

32

12

Герметизирующая жидкость АГ-4И (эталон)

13

18

15

Поскольку критерии единичных показателей качества и для герметизирующей жидкости из 3-го бака-аккумулятора менее одного цикла, то для их расчета в долях цикла проводили оценку защитных свойств герметизирующей жидкости АГ-4И весовым способом в сравнении с пластинами из стали 10 без защитной пленки. Полученные результаты сведены в таблицу 6.

Таблица 6

N8 П.П.

Защитный материал

Единичные показатели защитных свойств в соответствии с таблицей 5

Ж

Ж

1.

Герметизирующая жидкость АГ-4И из 3-го бака-аккумулятора

21,2

20,7

Пластины без защитной пленки

26,9

25,6

^«шпвшпниншипмнш^ш'' ™жшщт....................

По формуле (4) проводим расчеты и долях цикла в соответствии с предложенной

методикой:

26,9-21,2 ^ 25,6-20,7 ^

42 26,9 43 25,6

Рассчитываем комплексные показатели защитной способности герметизирующих жидкостей АГ-4И после 4-х лет эксплуатации, отобранных из 2, 3 и 4-го баков-аккумуляторов и «эталонной» герметизирующей жидкости АГ-4И:

£<?2 = 0,28 • 30 + 6,67 1 + 4,00 • 1 + 0,97 • ТО + (10 - 0,1 10) + 0,16 • 7 = 38,7;

1д3 = 0,28 • 10 + 6,67 • 0,2 + 4,00 • 0,2 + 0,97 • 1 + (Ш - 0,1 ' 60) + 0,16 • 1 = 10,1;

Ъц^ = 0,28 • 32 + 6,67 - 1 + 4,00 • 1 + 0,97 • 12 + (10 - 0,1 • 8) + 0,16 ■ 3 = 40,9;

Щ = 0,28 - 65 + 6,67 • 13 + 4,00 • 3 + 0,97 • 18 + (10 - 0,1 ■ 0) -I- 0,16 • 15= 145,2,

Установленный срок защиты баков-аккумуляторов герметизирующей жидкостью АГ-4И составляет 4 года.

Находим согласно методике (таблица 3 и 4) коэффициенты на отклонение от линейной зависимости сроков защиты баков-аккумуляторов № 2, 3 и 4 герметизирующими жидкостями АГ-4И после 4-х лет эксплуатации и «эталонной» герметизирующей жидкости АГ-4И. Для герметизирующих жидкостей АГ-4И после 4-х лет эксплуатации и «эталонной» герметизирующей жидкости АГ-4И комплексные показатели защитной способности составляют соответственно: 1д2 = 38,7; 1ц,:> ~ 10,1; Ед, - 40,9 и = 145,2.

Из таблицы 1 коэффициенты на отклонение от линейной зависимости составляют: % = 1,178; Э3 « 1,020; р4 = 1,115 и рэ - 1,008.

Вводим полученные критерии £дп, С39, Рй, Эз, а0 в аналитическую зависимость (1), приведенной в методике:

ЗЦ7.1.1ИМ.,.

2 145,2-1,008

СЗ, = 10,1 Л,°2'4-1=0,3 года;

3 145,2-1,008

С34«40:?'.1,?!5Л-1»1,2 года.

145,2-1,008

При параллельном определении дополнительный срок защиты баков-аккумуляторов N2 2 и 4 герметизирующими жидкостями АГ-4И после 4-х лет эксплуатации составил также 1,2 года. Для герметизирующей жидкости АГ-4И из 2-го бака-аккумулятора при параллельном определении этот показатель составил также 0,3 года.

Следовательно, испытуемые герметизирующие жидкости АГ-4И из баков-аккумуляторов N° 2 и 4 могут дополнительно отработать как средство антикоррозионной защиты баков-аккумуляторов не менее 16 мес с момента отбора проб для анализа, а герметизирующая жидкость из бака № 3 должна быть заменена через 3 мес после ее отбора из бака-аккумулятора.

■ . . . ■ с герметизирующей жидкостью.............................................................4

3 Прогнозирование срока защиты баков-аккумуляторов

герметизирующими жидкостями после 4-х лет эксплуатации ........5

4 Пример определения срока службы герметизирующей жидкости АГ-4И после 4-х лет эксплуатации.........................................................8

Подписано к печати Печать ризография Заказ Ма

Уч.-изд. л. 1,26 Издат. N8 083-32

Тираж 150э(сз

ЦПТИиТО ОРГРЭС 107023, Москва, Семеновский пер , д. 15

а. ч '"отДШ

шшшвшшшшшшяшш

Яш