Статья на тему Анализ рисков при производстве конструкционных материалов технологического оборудования топливо-заправочных станций.

Введение:

Актуальность выбранной темы обуславливается тем, что на текущий момент коррозия металлов и вопросы их защиты от коррозии является од-ной из ключевых научно-технических и экономических проблем.
АГЗС представляет собой комплекс оборудования, изделий и трубо-проводов, который осуществляет заправку баллонов подвижного состава сжиженным нефтяным газом. Технологические трубопроводы, арматура и резервуары топливозаправочных станций являются самым подверженным коррозии элементом АГЗС. Чаще всего приходится выводить из эксплуата-ции и заменять именно трубопроводы, что приводит к длительным простоям АГЗС и потере прибыли. По трубопроводам осуществляется прием, перека-чивание и заправка топливом, отвод паров, образующихся в процессе слива автоцистерн. Кроме того по трубопроводам удаляется подтоварная вода и шлам. Соответственно, различают линии наполнения, выдачи, деаэрации и обесшламливания.
Как известно, герметичность и прочность трубопроводов должна соот-ветствовать требованиям СП 75.13330.2011, антикоррозионная защита под-земных участков – ГОСТ 6.602. Технологические трубопроводы запрещает-ся прокладывать в общих траншеях с газопроводами, пожарным водопро-водом, теплопроводами, с кабелями высокого и низкого напряжения. Однако это требования в условиях плотной городской застройки не всегда возможно выполнить, что особенно актуально для мегаполисов и Московского региона в частности.
Одной из причин преждевременного выхода из строя современных АГЗС является воздействие коррозии на их технологическое оборудование. Другая причина образования зон с различными потенциалами на поверхно-сти трубопроводов это неоднородности стали, неравномерное распределение зон деформации и местных напряжений при сварке элементов конструкции трубопровода. Ситуация усугубляется повреждениями антикоррозионного покрытия, наличием блуждающих токов, коррозионной агрессивностью грунтов. В анодной зоне имеет место переход ион-атомов металла в раствор электролита (т.е., разрушение поверхности сооружения), а высвобождающи-еся электроны перемещаются в катодную зону, где присоединяются к како-му-либо веществу, называемому деполяризатором.
Цель данной работы: изучение причин и конструктивных особенностей трубопроводов, вызывающих очаги коррозии, поиск оптимальных методов снижения рисков в процессе производства конструкционных материалов для технологического оборудования топливозаправочных станций. Исходя из цели были поставлены следующие задачи: изучение сущности коррозионных процессов, протекающих в условиях плотной городской застройки; анализ факторов, влияющих на скорость протекания коррозионных процессов в трубопроводах; качественный и количественный анализ рисков при сравне-нии предложенных методов повышения долговечности технологических тру-бопроводов.

Заключение:

Таким образом, проведенный анализ причин появления очагов преж-девременной коррозии трубопроводов и комплексный анализ рисков увели-чения скорости протекания коррозионных процессов вблизи технологиче-ских стыков и сварных швов показали необходимость компенсации рисков для каждого конкретного проекта АГЗС в условиях плотной городской за-стройки. Наибольшую эффективность применения защитных покрытий пока-зали покрытия на основе цинка с последующим нанесением битумной изоля-ции.
Для снижения и даже ликвидации рисков выхода из строя трубопрово-дов АГЗС рекомендуется изготовление этих труб из стеклопластика.
Альтернативным методом защиты наиболее подверженных риску воз-действия блуждающих токов подземных технологических трубопроводов является применение серобетонных лотков. Серобетон обладает практически стопроцентной водостойкостью и имеет высокую химическую стойкость к любым агрессивным средам и к воздействию блуждающих токов.
Вследствие этого, можно ожидать значительного повышения безопас-ности эксплуатации технологических трубопроводов АГЗС совместно с со-кращением затрат на жизненный цикл АГЗС.

Фрагмент текста работы:

2. Анализ рисков при производстве конструкционных материалов технологического оборудования топливозаправочных станций
Говоря о скорости коррозии в агрессивных средах, стоит отметить, что в кислотной среде (при рН <7) процесс коррозии протекает быстрее, а в ще-лочной среде (при рН >7) замедляется. В процессе увеличения рН (pH = – log [H+]) содержание ионов H+ снижается, что может стать причиной замед-ления коррозии. И наоборот, уменьшение рН приводит к повышению кон-центрации ионов H+ и, соответственно, скорости катодной реакции, в ре-зультате чего скорость коррозии может увеличиться (в кислотах диссоциация металлов происходит быстрее). В кислотной среде высокопрочные стали подвержены водородному охрупчиванию и катастрофическому разруше-нию. Это может наблюдаться и при отсутствии сульфидов. В большинстве случаев, при уровне рН от 9,5 до 10,5 большинство коррозионных процес-сов замедляется. В ряде ситуаций необходимо увеличить рН до 12. При вы-соком значении рН (>10,5) нейтрализуются кислые газы и уменьшается рас-творимость продуктов коррозии.
Существует несколько видов коррозии технологических трубопрово-дов и средств борьбы с нею. При возникновении тока коррозии между ме-таллом и почвенным электролитом образуются продукты коррозии. По этой причине особое влияние на интенсивность коррозии трубопроводов АГЗС оказывает уровень качества предварительных геоизысканий с анализом па-раметров агрессивности грунтов и уровня их кислотности.
Среди известных способов защиты оборудования АГЗС от коррозии [8] широко распространен метод электрохимической катодной защиты для стальных конструкций или использование более стойких конструкционных материалов для оборудования АГЗС.
Вопросами повышения стойкости оборудования топливозаправочных станций занимались такие исследователи, как Х.Н. Музипова, И.В. Дианова, И.И. Велиюлина, Р.А. Кантюкова, Н.М. Якупова. По данным исследований этих ученых, можно сделать вывод, что выбор метода защиты обуславлива-ется скоростью коррозии, условиями эксплуатации, видом топлива и техни-ко-экономическими показателями. В работах Р.В. Кашковского и К.А. Иба-туллина сообщается, что коррозия стального оборудования заправочных станций, помимо уменьшения срока их эксплуатации и увеличения затрат на их восстановление, может причинить значительный ущерб природе [6, 8]. Повреждение оборудования может привести к засолению почвы агрессивны-ми пластовыми водами, загрязнению почвы и природных водоемов углево-дородами. Это обуславливает тот факт, что на сегодняшний день на запра-вочных станциях и магистральных трубопроводах большое внимание уделе-но проблематике продления сроков службы технологического оборудования данных объектов. Ингибиторный вид защиты представляет собой наиболее целесообразный с экономической точки зрения метод антикоррозионной за-щиты технологического оборудования АЗС. Меняя дозировку ингибитора или используя ингибиторы с разными противокоррозионными характери-стиками, можно добиться уменьшения скорости коррозии до требуемого уровня без принципиальных изменений используемых технологических схем.
Одним из важных параметров качества подземных трубопроводов, яв-ляется надежность изоляционных покрытий. Снижение защитных свойств покрытия приводит к ускорению процессов коррозии трубопроводов, сквоз-ным дефектам и, в конце концов, к утечкам нефтепродуктов. Широко рас-пространено нанесение на подземные трубопроводы и резервуары анодных покрытий. Рассмотрим их работу.
Анодное покрытие представляет собой покрытие трубопровода более активным металлом, к примеру слоем цинка. Анодное покрытие обеспечива-ет защиту основного металла и в случае нарушения его целостности. Почему же тогда на подземных участках столь часто возникают очаги коррозии даже при наличии протекторной защиты? По результатам обследования и лабора-торных испытаний образцов технологических трубопроводов на АГЗС г. Москвы, далеко не во всех случаях наличие протекторной защиты помогает защитить трубопроводы от воздействия блуждающих токов, особенно в условиях плотной городской застройки, где наблюдается обилие таких ис-точников. К чему это часто приводит видно на рис. 1.