Светоотражающая теплоизоляция для защиты резервуаров от потерь нефтепродуктов

Проблема эффективной и надежной антикоррозионной защиты объектов нефтегазовой отрасли является важной и актуальной задачей. Ущерб, наносимый авариями, вызванными коррозией оборудования и трубопроводов колоссален. Это и полный выход из строя оборудования, нарушения технологических процессов, затраты на ремонт, простои производств, потери нефтепродуктов, упущенная выгода, негативное влияние на окружающую среду, штрафы. Еще одной актуальной темой является ущерб, вызываемый потерями нефтепродуктов по причине испарения их при хранении, сливе и заправке. Данный ущерб состоит не только в прямых безвозвратных потерях сырья, но и в ухудшении его качества, а также в негативном воздействии на окружающую среду.

Потери нефти и нефтепродуктов от испарения при хранении связаны с так называемыми «большими и малыми дыханиями» резервуаров. «Малые дыхания» — это выбросы паров углеводородов через дыхательные клапаны резервуара и впуск воздуха в резервуар при колебании температуры и давления в течение суток. «Большие дыхания» резервуаров происходят во время закачки и слива нефтепродуктов. Резервуары имеют размеры от сотен до десятков тысяч кубических метров. Температура поверхности резервуара может достигать 65 ℃, а внутреннее давление до 1800 Па. Значительное увеличение температуры резервуаров приводит к ускорению испарения нефтепродуктов. При охлаждении резервуара происходит окисление и загрязнение нефтепродуктов в результате «вдоха». Так, резервуар объемом 10 000 куб. м. может терять до 350 кг нефтепродуктов в день, что соответствует 127 тоннам в год.

К традиционным методам борьбы с потерями нефтепродуктов в результате испарения относятся такие методы как: подземное размещение резервуаров, орошение поверхности резервуаров водой, теплоизоляция корпуса резервуара материалами с низким коэффициентом теплопроводности, использование светоотражающих материалов. При различной степени эффективности каждый метод обладает теми или иными недостатками.

Для решения вышеописанных проблем по сокращению потерь нефтепродуктов от испарения и антикоррозионной защите объектов нефтехимической отрасли Hilong предлагает наружную трехслойную систему покрытия, состоящую антикоррозионного праймера, промежуточного теплоизоляционного слоя и светоотражающего финишного покрытия.

С помощью антикоррозионного праймера могут быть выполнены следующие типы защиты металла: протекторная с использованием цинкнаполненных грунтов HilonZinc 1265/ 1275/ 1280/ 1285, комплексная с использованием цинк-фосфатного праймера HilonGuard 2320 или барьерная с использованием покрытий HilonGuard 2400, HilonFirm 5550.

Теплоизоляционное промежуточное покрытие HilonGuard 2550, высоконаполненное полыми стеклянными микросферами с низкой теплопроводностью до 0,05 Вт / м·К, которое предотвращает теплопередачу от внешней среды к стенке резервуара и контролирует внутренний тепловой поток из резервуара наружу, оказывает большой эффект в плане защиты от потерь при «малых дыханиях». Покрытие может наноситься толщиной 300-900 микрон в зависимости от условий эксплуатации резервуара.

Атмосферостойкое светоотражающее быстросохнущее акрил-уретановое покрытие Hilon Deco PU 9430, содержит отражающие ИК-излучение пигменты и обеспечивает защиту поверхности от нагревания, коррозии и механических повреждений. Материал наносится толщиной сухой плёнки 50-100 микрон, высыхающей на отлип в течение часа.

Использование комбинированной системы одновременно отражающей излучение от поверхности покрытия и изолирующей тепловой поток к стенке резервуара позволяет добиться более высоких результатов защиты от потерь при испарении нефтепродуктов.

Принцип действия светоотражающей теплоизоляции

В ходе проведенных лабораторных и натурных испытаний было исследовано тепловое воздействие на следующие поверхности: стальная поверхность без покрытия, стандартная рекомендуемая антикоррозийная система защиты наружной поверхности HilonGuard 2400 + HilonDeco PU 9400, система светоотражения и теплоизоляции HilonGuard 2400 + HilonGuard 2550 + HilonDeco PU 9430 при различных толщинах теплоизоляционного слоя. Результаты эффективности систем покрытий представлены на графике.

Температура стенки в зависимости от типа используемого покрытия

Светоотражающая теплоизоляционная система Hilong превосходит традиционные системы окраски в светлых тонах: температура поверхности покрытия снижается на 16 ℃, а температура стенки снижается на 25 ℃. Без покрытия температура стальной поверхности достигала более 90-100 ℃, в то время как температура стенки, окрашенной традиционной антикоррозионной схемой составила не более 76 ℃. Температура стенки, покрытой светоотражающим теплоизоляционным слоем составила не более 54 и 59 ℃ в зависимости от толщины теплоизоляционного слоя. Полученные значения на 22 % выше традиционных систем и практически вдвое выше результатов без покрытия.

Светоотражающее теплоизоляционное покрытие Hilong использовалось для окраски наружной поверхности нефтяных резервуаров парка Sinopec объемом 100 000 куб. м. в 2019 году. Для наружной стенки и плавающей крышки использовались следующие системы, представленные в таблице:

Наружная поверхность стенки Поверхность плавающей крышки
  Материал ТСП, мкм Материал ТСП, мкм
Праймер HilonZinc 1280 60 HilonZine 1280 60
Промежуточный слой HilonGuard 2550 500 HilonGuard 2550 300
Финишное покрытие HilonDeco PU 9430 80 HilonDeco PU 9430 80

Аналогичная схема, но с меньшей толщиной промежуточного теплоизоляционного слоя использовалась при окраске резервуаров в Шанхае в 2018. Толщина промежуточного теплоизоляционного слоя может варьироваться в зависимости от температурного режима эксплуатации резервуара.