РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА

УСКОРЕННОЙ ОЦЕНКИ СРОКА СЛУЖБЫ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ

РД 39-30-1093-84

Уфа 1966

УТВЕРЖДЕН

первым заместителем министра

В.И.Игревским 20 апреля 1984 г.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА УСКОРЕННОЙ ОЦЕНКИ СРОКА СЛУЖШ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ НЕЯТЕПРОШСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ

РД 39-30-1093-84

После проверки на отсутствие пористости кювету снимают, образец освобождают от остатков пластилина.

2.9.    При визуальном осмотре на окрашенной поверхности не допускаются цуэыри, механическое н&дошенне покрытия, сморщивание пленки.

3.10.    Отооракцую для испытаний фолыу с покрытием разрезают на образцы размером 4Сх45 им, которые попарно складывают покрытием наружу _? как показано на рис. 2. Края обмазывают по всещу периметру грунтшпатлевкой ЭП-ОО-Ю толщиной 0,5-0,7 мы и выдерживают при комнатной температуре в течение 48 часов.

Аппаратура, материалы и реактивы

З.П. Для проведения коррозионных испытаний необходимы: стеклянные поветы (см. рис. I); герметичные стеклянные ячейки (рис. 3); кассеты (рис. 4);

термостаты воздушные типа Ш-005 ГОСТ 24785-81; весы лабораторные ГОСТ 24I04-80E; класс точности I, пределы измерения 0+50,0 г; толщиномеры (МТ-2СН, 1РГ-30Н) ГОСТ 22261-78, пределы измерения 0+2000 мкм;

тераомметры (тип ИСК-4 или E6-I3A) ГОСТ 22261-76, пределы измерения 10+10^ 0м;

разрывная махина универсальная ГМУ, ГОСТ 7855-74, пределы нагружения 0,01+20 кН. Допустимая погрешность измерения - 1%. измеряемой нагрузки;

микрометры по ГОСТ II195-74;

колбы глоскодонные по ГОСТ 25336-82Е емкостью 2Ь0-100 мл; воронки стеклянные по ГОСТ 25336-82Е; цилиндры измерительные по ГОСТ 1770-74Е емкостью 100-1000 мл;

Схема образца для изучения противокоррозионное свойотв покрытия

X - полимерное покрытие, 2 - стальная фольга. 3 - жэодирущмй слой толщиной 0,5-0,7 т

°Ж0. 2

Вил ячейке для испытания образцов

I - корпус, Я - водяная рубашка, 3 - катушка о образцами, 4 - крышка

гз

Кассета для хсютаяия образцов

I - ооновские, 2 - образец, 3 - крвиегтЛ ввит, 4 - криика

вода дистиллированная ГОСТ 6709-72;

кальций сернокислый 2-водный ГОСТ 3210-77;

кальций хлористый безводный ГОСТ 4460-77;

магний хлористый ГОСТ 4209-77;

натрий хлористый ГОСТ 4233-77;

уайт-спирит (беьзкн-раствормтель) ГОСТ 3134-78;

кисть мягкая колонковая;

лезвие бритвенное или ножницы;

линейка металлическая;

реаннкА чернильная;

фотопластины размером 90x120 ю* ГОСТ 683-76; фольга стольная толщиной 0,026:0,08 ГОСТ 2284-79.

Агрессивные среды

3.12.    В качестве Агрессивных сред используют непосредственно сточную воду конкретного нефтяного месторождения, а также модельные растворы, отвечающие по состав/ наиболее распространении* сточнш водам нефтяных месторождений страны.

3.13.    Модельный раствор для коррозионных испытаний содержит, г/л:

сернокислый кальций 2-водьай    -1,4

хлористый кальций 2-водный    -    23

хлористый натрий    -    144

хлористый магний б-водный    -    22

ж)

уайт-спирит    -    0,5

деэмульгатор (водорастворимые неионогенные ДАВ)    •

^л^Растворитель уайт-спирит и деэмулогатор добавляют в раствор солей непосредственно перед началом испытаний. В качестве деэмульгаторов можно использовать ПАВ диссольван 4411, дис-сольван 1490, селарол 5014, доуфякс, Х-2647, сепарол 25 и др.

Плотность этого раствора определяется с помощью стеклянного денсиметра и должно находиться в пределах (1,12+0,02)г/см⁸.

Для приготовления рабочего раствора необходимо растворатъ у хаванные соли в дистиллированной воде и довести объем до I л. Этот раствор в среднем содержит 4-5 иг/л кислорода.

3.14. Отбор пробы сточной воды перед испытанием производят с нагнетательных линий насосов очистных сооружений при стабильном технологическом режиме установки ао подготовке воды. Пробу отбирала в условиях, исключающих контакт отбираемой пробы с кислородом воздуха, для чего емкость заполняют сточной водой через трубку, опуденную до дна. Первые порции отбираемой пробы вытесняются последующими, не контактировав!ими с воздухом.

4. ОЦЕНКА протавокоррозионных СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ

4.Г. За показатели противокоррозионных свойств покрытий приняты:

удельная коррозионная потеря массы фольги под покрытием;

величина омического сопротивления покрытия;

адгезия покрытия к стальной фольге.

4.2.    Испытание противокоррозионных свойств систем покрытий проводят при нескольких значениях температур агрессивной среды. Рекомендуемая температура испытаний для системы покрытий, работающих в сточных водах - 40, 60, 00 °С.

4.3.    По каждому значению температуры проводят две серив испытаний и определяют зависимости:

1пГ_мк-ЪСГ) ; in V “ -fj(T) ;

где Сд - время достижения предельного значения показателям;

- продолжительность испытаний до начала коррозии металла под покилием, ч;

V - скорость коррозии металла год покрытием, г/см^ч;

Т - температура агрессивной среды, °К;

С - концентрация агрессивной среды» % час.

Проведение испытаний

4.4.    Для коррозионных испытаний используются стеклянные ячейки (см.рис.З). Образцы размещается в кассету по 6 игу я (см. рис. 4) и кассета загружается в ячейку. Образад должны быть полностью погружены в агрессивную среду. Для исключения влияния накапливающихся продуктов разложения покрытий агрессивная среда в процессе испытаний должна заменяться не реже одного раза в 12 дней.

4.5.    Агрессивную среду разливают по ячейкам, и ячейки с образцами соединяют с термостатом или устанавливают в термостат (в зависимости от типа или марки последнего). В термостате устанавливают заданную температуру. Началом испытаний считают время, когда в термостате установится заданная температура испытаний.

4.6.    При общей продолжительности испытаний, равной пяти суткам, испытания проводят непрерывно. При продолжительности испытаний более пяти суток допускаются перерывы. Суммарная длительность перерывов должна составлять не более 17% от общей продолжительности испытаний. При расчетах время испытаний увеличивается на 17%.

4.7.    По истечении заданного времени испытаний термостат отключают, охлаждают до температуры помещения, образцы вынимают из ячейки, высушивают фильтровальной бумагой, производят

визуальный осмотр покрытия. Затем измеряют сопротивление покрытия, определяют адгезионную прочность и коррозионную потерю массы.

Определение показателей противокоррозионных

свойств испытаний

4.8.    Оценка показателей противокоррозионных свойств покрытий производится в исходном состоянии и через определенные промежутки времени: 10, 50, 100, 200, 250, 300, 350, 400, 500ч. Численное значение показателя устанавливается на основании повторных измерений. Число измерений устанавливается по приложению 3.

4.9.    Исходное значение показателей определяется на охраненном образце размером 130x110х(0,025*0,08) мм.

4.10.    Определение сопротивления покрытия производится следующим образом. К образцу пластилином прикрепляется стек -лянная кювета (см.рис.1). В кювету заливается выбранная агрессивная среда. При температуре среды (20+5) °С измеряется омическое сопротивление покрытия при помощи тераомметра типа E6-I3A иди МОМ-4. Сопротивление измеряют через 15 мин. после заполнения кюветы агрессивной средой.

Тераомметр присоединяют к образцу согласно п. 3.8.

В таблицу испытаний (прял. 2) заносят результаты не менее б измерений,при каждом измерении изменяя положение кюветы на покрытии.

4.11.    Определив омическое сопротивление, кювету снимают, образец освобождают от остатков пластилина, обрезают фольгу, оставляя образец с покрытием размером 90x120 мм. Образец 90х у120 мм раэревают не полоски размером 90x10 ж, две крайние отбрасывают и на оставшихся 10 образцах определяют адгезию.

4.12.    Адгезионную прочность покрытия к фольге определяют отслаивание* фольги от покрытия с измерение* необходимого для этого усилия на разрывной машине по ГОСТ 15140-78. Результаты измерений записывают в производных единицах - Н/м.

4.13.    Массу фольги образца с покрытием до коррозионных испытаний определяют расчетнш путем, зная плотность стальной фольги Q г/см^я, площадь фольги под покрытием S см^ и толщину фольги б см. Расчет приведен в приложении 4.

4.14.    После определения показателей в исходном состоянии образин подвергают испытанию э соответствии с (ПИ).

4.15.    Определение показателей противокоррозионных свойств покрытий после коррозионных испытаний производи!ся в следующей последовательности: сдвоенные образцы разделяются по окантовке ножом или скальпелем, обрезается окантовка, оставляя пластины размером (35*3) х (43*2) мм.

4.16.    На пластинах (3543) х (42+2) мм один из углов очищают от похрытия для определения омического сопротивления. Сопротивление измеряют в соответствии с п. 4.10.

4.17 После определения омического сопротивления кюветы снимают, удаляют остатки пластилина, каждую пластину разрезают на 3 полоски размером 10x40 мм, на которых определяют адгезионную прочность в соответствии с п. 4.12.

Обработка результатов измерений

4.18. При определении адгезии, сопротивления покрытия^удельной коррозионной потери массы наблюдается значительный разброс результатов. Этот разброс вызывается рядом факторов, связанных с непостоянством свойств испытываемых материалов, качества изготовления образцов, условий проведения отдельных опытов и неоднородностью структуры материалов, т.е. рассеивание результатов

испытаний связано с их статистической природой ^оно не может быть устренено никаким улучшением качества изготовления образцов и методики испытаний. Возникает необходимость применения статистических методов обработки результатов испытаний.

4.19. Обработку результатов измерений и нахождение зависимостей противокоррозионных свойств покрытий от времени испытаний производят в следующем порядке.

4.19.1. Вычисляют среднее значение из П измерений:

-    /    А

V" п % ^у1 •

4.19.2.    Находят погрешности отдельных намерений:

. ⁽³⁾

4.19.3.    Вычисляют квадрат погрешностей отдельных измере

4.19.4. Если отдельные измерения резко отличаются от остальных, тс проверяют, не являются ли они грубой ошибкой (промахом). Для этого вычисляют среднее квадратичное отклонение отдельного измерения *5*

'^<5;

и относительное отклонение для с -го определения

Если вычисленное значение для любого i -го измерения Не превосходит по абсолютной величине табличного значения ^_т для выбранного уровня значимости (принимают 0,05) и числя степеней свободы f =/?-<? (табч. 2), то принимается гипотеза об однородности результатов измерений. В противном случае оцениваемый результат исключается и? дальнейших расчетов.

"Методика ускоренной оценки срока службы полимерных покры тий для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии* раз работала ВНИИСПТнефть и МИНХ и ГП.

Исполнители: от ВНИИСПТнефть - вам. директора по научной работе к.т.н. L.И.Толкачев; зав. отделом защиты металлов от коррозии к.т.н. К.Р.Ниэамов; аав.лаб. Э.А.Ниэамов; старший научный сотрудник Е.Т.Родионова; от МИНХ и ГП им. И.М.Губкина доиент кафедры технологии газонефтяного машиностроения, к.т.н. В. Н.Протасов.

Таблица 2

Значение для уровня значимости 0,05

Число степеней?    _т    !    ₉    !    Ч    1    А    *    R    1    А    1    *    *    П

свобода I    ¹    t    ²    t    ³    t    ⁴    !    ⁵    t    ⁶    1    ⁷    f    ⁸

Jr 1,412 1,699 1,969 1,996 2,093 2,172 2,237 2,4

4.19.5.    Определяет среднюю квадратичную погрешность результате серим измерения SiJ;

Sg =/#, Ay*/n(n-<j.    ⁽⁷⁾

Примечание: Рассчитывать среднюю квадратичную погрешность намерений, число которых менее 4, нецелесообразно. В этом случае пользуются средней арифметической погрешностью.

4.19.6.    Задают значение надежности О • 0,96 (практикой доказано, что данная величина является достаточной характеристикой точности измерения).

4.19.7.    По табл. 3 определяют коэффициент Стьодента для заданной надежности ОС , числа произведенных измерений /7 •

Таблица 3

Значение критерия Стьюдеита tan

Число степеней! _т!₉1₀1л^п ?*?•»?    о

свободы !¹1²!~?⁴!^&1⁶!⁷!    ⁸

t<xn 12,71 4,30 3,18 2,78 2,57 2,45 2,36 2,3

4.19.8.    Точность определения параметра при уровне надежности (X * 0,95 рассчитывается по формуле:

&ра$б — torn ‘Sg.

4Л9.9. В таблицу (прил. 5) залисив&ют окончательное зна-

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Методика ускоренной оиенки срока службы полимерных покрытий для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии

РД 39-30-1093-84

Вводится впервые

Приказом Министерства нефтяной промышленности от 05.07.84 f 412 срок введения установлен с 01.02.84 срок действия до 01.02.89_

Методика рекомендуется научно-исследовательским и производственным организациям Миннефтепрома, занимающимся вопросами коррозии и защиты оборудования в сточных водах промыслов.

Руководящий до^мент содержит сведения о методах ускоренной сравнительной оиенки противокоррозионных свойств и определения ориентировочного срока службы систем покрытий на основе различных лакокрасочных материалов.

Использование данной методики позволяет разработать рекомендации по конкретному применение систем покрытий для защиты оборудования и коммуникаций в системе поддержания пластового давления.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Ы. Срок службы покрытий оценивается интервалом времени, в течение которого они выполняют свои функции при воздействии факторов внешней среды. Основной функцией понятий, применяемых для защиты оборудования от воздействия сточных вод, является предотвращение или торможение коррозионного процесса на поверх-

ности металла под покрытием.

1.2.    Для оценки срока службы покрытий необходимо определить время, в течение которого противокоррозионные свойства покрытий достигают предельных значений при воздействии агрессивных сред.

1.3.    При определении противокоррозионных свойств покрытий пользуется прямыми и косвеннъми методами.

При прямых методах оценки определяется непосредственно коррозионные потери массы металла под покрытием. При косвенных методах определяется комплекс свойств покрытия, характеризующих его способность тормозить коррозионный процесс. К указанным свойствам прежде всего относятся его проницаемость по отношению к агрессивной среде, адгезия к металлу.

1.4.    Для каждого из этих свойств существует определенные показатели.

Показателем проницаемости покрытий по отношению к эксплуатационной среде является величина омического сопротивления покрытия.

Показателем адгезии является адгезионная прочность, определяемая различными методами (метод отслаивания, решетчатого надреза и др.). За показатель подпленочной коррозии принята удельная потеря массы металла под покрытием.

1.5.    Для каждого из перечисленных показателей существует предельное значение, выход за которое характеризует низкие противокоррозионные свойства покрытия. Омическое сопротивление покрытия после испытаний должно быть не менее I0³ Ом: адгезионная прочность при отслаивании не менее 60 Н/м; допустимая скорость подпленочной коррозии не должна быть более (0,05 - 0,1). Ю'^г/см^ч , что соответствует 5 баллу коррозионной стойкости металлов по

ГОСТ 13819-68.

1,6. Коррозионные испытания смете* покрытий проводятся в соответствии е планом испытаний (ПИ) (приложение I). Результат ты испытаний записывается в протокол (приложение 2). Режимы ускоренных коррозионных испытаний выбирается в соответствии с ГОСТ 9.083-78.

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1.    При проведении окрасочных работ необходимо соблюдать меры предосторожности, изложенные в следующем документе: ГОСТ 12.3.005-75, "Правила и нормы техники безопасности, пожарной безопасности и промыиленной санитарии для окрасочных цехов".

М.. Иэд-во "Мяииностроемие*, 1977.

2.2.    Большинство лакокрасочных материалов является пожароопасными и токсичными. Токсичность лакокрасочных материалов определяется свойствами входящих в их состав компонентов. Токсичностью обладает окрасочная аэрозоль, образующаяся при нанесении покрытий. При испытании покрытий могут выделяться остатки растворителей и мономеры. Содержание растворителей и мономеров не должно превышать величин предельно допустимых кониеи-Tpaimft, установленных СН 245-71 и дополнениями к ним, издаваемыми Министерством здравоохранения СССР. Прсдельно-доцустимыа концентрации токсичных веществ в воздухе приведены в табл. I.

2.3.    Содержание производственных помещений, в которых расположена непитательная аппаратура, н рабочих мест должно соответствовать общим требованиям "Инструкции по санитарному содержанию помещений и оборудования производственных предприятий", утвержденной Главным санитарно-эпидемиологическим управление* Министерства здравоохранения СССР от 31 декабря I9C6 года,

W 658-66, и "Санитарным правилам организации технологических

процессов и гигиенических требований к производственному оборудованию' f 1042-73, утвержденным Министерством здравоохранения СССР.

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации токсичных веществ в воздухе

Наименование    |    ГЩК    в    мг/м³

Ацетон	200
Уайт-спирит	300
Ксилол	50
Толуол	50
Сольвент	100
Бутиловый спирт	200
Бутилапетат	200
Этилиеллоэольв	200
Гексаметилендиамин	I
Диэтмлеитрмамин	2

Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий -

- СН2ч>-71.

2.4.    Помещения, где проводятся работы с лакокрасочными материалами, должны быть обеспечены противопожарными средствами и общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией.

Приток воздуха в рабочую зону- в соответствии с СП-245-71.

2.5.    Все работы по подготовке поверхности, окраске образцов, обработке поверхности металла после испытаний должны проводиться в шкалах с вытяжной вентиляцией.

3. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ К ИСПЫТАНИЯМ И ОЦЕНКА ИХ КАЧЕСТВА

Образцы для испытаний

3.1.    Образны для испытаний представляют собой стальную фольгу размером 90x!20x(0,025f0,08) мм, на которую нанесена исследуемая система покрытий.

3.2.    Подготовка партии образцов к коррозионным испытаниям производится в следующей последовательности:

подготовка поверхности фольги;

окраска образцов;

контроль качества покрытия;

подготовка образцов к испытаниям.

3.3.    Подготовка поверхности фольги перед окраской производится в соответствии с ГОСТ 8832-76.

Поверхность фольги должна быть тщательно очищена от загрязнений (жировых и других), ржавчины, окалины.

3.4.    Изготовление образцов предусматривает следующие операции:

нарезают фольгу размером 130x110 мм;

обезжиривают поверхность фольги тканью, смоченной уайт-спиритом, бензином или ацетоном, затем вытирают насухо млн вы-супим;

натягивают фольгу на обеажяренцую стеклянную пластину размером 90x120 мм и выравнивают, повторно обезжиривают ватнъм тампоном, смоченным спиртом;

окрашивают фольгу системой согласно ПИ.

З.Ь. При окрашивании образцов применяют лакокрасочные материалы одной партии, удовлетворяющие требованиям соответствующей нормативно-технической документации. Способ нанесения по-

крития, количество слоев, толщина покрытия, режим сушки выбирают согласно принятой в эксплуатации технологии окраски и действующими в отрасли рекомендациями по выбору и применению систем покрытий для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии.

3.6.    Обраэпы с покрытием снимают со стеклянной пластинки и подвергают контра по следующим параметрам:

толщина покрытия;

пористость покрытия;

внешний вид.

3.7.    Толщину покрытия на образце измеряют не менее чем в 5 точках. Ее неравномерность не должна превышать 10^ от установленной в ПИ толщине покрытия. Толщин покрытия измеряют микрометром или магнитным толщиномером МТ-ЗОН.

3.9. Испытываемые покрытия не должны иметь сквозных пор и пузырей. Отсутствие пористости проверяют следующим образом К образцу пластилином прикрепляют стеклянную кювету (рис. I), в которую заливают дистиллированную или водопроводную воду, подкисленную соляной кислотой до pH 5-6. При температуре воды плюс (20+5)°С измеряют электрическое сопротивление покрытия при помощи тераомметра М0М-4 и других приборов с пределами измерений (IO^frlO**) Ом.

Тераомметр присоединяют при помощи двух медных проводов, очищенных на концах от изоляции и продуктов коррозии. Один из них опускают в воду, другой соединяют с металлом образца. Сопротивление измеряют через 2, 15, 60 мин. и через 24 ч.

Похрытие считают беспористым, если начальная величина электрического сопротивления больше 10^ Ом, а ее наибольшее уменьшение в течение 24 ч составляет следующие величины:

/! М    О

для начального сопротивления (10 +10 > 0м - 10° 0м;

(I0⁷*I0⁹) 0м - Ю⁴ 0м;

(Ю⁹*Ю¹³) 0м - I0⁵ 0м.

Схема кюветы для замера сопротявления покрытня

I - стеклянная кювета, 2 - агрессивная ореда, 3 • полимерное покрытю, 4 - стальная фольга

Рже. I