Состояние и перспективы применения металлизационных покрытий в сооружениях и оборудовании нефтегазовой отрасли. Заместитель генерального директора по развитию. - презентация

1 Состояние и перспективы применения металлизационных покрытий в сооружениях и оборудовании нефтегазовой отрасли. Заместитель генерального директора по развитию бизнеса А. Лурье

2 2 О компании ЗАО ПЛАКАРТ 2011 г г г г.2010 г. - ООО «Газотермические технологии» - ООО «ТСЗП-Тюмень» - ООО «Центр защитных покрытий - Урал» - ЗАО «Урал-Технологические системы покрытий» Запуск производственных площадок: г. Нижний Новгород г. Санкт-Петербург г. Нижнекамск Развитие и внедрение технологий газотермического напыления и наплавки НПО «ЦНИИТМАШ»

3 3 НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Выполнение работ по нанесению газотермических покрытий антикоррозионные износостойкие термобарьерные электроизоляционные Восстановление и упрочнение деталей с помощью напыления и наплавки детали запорной арматуры плунжера насосов штоки гидроцилиндров валы различного назначения лопатки ГТД Поставка оборудования, материалов и разработка технологии Выполнение НИОКР

4 4 Этапы решения в Газпром добыча Астрахань 2002 – напыление первого адсорбера С01 ( к настоящему времени защищены покрытиями все 18); 2005 – установка участков напыления в РМЦ ГПЗ ; 2006 – начало ремонта НКО; 2007 – переход к напылению двуслойных покрытий; 2007 – начало ремонтных напылений; 2007 – напыление горизонтального аппарата В02; 2007 – начало применения шиберов и седел ФА с напылением; 2008 – напыление первого реактора «Сульфрин»; 2010 – напыление емкостей и теплообменников; 2011 – напыление распределительных камер ребойлеров.

5 5 Адсорберы Проблема: Сильная коррозия внутренних поверхностей адсорбера Метод нанесения покрытий: HVAF Решение: Материал покрытия - нержавеющие сплавы на основе железа; Твердость до 62 HRC; Прочность сцепления до 80 МПа; Практически полная остановка процесса коррозии; Близость электрохимических потенциалов покрытия и металла основы, что исключает подплёночную коррозию.

6 6 Защита от коррозии реакторов «Сульфрин» На АГПЗ 24 реактора «Сульфрин» Условия: H 2 S, SO 2, Темп. ~400 o С Проблема: Коррозия внутренних поверхностей аппарата приводит к порче катализатора, снижению эффективности работы реактора Метод нанесения покрытий: Газопламенный Решение: Материал покрытия ZnAl Металлические антикоррозионные протекторные покрытия наносятся в течение 3-4 недель, в ходе ремонта, без демонтажа оборудования Гарантия от коррозии 10 лет

7 7 Защита от коррозии резервуаров Проблема: Традиционные методы защиты с помощью ЛКП, эпоксидных композиций подвержены подпленочной коррозии Риски: Утечки, загрязнение продукции, малый срок службы покрытия Метод нанесения покрытий: Газопламенное напыление Материал покрытия: Al Применение протекторных металлических покрытий позволяет: Избежать подпленочной коррозии Обеспечить реальную эксплуатацию в 20 лет без ремонта

8 8 Защита от эрозии трубных решеток теплообменников Клауса, Е04 Среда: газообразная сера, H 2 S, SO 2 Температура: ~ 300 o С Проблема: Коррозионный и эрозионный износ трубных досок теплообменников Решение: Подслой, гальванически близкий к основному металлу и предотвращающий подпленочную коррозию - FeCrNiBSi; Основной наноструктурированный слой, защищающий от износа и коррозии - Cr 2 C 3 /NiCr; Адгезия покрытия - более 60 МПа; Твердость HRC; Пористость - менее 1 %.

9 9 Упрочнение деталей запорной арматуры Проблема: высокий абразивный и коррозионный износ шиберов и седел задвижек Метод нанесения покрытия: HVOF Решение: Материал напыления -WC/Co/Cr Адгезия покрытия - более 70 МПа; Твердость HRC; Пористость - менее 1 %. Данное решение, предложенное компаниям ООО «Технология» и ООО «Некст Трейд», по программе импортозамещения, успешно заменяет в фонтанной арматуре импортные аналоги с 2007 г. За этот период на АГКМ поставлено порядка 150 шиберов, 300 седел задвижки, 250 колец седла с применением указанного покрытия. Случаев выхода из строя не зафиксировано.

10 10 Защита внутренних поверхностей колонны А-18 на ОАО «САЛАВАТНЕФТЕОРГСИНТЕЗ» Среда: щелочная, 37-45% раствор метилдиэтаноламина и конвертированного газа. Проблема: коррозия внутренней поверхности абсорбера. Метод нанесения покрытия: Газопламенное напыление. Материал напыления: монель с подслоем алюника.

11 11 Защита внутренних поверхностей колонны А-18 на ОАО «САЛАВАТНЕФТЕОРГСИНТЕЗ» Корпус абсорбера после года эксплуатации с нанесенным защитным покрытием Корпус абсорбера после года эксплуатации без защитного покрытия

12 12 Защита внутренних поверхностей колонного оборудования на ОАО «Аммофос» г. Череповец Среда: SO 3 Температура: ~600 o С Проблема: быстрое разрушение катализатора, коррозийный износ внутренних поверхностей Метод нанесения покрытия: Газопламенное напыление Материал напыления: Al

13 13 ООО «Лукойл-Пермнефтегазпереработка» г. Пермь Среда: раствор с содержанием: вода – 84%, сероводород – 3%, моноэтаноламин – 10%, углекислый газ – 3%. Рабочее давление: 3 атм. Температура: ~ 125 o С Проблема: Коррозионный износ металла десорбера. Решение: Нанесено антикоррозионное покрытие методом газопламенного напыления.

14 14 Штоки компрессоров Используемая технология: Высокоскоростное напыление Материал: Твердые сплавы Прочность сцепления, МПа: более 80 Твердость, HRC: до 72 Данная технология позволяет: Продлить срок службы штока; Восстанавливать штоки с износом до 0,5 мм на сторону; Сократить затраты на покупку новых штоков; Увеличить межремонтный цикл оборудования.

15 15 Изготовление плунжеров с упрочненным износостойким покрытием Освоено производство плунжеров с покрытиями для насосов гидроразрыва пласта, струйной добычи нефти и других насосов высокого давления. Плунжеры с поверхностью, упрочненной твердыми сплавами либо материалами с высокой твердостью на никелевой базе, обладают всеми рабочими характеристиками оригинальных плунжеров, при более низкой цене. Плунжеры поставляются по долгосрочным контрактам нефтегазовым и сервисным компаниям.

16 16 ООО «Мострансгаз» Лопатки ГТД Нашими специалистами освоены технологии нанесения износостойких, коррозионно-стойких, жаростойких и других покрытий на поверхности новых лопаток (в том числе компрессорных) и других деталей горячего тракта газотурбинного двигателя (корпуса сопловых аппаратов, кольцевые камеры сгорания и другие). Результаты натурных испытаний показали эффективность применяемых покрытий: По данным ООО «Мострансгаз» ресурс работы лопаток увеличился с 20 до 80 тысяч часов. По данным ГП «Зоря-Машпроект» ресурс работы лопаток увеличился с 10 до 35 тысяч часов.

17 17 Вид рабочих колес, установленных на одном насосе, после наработки 2459 часов Без покрытияС покрытием УВЕЛИЧЕНИЕ РЕСУРСА РАБОТЫ КОЛЕС Вид рабочего колеса насоса после нанесения коррозионно-стойкого защитного покрытия на основе твердого сплава.

18 18 Вкладыши скольжения (баббитовые подшипники) Проблема: После износа 0,1..0,3 мм необходимо повторно заливать изношенный баббитовый слой. Излишки после заливки удаляются механической обработкой и могут быть использованы при заливке не более, чем на 25%. Условия эксплуатации: Масло. Возможны вибрации. В режиме страгивания с места – обедненная смазка. Решение: Нанесение на предварительно подготовленную поверхность газопламенным методом слоя баббита, что существенно повышает качество поверхности за счёт отсутствия пор, раковин, каверн, получается покрытие с заданной пористостью – 8%. Технико-экономический эффект: Коэффициент трения в момент страгивания с места в режиме граничной смазки в 1,7 раз ниже, чем у баббита, нанесенного способом заливки. Время работы в режиме валоповорота до появления. прерывистого вращения увеличивается в 8 раз. Значительно сокращается расход антифрикционного материала Сокращение срока ремонта.

19 19 Защита от коррозии сварного шва Нанесение самофлюсующихся покрытий на внутреннюю поверхность трубы позволяет защитить наиболее уязвимую часть плети - сварной шов. После сварки внутреннюю поверхность сварного шва полностью закрывает коррозионно-стойкое покрытие, значительно снижающее вероятность возникновения коррозии.

20 20 Коррозия трубопроводов под изоляцией (в т.ч. под теплоизоляцией) Теплоизоляция недостаточно стойка к повреждениям окружающей средой и механическим воздействиям. Вода попадает под изоляцию, что приводит к коррозии трубы. Нанесение газотермическим методом покрытия Спрамет позволяет обеспечить эффективную защиту от коррозии более чем на 25 лет. Подтверждено исследованиями Европейской федерации коррозии и Национальной ассоциацией инженеров-специалистов по коррозии США (NACE)

21 21 Коррозия ёмкостей под горячую воду Коррозии подвержено ёмкостное оборудование (баки-аккумуляторы ГВС, дренажные ёмкости и т. п.) 2. Нанесение СПРАМЕТ Очистка поверхности Решение: Результат: Обеспечение защиты от коррозии на срок не менее 20 лет

22 22 Коррозия трубопроводов на разделе земля-воздух Участки переходов «земля - воздух» магистральных и технологических трубопроводов являются наиболее уязвимыми перед воздействием коррозии. Решение: Нанесение газотермическим методом антикоррозионного алюминиевого покрытия Спрамет позволяет обеспечить эффективную защиту от коррозии на срок от 25 до 50 лет.

23 23 Защита металлоконструкций Решение предусматривает существенное сокращение эксплуатационных затрат за счет повышения коррозионной стойкости элементов металлоконструкций с покрытием и сокращение затрат на окраску. Срок службы металлоконструкций до появления следов коррозии составляет более 20 лет.

24 24 Защита выхлопных шахт ГПА Защита металлических выхлопных труб с помощью газотермического напыления. Напыленный слой мкм алюминия, с последующей пропиткой, при нагреве трубы до +200°С диффундирует и образует интерметаллидный алюмосилицированный слой, который не подвержен коррозии и сохраняет свои защитные свойства при температуре до +800 °С.

25 25 Испытание антикоррозионных защитных покрытий в ООО «Газпром трансгаз Москва» Образец с защитным покрытием до и после коррозионных испытаний, установленный на наружной поверхности выхлопной шахты. Образцы с защитным покрытием до и после коррозионных испытаний, установленные внутри выхлопной шахты.

26 26 Нанесение алюминиевого антикоррозионного покрытия на выхлопную трубу ГПА Период выполнения работ: с 15 по 31 августа 2011 г. Сталь 20Х13, срок эксплуатации до нанесения покрытия - 3 года. Габариты объекта: общая высота - 26 м, высота трубы - 18 м, диаметр - 2 м, толщина стенки - 10 мм P.S. В 2008 году для этого заказчика выполнялись опытные работы по нанесению алюминиевого покрытия, по настоящее время покрытие показывает высокие эксплуатационные характеристики.

27 27 Примеры

28 28 Восстановление деталей для Рязанской НПК ПРИМЕР РЕШЕНИЯ НЕСТАНДАРТНЫХ ЗАДАЧ

29 29 НИОКР Применение новых технологий часто сопряжено с риском. Поэтому мы не только выполняем работы по напылению нового и ремонту изношенного оборудования наше исследовательское подразделение - «Технологические системы защитных покрытий» - проводит НИОКР по подбору и аттестации покрытий для использования на опасных производственных объектах. Среди наших заказчиков по НИОКР ГКНЦ им. Хруничева, ОАО «Русгидро», ОАО «Газпром» и другие крупные компании. Предлагаем: Непосредственное выполнение работ, по тем работам, которые мы уже выполняли на других предприятиях; Проведение НИОКР – ОПИ – Внедрения, по тем работам, которые ЗАО «Плакарт» не выполняло на других предприятиях.

30 30 Основные этапы НИОКР 1) Литературный и патентный обзор; 2) Выбор материала и технологии; 3) Изготовление и испытания образцов с покрытиями; 4) Анализ результатов испытаний и выводы; 5) Интеллектуальная собственность (патенты, ноу-хау).

31 31 Структура работ по НИОКР Примеры: РУСАЛ, РусГидро, ЦЗПУ; НИКИЭТ, ГКНПЦ имени М.В.Хруничева.

32 32 ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ Процесс нагрева, диспергирования и переноса активированных частиц распыляемого материала газовым потоком и формирования на подложке компактного слоя. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ Высокоскоростное напыление Газопламенное напыление Детонационное напыление Плазменное напыление Электродуговая металлизация Плазменно-порошковая наплавка Лазерная наплавка

33 33 Установка высокоскоростного напыления HVOF-K2 Характеристики установки: Смесь: керосин - кислород Расход кислорода, л/мин:до 1000 Расход керосина, л/час:до 25 Производительность, кг/час: карбиды металлы, сплавыдо 10 Толщина напыляемого слоя, мм:0,03...0,5

34 34 Установка высокоскоростного напыления HVАF-AK-07 Характеристики установки: Горючая смесь:пропан, метан Дополнительно:водород Окислитель:воздух Транспортирующий газ:азот Производительность, кг/час: металлы27 карбиды30 Толщина напыляемого слоя, мм:0,03...0,5

35 35 Основные характеристики покрытия нанесенного методом высокоскоростного напыления Нержавеющие сплавы на основе железа: Пористостьдо 2% Микротвердость500…800 НV Прочность сцепления70…80 МПа Сплавы на основе никеля: Пористостьне более 1% Микротвердостьдо 820 HV Прочность сцепления70…80 МПа Твердые сплавы: Пористостьменее 1% Микротвердость900…1200 НV Прочность сцепленияболее 80 МПа

36 36 Установка плазменного напыления МF-P-1000 Характеристики установки: Основной газ:аргон Дополнительный газ: азот, водород или гелий. Производительность, кг/ч: при напылении оксидов и карбидов при напылении металлов и сплавов2...5 Адгезия, МПаболее 50 Толщина напыляемого слоя, мм: при напылении металлов и сплавов0, при напылении керамики0,05...5

37 37 Основные характеристики покрытия нанесенного методом плазменного напыления Нержавеющие сплавы на основе железа: Пористость1…2% Микротвердость500…800 НV Прочность сцепления50…70 МПа Сплавы на основе никеля: Пористостьменее 1% Микротвердостьдо 820 НV Прочность сцепления60…80 МПа Керамические материалы: Пористость8…15% Микротвердость900…1500 НV Прочность сцепления50…80 МПа

38 38 Установка плазменно- порошковой наплавки PPC-250 PTM Характеристики установки: Установка предназначена для наплавки торцов вращающихся деталей, например седел клапанов, тарелок и других аналогичных деталей, порошковыми материалами методом плазменно- порошковой наплавки. Рабочий газАргон (99,96 %) Расход газадо л/час Сварочный токдо 250 А Производительностьдо 2 кг/час Толщина наплавляемого слоя, мм: >5 мм

39 39 Лазерная наплавка Характеристики установки: Мощность лазерадо 6 кВт Диапазон луча нм Производительностьдо 4 кг/час Толщина наплавляемого слоя, мм: > 5 мм Преимущества над плазменно- порошковой наплавкой: Меньшая зона термического влияния Меньшая зона перемешивания основного материала с материалом наплавки

40 40 Основные характеристики покрытия нанесенного методами наплавки При наплавке используются материалы на основе Ni, Co, Fe + механические смеси. Пористость отсутствует (монолит) Металлургическая связь Плазменно-порошковая наплавка: Средняя рабочая толщина покрытия 3 мм Микротвердостьдо 60 HRC Лазерная наплавка: Средняя рабочая толщина покрытия 2 мм Микротвердостьдо 64 HRC

41 41 Керамические функциональные покрытия Приоритетные отрасли промышленности: Авиация Энергетика Машиностроение Металлургия Покрытия: Износостойкие Коррозионно-стойкие Теплозащитные Уплотнительные

42 42 Установка детонационного напыления Дракон Топливо:Ацетилен класса А Окислитель:Кислород Рабочий газ:Азот Длина ствола:до 1 метра Скорострельность:до 10 выстр./сек. Производительность:до 3 кг/час Полезное использование порошка:до 70%

43 43 Основные характеристики покрытия нанесенного методом детонационного напыления Сталь 20Х13: Твердость покрытия460 HV Толщина покрытия250 мкм Пористость покрытия0,5-1,0 % На границе раздела основа-покрытие наблюдается выделение твердой фазы. Легированный чугун ЧН15Д7: Твердость покрытия HV Толщина покрытия182 мкм Пористость покрытия 1,0% В покрытии имеются плотные участки (пористость 0,5%)

44 44 Газопламенное напыление Быстрое и недорогое восстановление геометрии в любых условиях, включая случаи сильного износа, работы на площадке заказчика. Нанесение: углеродистых легированных нержавеющих сталей баббитов

45 45 Основные характеристики покрытия нанесенного методом газопламенного напыления Углеродистые и легированные стали: Пористость2…8 % Микротвердость240…600 HV Прочность сцепления15…30 МПа Нержавеющие стали: Пористость2…4 % Микротвердость270…330 HV Прочность сцепления15…30 МПа Баббиты: Пористостьне более 9 % Микротвердость25…27 НB Прочность сцепления30…40 МПа

46 46 Установка электродуговой металлизации Разработанные ЗАО «Плакарт» установки электродуговой металлизации LD/U2 300 и SPARK 400 отличаются высокими надежностью, качеством получаемых покрытий и производительностью. Данные установки могут быть поставлены в комплекте с роботом KUKA KR-16 грузоподъемностью на руке 16 кг. Регулируется на диаметр проволоки 1,6/2,0/2,5 мм. Производительность при напылении, кг/ч: Zn30 кг/ч, Al9 кг/ч.

47 47 Основные характеристики покрытия нанесенного методом электродуговой металлизацией Адгезия, МПа Пористость, % Материалы: проволоки сплошного сечения композиты Рабочие газы: электрическая дуга (воздух или др. газы) Цинк-алюминиевое покрытие ZnAl (85/15) Алюминиево-магниевое покрытие AlMg5

48 48 Металлизационные покрытия Быстрое и недорогое восстановление геометрии в любых условиях, включая случаи сильного износа, работы на площадке Заказчика. Нанесение углеродистых, легированных, нержавеющих сталей, баббитов. Приоритетные отрасли промышленности: Нефтегаз Нефтехимия Полиграфия

49 49 Электродуговая металлизация Высокопроизводительное покрытие металлом больших площадей Эффективное средство антикоррозионной защиты металлических конструкций Создание Al, Zn, ZnAl, Cu, Fe-based покрытий

50 50 Стандартизация и сертификация Стандартизация покрытий в РФ: ГОСТ Покрытия металлические и неметаллические неорганические; ГОСТ Покрытия газотермические защитные из цинка и алюминия; СниП Защита строительных конструкций от коррозии. Сертификаты ЗАО «Плакарт»: СТО Газпром Порядок экспертизы технических условий на оборудование и материалы, аттестации технологий и оценки готовности организаций к выполнению работ по диагностике и ремонту объектов транспорта газа ОАО "Газпром" Сертификат ГОСТ Р ИСО Деятельность компании соответствует законодательству о промышленной безопасности. Все применяемое оборудование сертифицировано в России и отвечает всем действующим нормам и правилам.

51 51 Ростехнадзор РФ Процессы нанесения защитных покрытий относятся к деятельности по изготовлению, монтажу, ремонту и реконструкции технических устройств и сооружений, применяемых на опасных производственных объектах, для осуществления которых выдача лицензий Ростехнадзора не предусмотрена.

52 52 СРО НП СОПКОР Принятие ЗАО «ПЛАКАРТ» в члены некоммерческого партнёрства «СОПКОР» - признание наших достижений в области коррозионной защиты на объектах ОАО «ГАЗПРОМ»

53 53 Основные причины выбора именно металлизационных покрытий Высокая протекторные свойства металлизационных покрытий; Отсутствие деформации изделий; Мобильность металлизационных установок и возможность нанесения защитных покрытий в полевых условиях; Высокая производительность процесса; Высокая адгезионная прочность металлизационных покрытий; Высокие пластические характеристики металлизационных покрытий.

54 54 Сеть представительств и филиалов ЗАО ПЛАКАРТ Региональные торговые представительства: Москва Москва Пермь Пермь Тюмень Тюмень Нижний Новгород Нижний Новгород Екатеринбург Екатеринбург Казань Казань Череповец Череповец Санкт-Петербург Санкт-Петербург Региональные производственные центры: Москва Москва Пермь Пермь Тюмень ТюменьСтроятся: Нижний Новгород Нижний Новгород Санкт-Петербург Санкт-Петербург Мобильные бригады Мобильные бригады

55 55 Спасибо за внимание!!!