Объекты по производству сжиженного природного газа (СПГ) представляют собой действительно необычную задачу по защите покрытия: нужно защитить сталь в криогенной эксплуатации (−162°C для СПГ при атмосферном давлении), в сочетании с агрессивной морской или прибрежной атмосферной средой, в которой чаще всего расположены терминалы импорта и экспорта СПГ. Добавьте риск взрыва и возгорания от облаков паров СПГ, и требования к противопожарной защите несущей стали становятся безальтернативными.
Системы покрытий, применяемые на объектах СПГ, не экзотические — это в основном знакомые промышленные типы покрытий. Но обоснование выбора специфично для данной среды, и неправильный выбор дорого обходится в эксплуатации объекта, где последствия отказа покрытия — это не просто коррозия, а возможный риск безопасности процесса.
Три отдельных задачи по покрытию на терминале СПГ
1. Внешнее покрытие бака — морская атмосфера, CX-окружение
Внешняя поверхность резервуаров для хранения СПГ — обычно баки с полной или двойной конфигурацией криогенных резервуаров — находится в агрессивной прибрежной или морской атмосфере. Категория ISO 12944 обычно CX (экстремальная), особенно для объектов на побережье или рядом с ним.
Рекомендуемая система для CX атмосферного обслуживания на наружной поверхности бака:
- Цинк-содержащий эпоксидный грунт: 60–75 мкм — гальваническая защита при любых дефектах пленки
- Эпоксидная прослойка с стеклянной стружкой (2 слоя): 2 × 150–200 мкм — запутанный путь диффузии стеклянной стружки значительно превосходит стандартный эпоксид в морской атмосфере
- Полиуретановый верхний слой: 60–75 мкм — устойчивость к ультрафиолету и атмосферному воздействию; обычно белый или светлый цвет для теплоотражения
- Общая толщина покрытия: 420–550 мкм
Стоит особо подчеркнуть эпоксидную прослойку со стеклянной стружкой. В CX-морских условиях остуженная кристаллическая blistering, вызванная миграцией хлорид-ионов через пленку покрытия, является основным механизмом отказа стандартных эпоксидных систем на протяжении 5–8 лет. Эпоксид со стеклянной стружкой при адекватной DFT обычно достигает 15–20 лет в этой среде без значительного технического обслуживания. Привлекательность цены относительно стоимости прежнего окрашивания на большом криогенном резервуаре невелика.
Чтобы понять различия между классификациями C5-M и CX и что они означают для выбора системы, смотрите C5-M против CX — руководство по морским и прибрежным стальным покрытиям ISO 12944.
2. Криогенная сталь — внутренний бак и трубопроводы холодной эксплуатации
Внутренняя сталь криогенного бака СПГ работает при −162°C. Это порождает требование к покрытию, о котором многие сначала не задумываются: большинство органических покрытий становится хрупкими и трескаются при таких температурах. Тепловое сжатие слоя покрытия при охлаждении может превысить предел гибкости покрытия, вызывая растрескивание и деламинацию.
На практике внутренний стальной корпус полносборной LNG-цистерны часто не покрывается — никелистая сталь 9% или нержавеющая сталь, используемая для криогенных внутренних баков, не требует защиты органическими покрытиями, потому что ржавеет при криогенных температурах незначительно. Катодная защита справляется с малым количеством экспонирования поверхности при комнатной температуре до пуско-наладки.
Для трубопроводов и оборудования холодной эксплуатации, работающих при низких, но не криогенных температурах (до примерно −40°C), применяются модифицированные эпоксидные системы, специально протестированные на гибкость при холодном режиме. Ключевой тест — гибкость при минимальной рабочей температуре: пленка покрытия не должна трещать при термических цикла при переходе от окружающей среды к минимальной рабочей температуре.
3. Стальная конструкция и опоры труб — Огнезащита
Стальная конструкция LNG-терминала, поддерживающая процессовое оборудование, стеллажи трубопроводов и подъемные стрелы, подлежит той же огнезащите, что и стальная конструкция на нефтеперерабатывающих заводах — но сценарий пожара представляет собой пожар от паровой облачности LNG или домашний пожар, что является сценарием пожара на основах углеводородов. Необходим огнезащитный слой по UL 1709.
Практическая разница по сравнению с нефтеперерабатывающим заводом заключается в том, что LNG-терминалы часто подвергаются большему воздействию морской атмосферы на стадии до огнезащиты (в строительной фазе), поэтому грунтовка против коррозии, наносимая перед огнезащитой, должна быть устойчивой к графику строительства.
💡 Для выбора системы огнезащиты в условиях среды с углеводородными пожарами см. пассивная огнезащита vs активная огнезащита. Для различий между тестами UL 1709 и BS 476 и когда каждый применяется, см. Стандарты покрытия от огня: UL 1709 против BS 476 объяснено.
Внешняя оболочка резервуара: система CX Glass Flake на практике
Несколько практических моментов, которые возникают при спецификации внешнего покрытия LNG-цистерн, в частности:
Геометрия бака. LNG-цистерны крупные — обычно вместимость 60 000–200 000 м³ — с сложной геометрией, включая купольные крыши, секции оболочки, вторичные стенки и значительное количество трубопроводов и задачных соединений. Подготовка поверхности в таком масштабе требует внимательного планирования: оболочка бака обычно подвергается пескоструйной очистке автоматизированным оборудованием, но купольные крыши и зоны сопло требуют ручной пескоструйной очистки. Засорение хлористыми солями морской атмосферы во время строительной фазы может быть значительным — обеспечьте проведение тестирования по методу Bresle непосредственно перед нанесением покрытия, а не только в начале цикла пескоструйной обработки.
Обнаружение дефектов покрытия. Для стеклянно-хлорного эпоксидного покрытия толщиной 300–400 мкм требуется испытание искровым устройством постоянного тока высокого напряжения (NACE SP0188). На резервуару объемом 200 000 м³ это значительная контрольная задача — заложите её в график проекта.
Цвет и теплоотражение. LNG-цистерны обычно заказывают с белым или светлым верхним слоем, чтобы минимизировать солнечное нагревание внешней поверхности бака, что влияет на скорость испарения. Это функциональная спецификация, а не только эстетика — подтвердите значение солнечного отражения верхнего слоя с командой технологического отдела проекта.
Покрытие вспомогательных сооружений LNG-объекта
Помимо самих баков, в LNG-терминале имеется значительный объем вспомогательной стали — морские пирсы и подъемные стрелы, мосты через трубопроводы, здания компрессоров, контрольные помещения и морские конструкции, включая набережные стенки и буйки для стоянки судов.
Морские пирсы и подъемные строения относятся к условиям Im2 / CX — брызги морской воды, волновое воздействие и непрерывная морская атмосфера. Спецификация покрытия для этих конструкций следует той же логике, что и покрытие для зоны брызг в offshore: тяжелая стеклянная фракционная эпоксидка в зоне брызг (600–1 000 мкм), система цинк/стеклянная фракция/PU в атмосферной зоне выше.
Для подхода к зоне брызг в деталях — выбор системы, целевые значения DFT и особенности нанесения для прибрежного и брызгового зонного стального — см. покрытие зоны распыления для оффшорных сооружений. Для полного разборa требований C5-M по сравнению с CX системой для приморской и морской стали смотрите CX морская защита от коррозии: системы ISO 12944.
Инспекция и обслуживание
Баки для СПГ являются крупными активами со сроками службы 30–50 лет. Система покрытия должна служить долго, и подход к техническому обслуживанию должен быть реалистичным с учётом ограничений доступа.
Для внешней стороны бака программа визуального контроля во время эксплуатации в сочетании с точечными измерениями DFT через заданные интервалы (обычно каждые 5 лет) позволяет рано выявлять разрушение покрытия. Экономический анализ обычно предпочитает одну высококачественную систему покрытия со сроком службы 20+ лет по сравнению с более дешевой системой, требующей раннего обслуживания — потому что стоимость доступа, подготовки поверхности и повторного покрытия на большом криогенном баке значительна независимо от стоимости материала покрытия.
Для внутренних поверхностей бака применим стандарт инспекции API 653, который устанавливает интервалы внутренней инспекции на основе скорости коррозии, состояния пола бака и наличия катодной защиты. Для внутренних баков СПГ (которые обычно не покрыты) режим инспекции сосредоточен на целостности бака, а не на состоянии покрытия.
Для полного чек-листа предсервисной инспекции, охватывающего измерение DFT, обнаружение дефектов, испытание адгезии и проверку отверждения для проектов по облицовке бака, см.: как проверить облицовку резерваута перед сервисом.
Вопросы по проектам СПГ
Нужна ли катодная защита бакам СПГ вместе с покрытием?
Для закопанных компонентов — основание бака, подземная трубопроводная система — да. Катодная защита с источником импульсного тока или штейковыми анодами стандартна для закопанных стальных элементов на объектах СПГ, работающая в сочетании с антикоррозийным покрытием. Для наружных поверхностей надземных баков катодная защита обычно не используется — система покрытия является основной защитой. Для морских причалов в морской воде КП применяется наряду с системой покрытия.
Какая рекомендуемая система покрытия для стеллажей трубопроводов СПГ?
Та же трехслойная система C5, используемая для стеллажей нефтеперерабатывающих заводов: праймер на основе эпоксидной смолы с содержанием цинка/графитового стекла — средний эпоксидный слой — верхний polyurethane, общая суммарная толщина DFT 400–500 мкм. Для стеллажей трубопроводов в зонах, где требуется также огнезащита, праймер против коррозии наносится первым, затем огнезащита UL 1709, после чего финишное покрытие от атмосферного воздействия, если производитель огнезащиты рекомендует его для данной среды.
Можно ли использовать стандартные морские покрытия на баках СПГ, или им нужно что-то конкретное?
Стандартные системы морских покрытий — цинк/ Epoxy с графитовым стеклом/PU, сертифицированные по NORSOK M-501 или ISO 12944 CX — полностью подходят для внешних поверхностей баков СПГ, работающих в атмосферной зоне. Ничего химически особенного в внешней части бака СПГ по сравнению с любым другим крупным стальным сооружением в CX морской среде. Особенности заключаются во внутреннем криогенном баке (обычно без покрытия) и холодном трубопроводе (специализированный гибкий эпоксид). Не позволяйте слову ‘СПГ’ провоцировать завышение требований к стандартной атмосфере.
Поставки покрытий для проектов СПГ
Huili Coating поставляет CX-сертифицированные морские покрытия, огнеупорность UL 1709 и эпоксидное покрытие с высоким слоем стеклянной стружки для баков СПГ, терминальных сооружений и пирсов.
- CX-эпоксидные системы со стеклянной стружкой: соответствуют NORSOK M-501, общая толщина DFT 420–550 мкм
- UL 1709 — огнеупорность: рейтинги на 60, 90, 120 минут
- Полная документация: TDS, SDS, данные квалификации NORSOK, отчёты по испытанию на соль-облачение ISO 9227 (4 200 ч)
- Опыт экспорта в проекты LNG на рынках: Ближний Восток, Юго-Восточная Азия, Австралия
Свяжитесь с нами через форму запроса проекта для рекомендаций по системе, специфичной для проекта.
