Особенности выбора смазочных и защитных материалов для нефтегазового оборудования
Оборудование для добычи нефти и газа, как и любое другое, нуждается в смазывании и защите от внешних воздействий.
Долгое время для обслуживания узлов и механизмов добывающих станций использовались пластичных смазочные материалы специального и общего назначения. Они предназначаются для облегчения монтажа и герметизации резьбовых соединений труб, консервации металла при его длительном хранении и транспортировке, снижения износа трущихся поверхностей.
Однако вследствие эксплуатации оборудования в тяжелых условиях пластичные смазочные материалы становятся малоэффективными.
К таким условиям относятся высокие нагрузки, при которых смазочный материал выдавливается из зоны контакта, коррозионно-активная и влажная среда, отрицательные температуры, контакт с агрессивными средами.
Кроме того, смазки выделяют токсичные испарения и требуют постоянного обновления – через короткие промежутки времени и после каждого демонтажа соединений и узлов.
Однако найдена эффективная альтернатива пластичным смазкам, которая позволяет существенно сократить временные затраты на монтаж, демонтаж, ремонт оборудования. Это антифрикционные твердосмазочные покрытия.
Данные материалы представляют собой жидкости, которые после нанесения на специальным образом подготовленные поверхности деталей формируют тонкую сухую пленку.
Пленка обладает высокими антифрикционными, антикоррозионными, часто антиадгезионными и гидрофобными свойствами.
Сегодня покрытия широко доступны для приобретения и применения, поэтому становятся преимущественным решением для смазывания и защиты нефтегазового оборудования.
Антифрикционные покрытия в нефтегазовой промышленности: преимущества
В оборудовании для добычи углеводородного сырья тонкий слой антифрикционного покрытия выступает в качестве решения нескольких задач.
Во-первых, он разделяет поверхности, между которыми возникает высокое трение, предотвращая преждевременный износ, защищая от повреждений, заедания, исключая скачкообразное движение механизмов.
Во-вторых, покрытие выступает в качестве защитного слоя для металла в химически агрессивной и коррозионно-активной среде. Твердосмазочная пленка обладает высокой химостойкостью и длительным сроком службы, при условии сохранения целостности она изолирует обработанные поверхности от контакта с разрушительными внешними факторами и обеспечивает длительную работоспособность деталей в неблагоприятных условиях эксплуатации.
В-третьих, гладкий слой покрытия предотвращает образование асфальтосмолопарафинистых отложений на поверхностях оборудования, например на элементах превенторов противовыбросовых систем.
Благодаря длительному сроку службы, который достигается за счет отсутствия испарения и окисления, устойчивости к механическим повреждениям и вымыванию, покрытия обеспечивают эффективное смазывание механизмов даже после длительного простаивания.
Одной из наиболее перспективных и актуальных областей использования смазочных покрытий в нефтегазовом оборудовании является нанесение материалов на резьбовые части бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб. Поэтому остановимся подробнее на данном применении.
Технология твердой смазки для ниппельных концов труб и муфт нефтегазового оборудования
На резьбовые поверхности обсадных, насосно-компрессорных, бурильных труб при хранении и транспортировке наносят консервационные составы, после их смывают и наносят резьбовую смазку для облегчения монтажа, защиты от задиров.
Для обеспечения антикоррозионной защиты ниппельные концы труб фосфатируют, после чего обрабатывают смазочным материалом. В порах фосфатной пленки хорошо удерживается материал, благодаря чему удается добиться длительной защиты от коррозии.
Однако фосфатирование является очень трудоемким процессом, к тому же несет большой вред экологии. В качестве альтернативы фосфатированию используется антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1002.
Оно изготавливается на основе дисульфида молибдена – природного минерала, который используется в качестве твердого смазочного материала в виде высокодисперсного порошка. Порошок распределяется в смеси органического связующего, растворителя и функциональных добавок.
На ниппельные концы труб, которые изготовлены из высоколегированной стали, наносится покрытие MODENGY 1001 с дисульфидом молибдена и графитом. Оно обеспечивает эффективную защиту от задиров на протяжении большого количества циклов «свинчивание-развинчивание», в отличие от резьбовых смазок, которые требуют обновления каждый цикл.
Указанные покрытия наносятся из аэрозольных баллонов и «сохнут» при комнатной температуре. Такая фасовка позволяет быстро и удобно обработать детали большой длины, которые затруднительно поместить в сушильный шкаф или печь.
На малогабаритные муфты, напротив, наносятся термоотверждаемые покрытия – MODENGY 1014 и MODENGY 1005. Они обеспечивают более высокую защиту от коррозии.
Применение покрытий позволяет ускорить и облегчить проведение спуско-подъемных операций, обеспечить эффективное смазывание как в комплексе с пластичными смазками (в качестве подсмазочной пленки), так и самостоятельно.
Другие примеры применения антифрикционных покрытий в нефтегазовой сфере
Важную функцию по защите деталей от химически агрессивных сред покрытия реализуют в оборудовании для гидравлического разрыва пласта.
MODENGY 1014 на основе политетрафторэтилена и дисульфида молибдена наносится на детали гидромуфт для проведения ГРП.
Оно изолирует поверхности от контакта с углеводородным сырьем и жидкостями для ГРП, содержащими кислоты и другую химию.
Кроме того, покрытие защищает поверхности от абразивного износа содержащимся в прокачиваемой жидкости керамическим песком.
MODENGY 1014 показывает рекордно высокие результаты в защите крепежных изделий нефтедобывающих платформ от коррозии в агрессивном морском климате. При использовании совместно со слоем-праймером достигается защита в 1000 часов по результатам ускоренных испытаний в нейтральном соляном тумане по стандарту ISO 9227.
Покрытия на основе дисульфида молибдена наносятся на детали плашечных превенторов – плашкодержатели, резьбу пары «винт-толкатель».
Они обеспечивают надежное срабатывание деталей после длительного простоя, защиту от агрессивных сред, предотвращают износ трапецеидальной резьбы приводных механизмов плашек.
Области применения антифрикционных покрытий не ограничиваются указанными примерами. Материалы наносятся на элементы запорной и регулирующей арматуры, детали подъемных механизмов, насосного оборудования, измерительных приборов и многие другие участки.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия являются одними из самых эффективных материалов для увеличения ресурса нефтегазового оборудования. Они эффективно управляют трением, обеспечивают защиту от агрессивных сред и коррозии, защищая материалы от преждевременного износа и позволяя облегчить и ускорить пуско-наладочные работы.