В современных условиях при хранении, перевозке концентрированных кислот используются как металлические ёмкости из кислотоустойчивых сталей, так и емкости из полимерных материалов.

Полимерные материалы являются современными и обладают рядом преимуществ над стальными: это и долговечность, и меньший вес, значительная химическая стойкость к большинству агрессивных веществ, меньшая стоимость, минимальная адгезия и прочие. Безусловно имеются и недостатки полимерных конструкций перед стальными, и не для всех агрессивных веществ они подходят. В любом случае, коррозионное воздействие воды на полимерные материалы значительно ниже, чем на любой металлический сосуд.

Основное преимущество стальных емкостей и резервуаров – это высокая прочность и жесткость, а также возможность эксплуатации и проведения ремонта в условиях высоких и низких температур. Это выгодно отличает их от пластиковых емкостей и резервуаров, которые в значительной степени подвержены воздействиям как высоких, так и низких температур, что заметно ограничивает область их применения.

Материал, из которого изготавливается тот или иной химический сосуд должен удовлетворять условиям эксплуатации, быть стоек к рабочей среде (чаще всего агрессивной), и при этом технологичным в изготовлении и экономичным. Так ка стоимость химического оборудования в значительной мере определяется стоимостью примененных для его изготовления материалов, то при всех прочих равных условиях предпочтение должно быть отдано более дешёвым и менее дефицитным материалам. Для агрессивных сред в химической промышленности используются коррозионностойкие стали (Х18Н10Т, Х17Н13М12Т и другие), которые не отличаются низкой ценой.  При воздействии на оборудование коррозионной (агрессивной) рабочей среды с одной стороны (например, изнутри емкостного оборудования) наиболее целесообразно применение двухслойной стали наподобие Ст3сп+Х18Н10Т, 20К+Х17Н13М2Т.

На предприятиях химической отрасли имеется в обращении значительное количество стального емкостного оборудования, предназначенного для хранения и перевозки (например, вагоны-цистерны моделей 15-Ц855, 15-1402, 15-1401 и прочие), изготовленных из конструкционных низколегированных и углеродистых сталей, таких как Ст09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2СД-12, ВСт3сп5. Многие из этих стальных емкостей сняты с производства, но остались в обращении, многие отработали нормативный срок, и продление срока их безопасной эксплуатации возможно путём проведения экспертизы промышленной безопасности в соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.

Для любого резервуара (сосуда) после проведения технического диагностирования или периодического освидетельствования проводятся гидравлические испытания с целью проверки его прочности и плотности. И если для сосудов «под налив» польза гидравлического испытания для проверки прочности весьма сомнительна (плотность и масса воды ниже, чем, например, у серной кислоты), то для сосудов под давлением гидроиспытание на прочность является обязательным.

При гидравлическом испытании нормативной документацией предписано пользоваться водой. Используемая для гидравлического испытания вода не должна загрязнять оборудование или вызывать интенсивную коррозию.

Следует отметить, что некоторые агрессивные вещества создают на поверхности металла окисные пленки, предохраняющие металл от дальнейшего разъедания. Такие пленки называются защитными или пассивирующими, и если они не будут механически разрушены, то коррозия прекращается. Например, азотная, серная, соляная кислоты при малых концентрациях вызывают сильную коррозию металла, при высоких же концентрациях проявляют пассивирующие свойства и в этом случае кислоты можно хранить и перевозить в металлических сосудах без применения специальных мер защиты.

Воздействие воды, используемой для гидравлических испытаний емкостей для хранения концентрированных кислот, может привести за собой появление язвенной и флэш-коррозии на отдельных участках, питтинговой (точечной) коррозии, или даже 100%-ое покрытие внутренней поверхности емкости слоем коррозионных отложений.

В технически обоснованных случаях, предусмотренных изготовителем оборудования для химических производств, при проведении гидравлического испытания при эксплуатации сосудов, допускается использовать другую жидкость. Гидравлическое испытание технологических трубопроводов с давлением не более 10 МПа, а также сосудов разрешается заменять пневматическим испытанием (сжатым воздухом, инертным газом или смесью воздуха с инертным газом) при условии одновременного контроля методом акустической эмиссии. Однако, как правило, гидроиспытания на предприятиях проводятся водой в связи с доступностью и дешевизной данного вида испытаний.

Для снижения повреждения металла емкостного химического оборудования при гидроиспытаниях с использованием воды (например, при невозможности использования пневмоиспытания), возможно применение ингибиторов коррозии.

Ингибиторы коррозии – вещества, которые, находясь в коррозионной среде в достаточной концентрации, сильно замедляют либо вообще прекращают коррозионное разрушение металла. Применяются они чаще всего как добавки к композициям и смесям для формирования устойчивых покрытий, замедляющих электродные процессы, и для изменения электрохимических свойств материалов. Они широко и активно применяются в нефтехимической и нефтеперерабатывающей, машиностроительной и металлургической промышленности. Ингибитором коррозии может быть как одно соединение, так и смесь нескольких.

По типу среды ингибиторы коррозии различают:

- ингибиторы нейтральных коррозионных сред;

- атмосферной коррозии;

- ингибиторы кислых сред;

- сероводородной коррозии;

- ингибиторы нефтяных сред.

Использование ингибиторов коррозии при гидравлическом испытании оборудования позволяет нивелировать коррозионные явления, которые могут возникнуть при недостаточной подготовке к запуску в работу после гидроиспытания оборудования, работающего с агрессивными веществами, либо в случае ограниченного количества времени, которое требуется на просушку рабочей полости испытанной емкости (сосуда, аппарата).

Правильный подбор соответствующего ингибитора, добавляемого при гидроиспытании, зависит от рабочей среды, от металла емкости (сосуда, аппарата), от «возраста» сосуда. Его использование при гидравлическом испытании должно быть экономически и технически целесообразным.

Использование ингибиторов при гидроиспытании водой возможно не только для технического освидетельствования и экспертизы отработавших нормативный срок сосудов, аппаратов и резервуаров. Для новых емкостей может быть проведена даже консервация на этапе проведения гидроиспытаний (опрессовки) емкостного оборудования при использовании комплексных ингибиторов. Это позволяет одновременно провести две операции: гидроиспытание и консервацию емкости, что экономит время, а также сокращает затраты на антикоррозионные материалы.

В заключение хотелось бы сказать, что проведение гидравлического (пневматического) испытания и анализ его результатов является важным критерием в определении соответствия ёмкостного оборудования (резервуара, сосуда, аппарата) требованиям промышленной безопасности, предъявляемым к оборудованию, работающему с химически опасными, токсичными или агрессивными веществами.

1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.
2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утверждены Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору № 116 от 25.03.2014 г.
3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов», утверждены Приказом Ростехнадзора № 559 от 21.11.2013 г. (Зарегистрировано в Минюсте России 31.12.2013 г. № 30995).
4. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры. – Л., «Машиностроение», 1970 г.
5. Материалы статьи «Ингибиторы коррозии» / Cайт «Всё о коррозии» (электронный ресурс) URL http://www.okorrozii.com

Все статьи автора «Губанов Дмитрий Валерьевич»