Надёжные материалы газгольдеров АвтономГаз

Газгольдеры АвтономГаз, выпущенные польским заводом Chemet, изготавливаются из отборной вакуумированной мелкозернистой стали, которая не подвержена коррозии. Газгольдеры других производителей изготовлены из рядовой стали.

Использование настолько качественной стали связано с тем, что завод Chemet – это единственное в Евросоюзе предприятие, уполномоченное на производство сварных сосудов для хранения хлора, окиси этилена, закиси азота и других опасных химикатов. Неисправность такого сосуда может привести к экологической катастрофе, поэтому их изготавливают лишь из самых качественных материалов.

Чтобы предотвратить возможную катастрофу, Chemet получает межгосударственное финансирование ЕС на оборудование специализированной лаборатории контроля качества продукции дорогостоящей контрольной аппаратурой, которая не может окупиться при коммерческом использовании. Кроме того, в связи со специализацией завода, антимонопольными органами Евросоюза заводу разрешен отбор сталей на всех металлургических заводах ЕС.

Перестройка технологии на обычные сосуды - дорогостоящий процесс, поэтому газгольдеры АвтономГаз выпускаются по той же технологии и на той же производственной линии, которые применяются для изготовления хлорных или других резервуаров высокой ответственности.

Специализация завода на производстве сварных сосудов для перевозки и хранения высокотоксичных и агрессивных к металлам сжиженных и компримированных газов под сверхвысоким давлением до 210 бар обуславливает применение процедур, значительно увеличивающих надежность и долговечность обычной (конверсионной) продукции -резервуаров для хранения сжиженных углеводородных газов.

Какая коррозия наиболее опасна для газгольдера?

По характеру коррозионных процессов и месту их распределения различают сплошную, местную и межкристаллитную коррозию. Наиболее опасной является межкристаллитная коррозиия.

При межкристаллитной коррозии процесс разрушения начинается с поверхности газгольдера и распространяется вглубь по границам зерен. Межкристаллитная коррозия делает металл хрупким и значительно снижает его несущую способность. Это наиболее часто встречающийся на практике вид коррозии который обычно имеет место в рядовой стали не прошедшей нормализацию. Он выявляется периодическими испытаниями газгольдера высоким давлением.

Местная коррозия, которая обычно сосредоточена на отдельных участках поверхности изделия, опасна тем, что распространяется на значительную глубину и приводит к потере работоспособности газгольдера. Чаще всего этот вид коррозии наблюдается в местах механических повреждений (рассечение или отслаивание с проколом) покрытий, имеющих плохую адгезию (эпоксидное покрытие холодного нанесения или битумные покрытия) изделий из рядовой углеродистой стали. Выявляется наружным осмотром газгольдера при откапывании.

Наименее опасна сплошная коррозия, которая характеризуется тем, что металлическое изделие разрушается почти равномерно в местах соприкосновения с кислородом. Такая коррозия охватывает всю его поверхность, при этом не проникая в толщу металла. Этот вид коррозии легко поддается контролю и оценке путём измерения толщины стенки резервуара ультразвуковым прибором.

Как предотвратить коррозию газгольдеров?

Газгольдеры АвтономГаз, произведённые на заводе Chemet, изготовлены из нормализованной низкоуглеродистой дегазированной вакуумом стали S355J2+N и имеют полиуретановое покрытие горячего нанесения. Они нуждаются в протекторной (пассивной) электрохимической защите на случай механического повреждения покрытия при засыпании. Протекторы пассивной защиты меняются один раз в пятнадцать лет. Даже в случае сильного повреждения покрытия и отсутствия электрохимической защиты срок службы газгольдера из стали S355J2+N составляет не менее 35 лет.

Газгольдеры из рядовой углеродистой стали S355J2, имеющие эпоксидное покрытие горячего нанесения (к этой категори относятся газгольдеры, произведенные в Чехии, Италии и Германии), должны обязательно оснащаться протекторной (пассивной) электрохимической защитой. Они требуют замены протектора раз в три-четыре года. В связи с хрупкостью эпоксидного покрытия такие газгольдеры должны проверяться на наличие микротрещин искровым дефектоскопом непосредственно перед опусканием в котлован. Без смены протекторов срок службы газгольдеров из стали S355J2 обычно не превышает пяти-семи лет при наличии микротрещин.

Газгольдеры из рядовой углеродистой стали S355J2, имеющие эпоксидное покрытие горячего нанесения (к этой категори относятся газгольдеры, произведенные в Чехии, Италии и Германии), должны обязательно оснащаться протекторной (пассивной) электрохимической защитой. Они требуют замены протектора раз в три-четыре года. В связи с хрупкостью эпоксидного покрытия такие газгольдеры должны проверяться на наличие микротрещин искровым дефектоскопом непосредственно перед опусканием в котлован. Без смены протекторов срок службы газгольдеров из стали S355J2 обычно не превышает пяти-семи лет при наличии микротрещин.

Газгольдер из какой стали лучше выбрать?

Чем более устойчива к коррозии сталь, чем выше уровень термообработки и покрытия изделия, тем дороже изделие. Замена протектора стоит 17 тысяч рублей, станция катодной защиты стоит 72 тыс. рублей, электричество для питания станции катодной защиты стоит от 15 тыс. до 25 тыс. рублей в год. Таким образом, изделия из стойкой к коррозии стали с качественным покрытием стоят дороже, однако не требуют больших периодических затрат и обслуживания, более дешевые изделия требуют больших периодических трат. Экономическая эффективность применения газгольдеров различных фирм в меньшей степени зависит от цены системы автономного газоснабжения, в большей степени от стоимости обслуживания и поддержания газгольдера.

Почему только газгольдеры АвтономГаз никогда не ржавеют и не трескаются?

Потому что только газгольдеры АвтономГаз, выпущенные заводом Chemet, изготовлены из отборной нормализованной дегазированной вакуумом стали S355J2+N (Normalized Vacuum Degassed Steel Plates), проходят термообработку в высокотемпературной камере для нормализации швов и околошовных частей, имеют технологически сложное полиуретановое покрытие высокотемпературного нанесения, проходят 100% контроль металла всего изделия. Сталь и швы изделий не подвержены межкристаллитной и местной коррозии, покрытие имеет абсолютную адгезию со сталью и стойкость к сильным ударам. В отличие от хрупкого эпоксидного, в полиуретановом покрытии никогда не возникает микротрещин, следовательно оно не нуждается в дорогостоящем и сложном контроле искровым дефектоскопом перед опусканием в котлован, достаточно визуального контроля. Протекторная защита с пассивным магниевым анодом в кислом активаторе полностью устраняет поверхностную коррозию.

Почему нержавеющий газгольдер лучше?

Нержавеющие и стойкие к трещинообразованию газгольдеры нуждаются в очень редких освидетельствованиях (для газгольдеров АвтономГаз — один раз в 35 лет) и не требовательны к качеству контроля при монтажных работах. Газгольдеры АвтономГаз изготовлены на польском заводе Chemet из нормализованной вакуумированной стали S355J2+N, подверженной только поверхностной (сплошной) коррозии (наименее опасный вид коррозии). Замена магниевого анода, полностью блокирующего развитие поверхностной коррозии производится 1 раз в 15 лет. Полиуретановое покрытие более 50 лет защищает газгольдер от проникновения влаги и требует только визуальной проверки перед опусканием в котлован.

Все другие европейские газгольдеры (Чехия, Италия, Германия) изготовлены из рядовой стали S355J2 и нуждаются в освидетельствованиях раз в десять лет, да и то лишь при правильной установке. Данный тип стали, хотя и имеет легирующие добавки, подвержен межкристаллитной, местной и сплошной коррозии. Коррозия европейских газгольдеров блокируется эпоксидным покрытием горячего нанесения. Эпоксидное покрытие очень хрупкое, поэтому газгольдер должен обязательно проверяться искровым дефектоскопом непосредственно в котловане. Проверка дефектоскопом с током от 14 тыс. вольт во влажных условиях котлована очень затруднительна, поэтому никем при монтаже не производится. Наличие микротрещин эпоксидного покрытия требует частой проверки износа протекторной катодной защиты во время эксплуатации. При наличии микротрещин или небольших повреждений покрытия требуется ежегодная замена протектора (стоимость от 14 тыс. рублей).

Все российские газгольдеры (ФАСХИММАШ, РП, РПГ и др.) изготовлены из стали 09Г2С, которая имеет большое содержание кислорода и углерода не имеет легирующих добавок, не нормализуется, не подвергается вакуумной обработке. Российские резервуары нуждаются в освидетельствовании каждые 10 лет при применении станции катодной защиты. Без станции катодной защиты освидетельствование должно проводиться 1 раз в 2 года. В России стали с легирующими добавками или нормализованные или прошедшие дегазацию маркируются совсем другими обозначениями. Сталь 09Г2С сильно подвержена всем видам коррозии.

Коррозия всех российских резервуаров блокируется станцией активной катодной защиты, постоянно потребляющей от 0,2 до 0,75 Вт электроэнергии (от 7 тыс. до 26 тыс. рублей в год). При применении станции катодной защиты не требуется тщательный контроль покрытия, однако мощность потребления в основном зависит от качества покрытия – чем выше качество, тем ниже потребление. На российских резервуарах применяется покрытие низкого качества – битумное кровельное или эпоксидное холодного нанесения, т.к. предполагается обязательное использование станции катодной защиты. На всех АГЗС и АЗС все резервуары обязательно комплектуются станциями активной катодной защиты (СКЗ). Компании автономной газификации не применяют СКЗ в связи с их высокой стоимостью (от 72 тыс. рублей за комплект) так как повышение цены за установку полностью лишает российское оборудование конкурентного преимущества. Поэтому российские резервуары не оборудованные СКЗ нуждаются в очень частой замене катодов протекторной защиты ( 2-3 раза в год) стоимостью от 14 тыс. рублей за анод.

Чем сталь S355J2+N, из которой изготовлены газгольдеры АвтономГаз, отличается от стали других газгольдеров?

Сталь S355J2, прошедшая вакуумную дегазацию и нормализацию маркируется добавлением к наименованию +N. Степень коррозийной стойкости сталей существенно зависит от содержания в стали углерода и кислорода, а также от строения кристаллитной структуры. При надлежащей обработке обычной стали ее антикоррозионные свойства можно приблизить к свойствам нержавеющей стали, заодно увеличив ее прочностные и усталостные характеристики. Так, с уменьшением содержания углерода и кислорода в стали марки S355J2 до 0.002% и нормализации ее кристаллитной структуры, полностью устраняется склонность данного типа стали к межкристаллитной и местной коррозии. Наличие легирующих добавок в стали S355J2 значительно снижает поверхностную коррозию. Сталь S355J2+N – вакуумированная, нормализованная, низкоуглеродистая конструкционная сталь. Обычно она применяется для изготовления ответственных деталей.

Почему вакуумирование (дегазация) стали, из которой изготовлены газгольдеры АвтономГаз снижает коррозию и увеличивает прочность?

Это объясняет статья из Большой Советской Энциклопедии и фотографии образцов стали под микроскопом (первый рисунок сталь 09Г2С, второй вакуумированная сталь S355J2+N) :

“Дегазация стали - удаление газов из жидкой кипящей стали. Газы оказывают вредное влияние на физико-механические свойства стали: прочность и устойчивость к коррозии. Решить задачу получения стали с минимальным содержанием газов удалось только в начале 50-х гг. 20 в. благодаря созданию способа внепечной вакуумной обработки жидкой стали в ковше перед разливкой, предложенного советскими учёными А. М. Самариным и Л. М. Новиком в 1940. Промышленное опробование этого способа было впервые в мировой практике осуществлено в СССР (1952) на Енакиевском металлургическом заводе; позднее (1954) в ФРГ на заводе «Бохумер ферайн» был опробован способ дегазации металла в струе. Промышленное внедрение ковшового способа вакуумирования впервые осуществлено в СССР в 1955. Этими работами было положено начало новому направлению — вакуумной металлургии. В конце 50-х гг. разработаны др. разновидности процессов вакуумирования жидкой стали: порционное, циркуляционное и др., которые, как и ковшовый способ, получили промышленное применение во многих странах мира.

Теоретической основой вакуумных процессов является повышение раскислительной способности углерода и понижение растворимости водорода и азота при снижении парциального давления СО, Н2 и N2. Важным направлением в развитии вакуумных процессов в конце 60-х гг. явилась вакуумная обработка рядовой кипящей стали, позволившая решить сложную задачу получения низкоуглеродистой стали. При вакуумной обработке нераскисленной стали раскислительная способность углерода увеличивается в 10—20 раз. В этих условиях становится возможным получение низкоуглеродистой стали с весьма низким содержанием кислорода. Металл c таким низким содержанием углерода и кислорода обладает весьма высокими пластическими, прочностными и антикоррозионными свойствами, а слитки и слябы, отлитые на установках непрерывной разливки стали, имеют плотное и однородное мелкозернистое строение. Вакуумные процессы значительно повышают технико-экономические показатели металлургического производства за счёт уменьшения до 30% расхода раскислителей, возможности снижения количества легирующих добавок, увеличения выхода годной стали, значительного повышения её качества. Кроме того, срок службы изделий, изготовленных из вакуумированной стали, повышается в несколько раз в связи с повышением антикоррозионных свойств обычной стали до уровня, близкого к нержавеющей. В мире в 1990 году насчитывалось около 400 работающих установок по вакуумированию стали. Дегазированная сталь обычно применяется для изготовления ответственных деталей в атомной, космической, авиационной, оборонной, химической и др. промышленностях.

Сравнительная таблица

Лит.: Самарин А.М., Новик Л.М. Обработка жидкой стали в вакууме, М., 1960; Вакуумная металлургия, М., 1962.”