Покрытия танков

Большие танкеры и суда OBO обычно изготавливаются из мягкой стали. Части танков или трюмов часто покрывают инертными покрытиями, чтобы защитить их от более агрессивных грузов. Обычной практикой является покрытие поверхностей танков и внутренних помещений продуктовозов, чтобы сделать их инертными и защитить их от активных химических грузов. Танки судов, перевозящих наиболее агрессивные грузы, делаются, или имеют, облицовку из нержавеющей стали, для того, чтобы они были пассивными и не подвергались чрезмерной коррозии под воздействием наиболее агрессивных химических продуктов.

ЦЕЛЬ ПОКРЫТИЯ ТАНКОВ

Внутреннее покрытие судовых грузовых и балластных танков является обычной практикой для предотвращения коррозии, загрязнения груза, а также облегчения очистки танков и удаления шлама.

На танкерах для перевозки сырой нефти и продуктов ее переработки покрытия предназначены для предотвращения коррозии и уменьшения размера набора, которое может быть допущено в случае применения одобренного покрытия. Главной целью применения покрытий на навалочниках для перевозки химических продуктов обычно является предотвращение загрязнения груза. Многие химические вещества чувствительны к примесям железа, как в форме ржавчины, так и стали танка. Благодаря тому, что стандарты на содержание примесей в химических продуктах значительно жестче, чем в нефти и продуктах ее переработки, очень важно при перевозке активных химических продуктов предусмотреть химически инертную преграду между грузом и поверхностью танка. Нефтепродукты состоят не из одного компонента, а из смеси компонентов, придающей им требуемые характеристики. Следовательно, небольшое смешение грузов различного качества может допускаться в определенных границах.

Химические продукты, однако, будучи различными, по своей природе, не допускают никаких примесей. В этой связи эффективная очистка танков является очень важной. В необлицованном танке остаются следы груза в гораздо большей степени, чем на гладких поверхностях танка, имеющего покрытие. С шероховатых поверхностей груз извлекается с трудом, и в случае неудовлетворительной очистки и дегазации, наряду с загрязнением увеличивается вероятность взрыва и отравления.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ТАНКОВ

Любое покрытие – грунтовка, основной или накрывочный слой включает четыре основных компонента:

  • Пигмент. Пигмент придает цвет (кроющая способность покрытия). Применяются разнообразные пигменты для придания вязкости, прочности пленки, твердости, стойкости на истирание, защитных свойств по отношению к ультрафиолетовым лучам, и антикоррозионных свойств.
  • Растворитель. Растворяет смолистую основу, придавая ей свойства необходимые для применения. Растворители определяют вязкость и способ нанесения покрытия кистями, распылителем, а также его твердость, гладкость и способность сохнуть. Типичные растворители включают минеральные спирты, гликоль, эфиры и ксилен.
  • Добавки. Придают покрытию свойства, которых не содержат три другие компонента. Добавки применяются для придания покрытию необходимой способности сохнуть, смачиваемости, образовывать пленку и суспензию пигмента.
  • Основа. Является самым важным компонентом покрытия. Это связующее или образующее пленку вещество, которое связывает пигменты и удерживает покрытие на поверхности. Тип основы в составе покрытия определяет толщину пленки, адгезивную способность, консистенцию, твердость, эластичность, продолжительность службы, способность сохранять цвет и блеск, время сушки, коррозионную стойкость по отношению к воде, химическим веществам и растворителям.

Основой обычно являются смолы. Они превращаются в покрытия из жидкого или пластичного состояния в твердую защитную пленку одним или несколькими из следующих способов:

  • Полимеризация (химическое преобразование, вызываемое взаимодействием компонентов) используется преимущественно для покрытий танков, стойких по отношению к химическим веществам.
  • Испарение растворителя (основа не подвергается химическим изменениям).
  • Окисление (поглощение кислорода воздуха).

Четыре компонента, перечисленных выше, превращаются в единые физико-химические комплексы, образующие защитные покрытия. Выбор правильного покрытия требует технической оценки многих факторов. В обычной практике эксплуатации судов покрытия выбирают и наносят как единую систему такую, как приводимую ниже:

  • Первичное покрытие, которое должно иметь антикоррозионные (за счет создания защитного барьера) и адгезионные свойства.
  • Основное покрытие(я), которое должно обладать способностью образовывать пленку и межслоевыми адгезивными свойствами.

В настоящее время известны несколько систем, которые объединяют интегрированные компоненты, описанные выше.

ТИПЫ ПОКРЫТИЙ СУДОВЫХ ТАНКОВ

  • Эпоксидное. Обеспечивает хорошую химическую защиту. Используется как на нефтетанкерах, так и на химовозах, и является наиболее часто применяемом покрытием из имеющихся на рынке.
  • Силикат цинка. Применение этого покрытия требует особой осторожности. Оно хорошо противостоит большинству органических растворителей и продуктов переработки нефти. Однако, оно вызывает незначительное загрязнение дистиллатных топлив, что может служить препятствием к применению, например в случае топлива для авиационных турбин. Широко используется для растворителей и нефтепродуктов.
  • Полиуретан. Иногда применяется там, где требуется надежная защита от жидких органических кислот (растительные, рыбьи и животные жиры). Однако это покрытие имеет меньшую стойкость по отношению к щелочам, чем эпоксидное.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОКРЫТИЙ ТАНКОВ

Одним из преимуществ танков, имеющих покрытие, является легкость их очистки – -часто мытья водой оказывается достаточно. Могут также использоваться моющие средства и пар без повреждения покрытия. Если, однако, пар используется для удаления токсичных и воспламеняющихся остатков, необходимо позаботиться о том, чтобы пар не вызывал вспучивания покрытия или стали. Если танк имеет покрытие силикатом цинка, моющие средства должны быть нейтральными, т.к. сильные щелочи и кислоты будут взаимодействовать с цинком. Обычно безопасный уровень рН для покрытий из силиката цинка находится между 5,5 и 11,0. Любое отклонение от этого диапазона увеличивает возможность размягчения покрытия, и отслоения его от стали.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОКРЫТИЙ ТАНКОВ

ТИП ПОКРЫТИЯ

ПРЕИМУЩЕСТВА

НЕДОСТАТКИ

Эпоксидное

  • Хорошая, твердая, прочная защитная пленка
  • Хорошая защита от химических веществ растворителей
  • Хорошая защита от воды и влаги
  • Образует толстую пленку
  • Двухстадийное нанесение покрытия
  • Ограниченный срок службы
  • Ограниченная защита от кислот
  • Известкование и пожелтение в процессе старения

Неорганическая оцинковка

  • Высокая прочность
  • Хорошая теплостойкость
  • Хорошо противостоит трению
  • Одностадийное покрытие для работы в различных условиях
  • Не растворяется в углеводородах
  • Защищает от гальванических процессов
  • Не пригодна для работы с кислотами и щелочами без дополнительного покрытия.
  • Требует тщательного выбора первичного и основного покрытия
  • Различная стойкость
  • по отношению к температуре и влажности в зависимости от типа покрытия

Полиуретан

  • Хорошо противостоит некоторым химическим веществам
  • Хорошая, твердая, прочная защитная пленка
  • Двухстадийное нанесение покрытия
  • Ограниченный срок службы
  • Ограниченный срок между повторными покрытиями

СОВМЕСТИМОСТЬ ПРОДУКТОВ DREW MARINE С РАЗЛИЧНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ ТАНКОВ

Приведенная ниже таблица показывает совместимость некоторых продуктов, рекомендованных Drew Marine для очистки, в сочетании с различными материалами (в обычном виде). Она может быть использована как справочное пособие для определения совместимости между чистящим средством и такими позициями, как змеевики для подогрева, шлангами для мытья, и другими подобными компонентами.

Материалы или покрытия

“Да” = Совместимы, “Нет” = Не совместимы, “*” = См. примечание

Продукты Drew Marine (Ashland)

Металлы на основе железа

Цветные металлы

Продукты из каучука

Продукты из пластмассы

На нефтяной основе

Латексы

Эпоксидные

Неорг.цинк

Хлорир.резина

TC#4 очиститель танков

Да

Да

*

*

*

*

Да

Да

Нет

HDE-777 Мощный эмульгатор

Да

Да

*

*

*

*

Да

Да

Нет

OSD/LT диспергатор разлива нефти

Да

Да

*

*

*

*

Да

Да

Нет

LAC Жидкий щелочной очиститель

Да

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

EDGE мощный очиститель

Да

*

Да

Да

Да

Да

Да

*

Да

AMEROID ОWS быстродействующее обезжиривающее средство

Да

Да

*

*

*

Да

Да

Да

Нет

AMEROID RSR удалитель пятен ржавчины

*

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

DREW ABD обезжиривающее средство на щелочной основе

Да

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

DREW BC буферный очиститель

*

*

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

DREW NBD обезжиривающее средство на нейтральной основе

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

DREW TC SEA Очиститель танков

Да

Да

*

*

*

*

Да

Да

Нет

ENVIROMATE 2000 очиститель общего назначения

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

DREW CTC очиститель каменноугольной смолы

Да

Да

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Да

Нет

DREW AF освежитель воздуха

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

Да

DREW PL пассивирующая жидкость

*

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

DREW LPA жидкость для удаления остатков

*

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

O&GR удалитель масла и смазки

Да

Да

*

*

*

*

Да

Да

Нет

* Эти продукты при контакте с указанными материалами или покрытиями могут рассматриваться как “мягко несовместимые”. Возможная степень агрессивного воздействия, которое может иметь место, зависит от конкретных условий, срока службы и состояния очищаемой поверхности, концентрации раствора, используемого для очистки, его температуры и продолжительности контакта его с очищаемой поверхностью. Раствор, имеющий концентрацию 10% или менее, при рекомендованной температуре практически не оказывает разрушительного воздействия на поверхности танков или покрытий.

ТРУДНОСТИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ С ПОКРЫТИЯМИ ТАНКОВ И ПЕРЕВОЗКА НЕКОТОРЫХ ГРУЗОВ

Для корродирующих металлов производится тест с медной полоской, заключающийся в том, что медную полоску в течении определенного времени выдерживают в испытуемой жидкости при температуре 50ºC или 100ºC. Затем ее сравнивают со стандартными испытательными полосками, отличающимися по цвету от светло оранжевого до черного по шкале от №1 до №4.

Иногда, после перевозки некоторых грузов, содержащих значительное количество соединений серы (например, сырой нефти), может оказаться, что тест на коррозию меди выходит за спецификационные пределы.

Отрицательный результат теста на коррозию меди может быть объяснен образованием на поверхностях танка, особенно в микропорах покрытия силикатом цинка, продуктов коррозии, таких как сульфиды цинка и железа.

Для удаления этих сульфидов требуется специальная обработка, т.к. покрытия силикатом цинка чувствительны к воздействию среды с высоким уровнем рН. Обычно для покрытий из силиката цинка применяется очистка с использованием кислотного очистителя с ограничением концентрации уровнем рН = 5,5. Величина концентрации очень важна, т.к. стойкость по отношению к кислотному воздействию при рН = 4,9 быстро уменьшается, в результате чего покрытие может быть серьезно повреждено.

Эпоксидные покрытия менее чувствительны к изменению рН в широких пределах и могут быть безопасно очищены с использованием кислоты при концентрации, ограниченной рН = 4,5.

ТАНКИ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа, с относительно высоким (15-20%) содержанием хрома и других металлов, таких как никель, ванадий и кадмий. Хром в составе сплава вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием инертного окисла, который будет защищать металл от коррозии или воздействия агрессивных веществ.

Перед образованием защитного слоя окисла, покрытие должно быть обработано слабым раствором азотной кислоты (обычная концентрация около 10%). Этому раствору дают возможность находиться в контакте с поверхностью в течении примерно двух часов, после чего смывают дистилированной водой. Для этой цели не должна использоваться морская вода, т.к. это может привести к образованию хлорина и вовлечению в процесс солей, которые активируют нержавеющую сталь таким образом, что она оказывается незащищенной по отношению к коррозии.

Для того, чтобы создать пассивирующее покрытие всего танка, слой окисла хрома должен полностью покрывать поверхность танка. Если вся поверхность танка пассивирована, она будет защищена от агрессивного воздействия большинства грузов. Если поверхность покрытия танка повреждается от механического воздействия, сваркой или в результате химического воздействия таких продуктов, как олеиновые кислоты, она становится активной и требует повторной пассивации окисляющим агентом, существенно ускоряющим естественный процесс окисления, который имеет место, если поверхность танка не подвергается обработке.

При использовании разбавленной азотной кислоты для пассивации танков из нержавеющей стали, должны соблюдаться все рекомендации по технике безопасности. Они включают ношение специальных защитных костюмов, масок, резиновых сапог и дыхательных аппаратов там, где это требуется. Для пассивации новых и повторной пассивации поврежденных танков, поверхности должны быть опрысканы или обработаны кистями 10% раствором азотной кислоты (0,1N раствором) и должно быть предусмотрено необходимое время для пропитки, прежде чем она будет смыта водой, не содержащей хлора.

Если танк изготовлен из нержавеющей стали, то для того, чтобы определить является он активным или пассивным, может быть применен тест с использованием палладия. Если испытуемая поверхность активна, то происходит почернение раствора палладия. Если испытуемый участок поверхности пассивен, то она не оказывает воздействия на реагент палладия.

Танки, имеющие какие-либо повреждения, поверхности которых частично активны, будут пассивироваться естественным путем. Однако с точки зрения коммерческой эксплуатации этот процесс является слишком продолжительным и должен быть ускорен применением окислителя, способом описанным выше.