Накопленный в России и за рубежом опыт эксплуатации технологического оборудования в системах добычи, подготовки, транспорта и хранения нефти и газа показывает, что коррозионные процессы становятся одной из основных причин отказов нефтепромысловых объектов [1]. Коррозии подвержены все виды оборудования в нефтегазовой сфере, однако наибольший экономический и экологический вред может нанести разгерметизация резервуаров и технологических емкостей за счет разрушения конструкций и потери нефтепродуктов, а также негативного воздействия на окружающую среду из-за выбросов вредных веществ. Обычно при аварийных ситуациях, связанных с разрушением резервуара, общий экономический ущерб превышает первоначальные затраты на его строительство [2].
Значительные коррозионные потери в нефтегазодобывающей отрасли происходят по причине высокой агрессивности эксплуатационных сред. Изначально высокое содержание коррозионно-активных компонентов в добываемой продукции, прогрессирующая обводненность нефти, использование различных методов интенсификации добычи привели к повышению коррозионной агрессивности промысловых сред. Это обстоятельство обуславливает необходимость внедрения современных и эффективных методов и средств защиты от коррозионных влияний [3].
Внутренняя поверхность нефтепромысловых резервуаров и технологических емкостей находится под коррозионно-агрессивным воздействием хранимой (рабочей) среды и подвергается как равномерной, так и локальной коррозии. Наличие в рабочих средах механических примесей и компонентов, вызывающих шламовые отложения, способствует образованию на поверхности резервуара многочисленных гальванопар и последующему возникновению локальных очагов коррозии различных типов (язвенной, питтинговой, щелевой, ножевой), приводящих к значительным повреждениям конструкции. Интенсивность агрессивного влияния окружающей среды на внешние поверхности емкостного оборудования определяется температурно-влажностными условиями воздуха, а также уровнем концентрации коррозионно-активных газов, присутствующих в промышленной атмосфере [4, 5].
Ключевым подходом к снижению коррозии металла в резервуарах и технологическом оборудовании является изоляция как внешних, так и внутренних поверхностей от воздействия агрессивной среды. Это достигается с помощью применения антикоррозионных лакокрасочных покрытий [6].
Применение в качестве средств антикоррозионной защиты высококачественных и долговечных лакокрасочных покрытий может существенно продлить срок безаварийной эксплуатации емкостного оборудования. При этом стоит отметить, что реальный срок службы покрытий может быть намного ниже заявленного производителем: иногда покрытия выходят из строя уже через год после нанесения. Поэтому при выборе материала для защитного покрытия необходимо иметь представление, каким образом этот материал и его основные свойства будут проявляться в реальных условиях эксплуатации.
Для правильного выбора марки лакокрасочного материала под определенные условия эксплуатации прежде всего необходимо ознакомиться с его химико-технологическими, физико-механическими и антикоррозионными характеристиками. Кроме того, лакокрасочные покрытия должны подвергаться лабораторным и опытно-промышленным испытаниям на действующих объектах для подтверждения указанных производителем защитных свойств. Дальнейший мониторинг и инструментальное обследование покрытий емкостного оборудования после эксплуатации дадут объективную оценку эффективности и надежности выбранных средств антикоррозионной защиты.

Системы защитных покрытий классифицируются в зависимости от назначения, области применения, условий эксплуатации, параметров рабочей среды, срока службы, условий нанесения, требований к подготовке поверхности, экономической целесообразности.
В большинстве случаев применение только одного типа покрытия не обеспечивает надежной защиты металлической поверхности. Поэтому часто используют два или три разнородных покрытия. Комбинация этих покрытий, представляющая собой систему окраски, обеспечивает необходимый уровень защиты. При этом каждый слой краски имеет уникальный состав и характеристики, выполняя определенные функции [7].
Для формирования классификатора покрытий, применяемых для антикоррозионной защиты емкостного технологического оборудования, был проведен анализ информации о системах покрытий промышленного назначения. Разработаны и направлены в адрес 75 производителей лакокрасочных материалов чек-листы для анализа технических характеристик и обеспеченности рынка лакокрасочных материалов. Согласно предоставленным данным, для антикоррозионной защиты емкостного оборудования на российском рынке предлагаются 612 марок лакокрасочных материалов, которые составляют 293 системы покрытий.
На рисунке 1 отображено процентное распределение всех производимых покрытий в зависимости от назначения и области применения.

Для защиты наружной поверхности предлагается 323 марки грунт-эмали (52,8 %) и 178 марок эмали для финишного слоя (29,1 %). Для защиты внутренней поверхности предлагается 69 марок лакокрасочных материалов (11,3 %).
На основе собранной и проанализированной информации был разработан классификатор промышленных покрытий, в который включены различные системы с указанием их характеристик:
• марки лакокрасочных составов, используемых в покрытии;
• название производителя каждой марки;
• тип пленкообразующего вещества для каждого материала;
• предназначение и сфера применения покрытий;
• рекомендуемые значения по послойной и общей толщине покрытия;
• расчетный расход при рекомендуемых толщинах;
• условия нанесения покрытия;
• требования к подготовке поверхности;
• информация о наличии заключений по результатам испытаний, проведенных аккредитованными в Национальной системе аккредитации (Росаккредитации) лабораториями, и допуске к применению на объектах Компании «Роснефть».
В классификаторе систематизированы данные, позволяющие сравнивать химико-технологические, физико-механические и специальные свойства лакокрасочных материалов, оценивать защитные свойства покрытий, определять область применения, учитывать нормы расхода материалов, условия нанесения и степень подготовки поверхности, подбирать покрытия под конкретные климатические и эксплуатационные условия.

Основным показателем надежности защитных покрытий является долговечность. Согласно требованиям ГОСТ 31385 [8] и внутренним нормативным документам Компании, срок службы антикоррозионных покрытий емкостного оборудования должен составлять не менее 10 лет. Некорректные технические решения и несоблюдение технологии нанесения антикоррозионной защиты могут вызвать дефекты в лакокрасочном покрытии, нарушение его целостности и более ранний выход из эксплуатации.
С целью определения факторов, оказывающих влияние на эффективность антикоррозионной защиты резервуарного парка, в нефтегазодобывающих и перерабатывающих предприятиях Компании был проведен сбор информации о применяемых покрытиях, условиях эксплуатации, сроках службы, подрядных организациях, выполняющих работы по нанесению антикоррозионных покрытий, нарушениях технологии работ, дефектах нанесенных покрытий.
Согласно предоставленной информации, в Компании эксплуатируются резервуары, технологические емкости и аппараты с внутренними и наружными покрытиями в различных климатических условиях и рабочих средах (рис. 2, 3).

В ходе эксплуатации защитные покрытия подвергаются множеству внешних факторов: они взаимодействуют с жидкими и газообразными коррозионно-агрессивными веществами, испытывают влияние как высоких, так и низких температур, а также сталкиваются с разного рода механическими воздействиями во время процесса наполнения и опустошения резервуаров. Кроме того, они подвержены вибрации и деформирующим нагрузкам, связанным с изменением геометрии емкостного оборудования.
Покрытия, нанесенные с нарушениями требований к производству работ по антикоррозионной защите, в процессе эксплуатации в агрессивных рабочих средах подвержены таким разрушениям, как растрескивание, отслаивание, пузырение, подпленочная коррозия (рис. 4, 5).

Анализ информации выявил основные факторы, влияющие на надежность и долговечность антикоррозионных покрытий емкостного технологического оборудования:
• некорректные технические решения по антикоррозионной защите в проектной документации на строительство и в дефектных ведомостях на ремонт;
• применение недолговечных, некачественных или контрафактных лакокрасочных материалов;
• нарушение технологии подготовки поверхности и нанесения антикоррозионных покрытий;
• отсутствие или недостаточный контроль качества скрытых работ;
• отсутствие межоперационного контроля;
• нарушение условий хранения и приготовления лакокрасочных материалов;
• перерасход или недостача лакокрасочных материалов при нанесении покрытия;
• приемка антикоррозионных покрытий без применения инструментальных методов контроля качества.

В целях формирования единых технических требований к защитным покрытиям емкостного парка Компании был проведен анализ нормативных документов в области применения и испытаний материалов.
В результате изучения отраслевых стандартов, научной литературы, а также из опыта применения защитных покрытий на объектах Компании были определены основные показатели качества, подлежащие обязательному лабораторному контролю, а также разработаны технические требования, включающие в себя нормативные показатели, методы определения, параметры и методы испытаний.
Системы покрытий от разных производителей ведут себя по-разному, и общепринятой практикой является испытание рабочих характеристик новых систем покрытий в соответствии с рекомендованными методиками ускоренных испытаний на воздействие окружающей среды [9].
В ходе ускоренных лабораторных испытаний определяются как защитные свойства, так и прогнозируемый срок службы лакокрасочных покрытий.
Основным условием для анализа качества покрытий является не только установление их исходных характеристик, но и наблюдение за изменениями этих свойств в разных условиях эксплуатации [10].
Способность сохранять требуемые свойства в конкретных условиях и в течение заданного времени обусловлена стабильностью показателей, характеризующих защитные свойства покрытий после лабораторного воздействия, имитирующего различные условия эксплуатации.
Степень изменения основных показателей качества покрытия (адгезионной прочности, сплошности, прочности при ударе, износостойкости и т.п.) после эксплуатационных воздействий, по сравнению с исходными, характеризует стабильность защитных свойств покрытия во времени [11].
На основании информации от производителей лакокрасочных материалов и технических требований, предъявляемых к защитным покрытиям емкостного оборудования, в ООО «РН-БашНИПИнефть» разработана матрица применимости покрытий для антикоррозионной защиты емкостного парка Компании. Матрица дает возможность выбрать систему покрытий, учитывая тип оборудования и условия эксплуатации, а также провести автоматизированный расчет расхода и стоимости материалов (рис. 6).

Рис. 6. Пример расчета материалов по матрице применимости антикоррозионных покрытий

Рис. 7. Защита емкостного оборудования от коррозии по стадиям жизненного цикла