Мокрые газгольдеры по типовым проектам строят емкостью от 100 до 30000 м3, на сооружение каждого из которых расходуется от 14 до 620 т металла. Внутренние поверхности рабочей части газгольдеров под влиянием хранящихся в них агрессивных газов корродируют, особенно при увлажнении. Как правило, на корпусе газгольдера образуются сквозные свищи и язвы. Наряду с коррозией внутренних поверхностей газгольдеров наружные их поверхности подвержены атмосферной электрохимической коррозии, действие которой усугубл,яется наличием в атмосфере влажных агрессивных газов.
Основным агрессивным газом является сернистый ангидрид, образующийся при сжигании угля. Сернистый ангидрид, растворяясь в атмосферной влаге, образует на стальной поверхности газгольдера раствор электролита, способствующий электрохимическому процессу разрущения металла.
Практика показала, что большинство остановок газгольдеров на ремонт происходит вследствие коррозийных разрушений металла. Большие расходы, вызываемые этими разрушениями, увеличиваются из-за неизбежных потерь хранимого в газгольдере продукта, простоя оборудования и нарушения производственного процесса.
Антикоррозийная защита может заключаться в создании надежных антикоррозийных покрытий или в увеличении толщины стальных элементов, что удлиняет сроки полного разрушения металла.
Материал, выбранный для покрытия, должен иметь хорошую адгезию с металлом и между своими слоями, а также быть стойким и долговечным в эксплуатационных условиях. Покрытие должно быть достаточно экономичным по затратам труда и средств.
Наиболее распространенным способом антикоррозийной защиты являются лакокрасочные покрытия. Однако это дорогой и трудоемкий вид защиты. Анализ показывает, что стоимость материалов составляет 30%, а стоимость рабочей силы и оборудования — остальные 70 %.
Стоимость лакокрасочных покрытий, как это видно из табл. 14, составляет значительную часть общей сметной стоимости строительства газгольдеров и доходит до 29,5%, а по отношению к стоимости стальных конструкций — до 60%.
Защитную жидкость можно употреблять как для вновь построенных газгольдеров, так и для находящихся в эксплуатации и имеющих другие покрытия. Для защиты 1 поверхности металл расходуется 0,7 кг защитной жидкости; 1 т жидкости стоит 135 р. 30 к. Перед заливкой защитной жидкости поверхность газгольдеров очищают от ржавчины, окалины и осыпающейся старой краски. Жидкость наливают в резервуар поверх воды.
По мере наполнения резервуара водой слой защитной жидкости тоже поднимается я при этом смачивает поверхности стенок резервуара, телескопов и колокола, покрывая их тонкой пленкой.
Сначала звенья газгольдера 2—3 раза поднимают и опускают. На воздухе защитная жидкость на поверхности стенок подсыхает, образуя плотную эластичную пленку. Во время эксплуатации газгольдера для восстановления защитного слоя пленки звенья необходимо поднимать и опускать не реже 6—10 раз в год. Обратная сторона кровли покрывается защитной жидкостью разбрызгиванием под давлением (до 5 атм) различными поворотными и катучими приспособлениями.
В верхних гидрозатворах, когда в резервуар наливают воду, образуется воздушный пузырь, и потому защитная жидкость не достигает поверхности стальных листов. Воздух из этих замкнутых зон можно выпустить, если предусмотреть спусковые клапаны и открывать их, когда газгольдер пуст и верхние гидрозатворы погружены в воду. При выпуске из этих замкнутых зон газа, задержавшегосг в верхнем затворе, необходимо принимать все меры предосторожности.
Результаты исследования эффективности защитной жидкости, проведенные институтом Гипронефтемаш: на четырех группах образцы, обработанные защитной жидкостью, имели 10-кратную стойкость по сравнению с необработанными пластинами, находившимися в одинаковых условиях.
Срок службы лакокрасочных покрытий нередко снижается вследствие низкого качества лаков, красок и растворителей (зачастую допускаются большие отклонения от ГОСТа), некачественной очистки металлической поверхности перед грунтовкой, а также в результате нарушения требований технологии при окраске.
Опыт эксплуатации мокрых газгольдеров (по данным Гипронефтемаша), где в качестве антикоррозийного покрытия применены лакокрасочные покрытия, показал, что с 1938 по 1955 г. (за 17 лет) газгольдеры ежегодно ремонтировались, причем за этот период было заменено стальных листов в колоколе — около 70”/о, 3 верхнем телескопе — около 33%, в нижнем — около 70%.
Кроме того, лакокрасочные покрытия восстанавливались как на отдельных участках, так и по всей поверхности газгольдеров.
На предприятиях нефтяной и газовой промышленности отказываются от лакокрасочных покрытий и в качестве антикоррозийной защиты применяют защитную жидкость.
Защитная жидкость представляет собой раствор полиизобутилена в индустриальном масле, компаундированном битумными материалами. По внешнему виду — это блестящая темная, черная или бесцветная (в зависимости от пигментов) жидкость с характерным запахом минерального масла. Защитная жидкость безвредна, обладает высокой адгезией с металлом, небольшой упругостью паров, не смешивается с водой и морозостойка.
В СССР применяют защитную жидкость восьми марок, из которых наиболее распространенной является жидкость с удельным весом 0,95. Испаряемость ее при температуре 50”С не превышает 0,2—0,3%, температура застывания — не выше —25°С, вязкость при 50° — не менее 8,1° Энглера. Обладая меньшим, чем вода, удельным весом, защитная жидкость плавает на поверхности воды резервуара — бассейна, препятствуя проникновению в. воду воздуха (и, следовательно, кислорода), а также испарению воды, что снижает увлажнение хранящихся в газгольдерах газов.
Заслуживает внимания протекторный способ антикоррозийной защиты металла, который основан на торможении электролитических процессов коррозии, происходящих на поверхности металлических конструкций мокрых газгольдеров.
В отечественной промышленности (завод «Запорожсталь») освоен новый способ производства стальных листов — металлопластов из малоуглеродистой стали с нанесением во время проката (с одной или двух сторон листа) слоя пластмассы.
Для покрытия стального листа применяют пленку полиэтилена, поливинилхлорида, полиамида и др. Листы металлопласта можно валвцовать, штамповать, гнуть, сверлить и строгать. Они значительно дешевле и долговечнее листов нержавеющей стали. Способ соединения листов металлопласта сваркой еще недостаточно разработан, так как при сварке пластмасса в околошовной зоне повреждается и ее нужно восстанавливать дополнительной окраской.
Но даже при существующем способе сварки листы металлопласта, соединяя в себе прочность стали и высокую химическую стойкость пластмассы, являются перспективным материалом для газгольдеров, предназначенных для хранения агрессивных газов. Обычно антикоррозийная защита мокрого газгольдера производится в следующем порядке: на заводе-изготовителе стальных конструкций рулонные заготовки грунтуются с двух сторон, причем полосы вдоль сварных швов оставляют незакрашенными. После монтажа газгольдера производится первый этап испытания плотности всех сварных швов и соединений: в резервуаре — про.мазкой швов керосином (противоположная сторона обмазывается мелом), в колоколе и телескопе — наливом в резервуар воды и нагнетанием воздуха с промазкой сварных швов мыльной эмульсией (с наружной стороны подвижных звеньев во время выхода их из воды). В этот период выправляются дефекты сварных швов, соединений и отдельные дефекты стальных листов, после чего наносятся антикоррозийные покрытия.
Когда покрытия и слои краски затвердевают, начинают генеральные испытания мокрого газгольдера наливая в него воду и нагнетая воздух.
Газгольдеры низкого давления, к которым относятся широк» распространенные мокрые газгольдеры, используют для хранения промышленных газов.
Для ряда специальных производств необходимо обеспечить весьма низкое давление газа под колоколом (от О до 50 мм вод. ст.). В таком случае предельно облегчают вес колокола, выполняя его из легких материалов, или создают внешнюю силу, уравновешивающую собственный вес колокола.
В инженерной практике известно решение мокрого газгольдера с контргрузами. Суммарный вес контргруза и является разгружающей внешней силой (рис. 56).
Система с контргрузами применяется только для однозвеиных мокрых газгольдеров с вертикальными направляющими. Колокол такого газгольдера поднимается вертикально вверх, удерживаясь в горизонтальном положении системой роликов, катящихся по вертикальным направляющим, на которых вверху закрепляются блоки. Через эти блоки перекидывают канаты с-навешенными на них контргрузами.
Система с контргрузами не применима для мокрых газгольдеров с винтовыми направляющими, колокол которых при наполнении газом не только поднимается вверх, но и поворачиваете» вокруг вертикальной оси, как бы вывинчиваясь из резервуара.
Лри наличии двух типов мокрых газгольдеров (с вертикаль-
К системам, в которых собственный вес колокола уравновешен, можно отнести системы мокрых газгольдеров с колоколом на воздушном понтоне’. Система с контргрузами не обеспечивает абсолютной надежности эксплуатации из-за возможного застревания стальных канатов в блоках или обрыва канатов; система с воздушным понтоном не имеет этого недостатка. Колокол плавает на этом воздушном понтоне, выталкивающая сила которого почти равна весу колокола.