Исследование составов отложений контактных устройств в процессе ректификации нефтепродуктов. Разработка оптимальной рецептуры антикоррозионного покрытия, разработка опытного образца антикоррозионного покрытия. Разработка лабораторного регламента нанесения и процедуры контроля качества антикоррозионного покрытия.

Цель работы - исследование составов отложений контактных устройств (сеток из нержавеющей стали) в процессе ректификации нефтепродуктов; подбор составов покрытий для защиты от коррозии контактных устройств; разработка оптимальной рецептуры и опытного образца; разработка лабораторного технологического регламента нанесения и контроль качества покрытия; проведение лабораторных испытаний. Исследованы составы отложений в шлемовых линиях ректификационных колонн и змеевиках технологической печи МТУ. Также исследован состав отработанных контактных устройств из стали 12Х18Н10Т. Ключевыми компонентами отложений являются сульфиды железа и меди, а также элементарная сера. Предложен механизм образования данных продуктов коррозии нержавеющих сталей марки 12Х18Н10Т в присутствии сернистых соединений, в основе которого лежит образование гальванической пары Fe║Cu. Предложен метод защиты путем нанесения покрытий на основе металлов и бинарных соединений металлов. Методом вакуумного ионно-плазменного напыления были нанесены покрытия металлических титана, никеля, хрома и нитрида титана, толщиной плёнки 8 - 12 мкр, а также металлических Ni и Cr методом электрохимического восстановления на поверхность изделий из стали 12Х18Н10Т. Наиболее эффективными для антикоррозионной защиты предварительно были отобраны покрытия, полученные методом вакуумного ионно-плазменного напыления из нитрида титана, металлического хрома и титана, а также покрытие металлическим хромом (блестящим), проведенное методами электрохимического восстановления. Разработаны оптимальные рецептуры опытных образцов сетчатых материалов из нержавеющей стали 12Х18Н10Т с нанесенными антикоррозионными покрытиями. В качестве оптимальных покрытий выбраны: хром металлический, титан металлический, нитрид титана, нанесенные методом вакуумного ионно-плазменного напыления. Проведены нанесения антикоррозионных покрытий по оптимальной рецептуре, определены показатели качества (толщина покрытия 12 - 15 мкм, скорость коррозии при 20 и 250°С не более 0,01 масс.% в год, срок эксплуатации не менее 18 месяцев), на основании которых выбраны лидеры с наилучшими показателями качества - сетчатые материалы с нанесенными покрытиями хрома металлического или нитрида титана методом вакуумного ионно-плазменного напыления. Разработан лабораторный технологический регламент нанесения и контроля качества антикоррозионных покрытий из TiN и Cr. Изготовлены опытные образцы сеток из хрома и нитрида титана, и проведены их лабораторные испытания: скорость коррозии при 20 и 250°С (менее 0,01 масс.% в год); отсутствие неравномерности покрытия; отсутствие отслоения покрытия; шероховатость не менее 4-111. В ходе проведенной НИОКР была подана заявка на получение патента Российской Федерации на изобретение «Способ повышения коррозионной стойкости деталей нефтеперерабатывающего оборудования из нержавеющей стали». Себестоимость контактных материалов из нержавеющей сетки после нанесения покрытия из TiN и Cr возрастает на 40 - 50%, при этом срок эксплуатации возрастает от 1 года до 3 - 4 лет. Таким образом, затраты только на замену контактных материалов (не учитывая потерь на демонтаж-монтаж, вынужденный простой и утилизацию отработанных сеток) в течение трех лет снизятся более чем на 50 - 60%. Данное изобретение будет развиваться по пути внедрения, с получением полупромышленных образцов и организации серийного промышленного производства.