Очистка внутренней поверхности НКТ от асфальтосмолистых веществ, парафинов и всевозможных других отложений, присутствующих в сырой нефти является актуальной задачей для нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих компаний. В процессе эксплуатации НКТ и труб местных нефтепроводов постепенно происходит уменьшение пропускного их сечения и их пропускная способность. Поэтому трубы подлежат периодической замене. Возможно восстановить эксплуатационные свойства бывших в употреблении труб за счет их очистки. Существующие традиционные технологии позволяют эффективно удалить основной слой асфальтосмолистых веществ, парафинов и солевых отложений, однако оставшийся, относительно тонкий слой обладает высокой адгезией к металлу и механической прочностью. Окончательная чистовая очистка внутренней поверхности НКТ и труб нефтепроводов может эффективно осуществлена с помощью лазеров.

В рамках исследований лазерной очистки внутренней поверхности НКТ от эксплуатационных загрязнений и покрытий был создан лабораторно-экспериментальный стенд лазерной очистки.

В качестве образцов для демонстрации возможностей технологии лазерной очистки были представлены три отрезка НКТ с наружным диаметром 73 мм и толщиной стенки 6 мм.

Образец №1. Труба с солевыми отложениями толщиной около 6 мм. Данные солевые отложения были удалены механическим способом. После очистки от солевых отложений на внутренней поверхности трубы остались отложения светло-серого цвета с высокой адгезией к поверхности. Толщина слоя отложений примерно 0,1 – 0,2 мм, отложения имели высокую механическую прочность.

Образец №2. Труба, внутренняя поверхность которой покрыта асфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО), толщиной более 20 мм. АСПО были удалены высокоскоростной струей горячего воздуха. После этого обнаружилась поверхность трубы, покрытая слоем ржавчины толщиной более 0,3 мм. В таком виде труба подавалась на окончательную лазерную очистку.

Образец №3. Труба, на внутреннюю поверхность которой нанесено полиуретановое покрытие. Толщина покрытия примерно 0,1 мм.

В результате экспериментальных исследований были определены основные параметры технологии (скорость и качество очистки) в зависимости от мощности лазерного излучения для различных типов загрязнений и покрытий.

Очистка выполнялась в испарительном режиме разрушения загрязнений. Для размера пятна лазерного излучения в зоне обработки 0,5× 0,6 мм² плотность мощности составляет 730 кВт/см². При получении равномерного металлического блеска очищаемой поверхности, могут быть достигнуты следующие скорости обработки:

• удаление солевых отложений толщиной до 0,2 мм с производительностью до 3,5 м²/ч;

• удаление глубокой ржавчины с производительностью до 1,7 м²/ч;

• удаление полиуретанового покрытия с производительностью до 6,9 м²/ч.

Разрабатываемая технология лазерной очистки и соответствующее оборудование являются передовыми в области очистки элементов трубопроводного транспорта, которые должны вытеснить традиционные механические способы очистки. На сегодняшний день наиболее распространены дробеметные установки очистки. Недостатками данных установок являются:

• Повреждение поверхности стали и увеличение ее шероховатости;
• Использование расходного материала (дроби);
• Высокое энергопотребление;
• Высокое акустическое воздействие на персонал и запыленность рабочей области.

Лазерные установки очистки позволяют устранить данные недостатки. Применение лазерной очистки перед последующей обработкой поверхности положительно сказывается на качестве обработки. На ряду с очисткой лазерные технологии позволяют выполнять закалку, легирование, антикоррозионную обработку поверхности стали. Лазерная очистка является таким же перспективным и важным направлением, как лазерный раскрой материала и лазерная сварка.

На страницу проекта