U-novus II форум молодых ученых в городе Томск 2015

21 Мая 2015

Специалисты ООО «Технология» приняли участие в  II форуме молодых ученых в городе Томск 2015 U-novus (https://u-novus.ru/).

Специалисты и эксперты ООО «Технология» на площадке ОЭЗ «Томск»: Инженерный центр провели большую работу по решению реальных проблем существующих производств РФ в рамках форума «Креативная лаборатория «Решение технологических задач инновационных компаний РФ».

ООО «Технология» вынесла на общее обсуждение и решение проблемы по теме: "Слабая производительность и высокая экономическая составляющая при чистке НКТ от асфальтенов, солей, парафинов и других загрязнений при помощи криогенного бластинга и плазменной очистки насосно-компрессорных труб (НКТ).

Слабая производительность и высокая экономическая составляющая при чистке НКТ от асфальтенов, солей, парафинов и других загрязнений (далее - АСПО)
При эксплуатации НКТ нефтедобывающие компании применяют разные способы удаления АСПО, в первую очередь химический (ингибирование, растворение) как наименее затратный. С определенной периодичностью в затрубное пространство закачивается раствор кислоты ингибиторы, которые смешиваются с нефтью и удаляют новообразования АСПО на внутренней поверхности НКТ. Химическая чистка также нейтрализует коррозионное разрушающее воздействие на трубу сероводорода. Такое мероприятие не мешает добыче нефти, а состав ее после реагирования с кислотой меняется незначительно. Данный способ предотвращения образования АСПО эффективен, но применяется не везде. По этой причине возникла потребность по очистке и ремонту НКТ на трубных базах.
Существуют производители автоматических механизированных комплексов по очистке труб, но они по стоимости дорогие от 25 до 40 млн. руб. и выше. Так же они требуют стационарного размещения и подвоза труб на трубную базу.

Описание проблемы
Основной задачей является разработка мобильной установки для очистка НКТ от АСПО производительностью 200-350 шт. в 8-ми часовую смену. Не повреждая медное и цинковое напыление с минимальным образованием продуктов очистки (растворенный АСПО в химреагенте, образив смешанный с нефтепродуктами и т.д.), которые в последствии нужно утилизировать на полигонах. Необходимо разработать  способ максимально экологически чистыми, универсальным, дешевым и отвечающими современным требованиям к качеству очистки.

Пути решения:

1. Применение плазменных электродуговых технологий
Описание плазменной электродуговой технологии.
Очистка поверхности металлов происходит в катодных пятнах электрической дуги, которые хаотически «перемещаются» по очищаемой поверхности.  В катодных пятнах из-за большой плотности тока взрывной электронной эмиссии (1011-1012 А/м2), возникающей у микровыступов на поверхности, где достаточно велика напряженность электрического поля и снижена работа выхода электронов из-за эффекта Шоттки, происходит быстрый разогрев, плавление, взрывное испарение микроучастков поверхности изделия, ионизация паров материала катода и всех поверхностных загрязнений и возникновение почти полностью ионизованной плазмы. При этом, очищаемой поверхности передается энергия с плотностью порядка 1011 Вт/м2, температура в катодном пятне достигает (5-10) 103 К, а давление пара оксидов и металла  - 107-108 Па.
В плазме электродугового разряда молекулы оксидов и любых других загрязнений на поверхности изделий диссоциируют. Низкоэнергетичные ионы металлов из оксидов возвращаются обратно на поверхность, а другие атомы образуют молекулы углекислого газа и воды, которые и являются отходами плазменно-дуговой очистки.

2. Применение технологии криогенного бластинга
Описание технологии криогенного бластинга.
Процесс очистки сухим льдом идентичен пескоструйному процессу, а также другим методам струйной очистки поверхностей абразивными материалами, заключающемуся в механическом воздействии ускоренного в струе сжатого воздуха твердого вещества на очищаемую поверхность. Различие заключается в том, что гранулы сухого льда не являются абразивным материалом, то есть не повреждают саму поверхность, не оставляют вторичных отходов и несут не только кинетическую, но и скрытую тепловую энергию. Вещества, ускоряясь в струе сжатого воздуха, воздействуют на очищаемую поверхность.
Процесс чистки гранулами СО2 основан на трех основных физических принципах: «термошок», кинетическая энергия и «газовый клин».
«Термошок»
Гранулы сухого льда имеют значительно более низкую температуру, чем очищаемая поверхность. Температура гранул на вылете из пистолета равна ─ 79оС, а температура обрабатываемой поверхности, как правило, является положительной. Резкое снижение температуры поверхностного слоя вызывает эффект «термического шока», при котором охлажденные до хрупкого состояния загрязнения легко отслаиваются от поверхности. Чем больше температурный градиент, тем меньше адгезия между материалом поверхности и загрязнениями ввиду различия их коэффициентов линейного расширения.  Поскольку все материалы обладают разными коэффициентами температурного расширения, в условиях стремительного перепада температур это приводит к снижению адгезии между загрязнением и поверхностью. При этом охлаждение основной массы объекта не происходит, и механические свойства конструкций не ухудшаются, что подтверждено экспериментально.
Кинетическая энергия
Для удаления загрязнения требуется перманентное механическое воздействие гранул на загрязненную поверхность, и кинетическая энергия гранул или энергия их движения обеспечивают этот процесс. При соударении с поверхностью объекта к гранулам сухого льда подводится огромное количество тепла. В результате теплообмена твердые частицы СО2 мгновенно нагреваются и переходят в газообразное состояние, стремясь расшириться в объеме в сотни раз. Для полного удаления загрязнений необходимо перманентное механическое воздействие на очищаемую поверхность. Этот процесс обеспечивается за счет кинетической энергии гранул сухого льда, вылетающих из пистолета со скоростью, близкой к скорости звука.
«Газовый клин»
Проникающие сквозь загрязнение и ударяющиеся о твердую поверхность гранулы совершают физическую работу, в результате которой осуществляется преобразование кинетической энергии гранул в тепловую энергию. Как следствие нагрева происходит стремительное объемное расширение гранул (приблизительно в 500 раз), и они из твердого состояния переходят в газообразное. Образовавшийся газ, частично проникая в пространство между загрязнениями и очищаемой поверхностью, образует так называемый «газовый клин», отламывающий под давлением частицы загрязнений от поверхности.

Предложенные выше варианты  не решают проблемы с мобильностью и экономической составляющей, либо с качеством очистки.


В процессе обсуждения проблем были предложены методы очистки труб ускоряющие и удешевляющее процесс очистки насосно-компрессорных труб.


https://u-novus.ru/press-czentr/fotogalereya1/21-maya/kreativnaya-laboratoriya-reshenie-texnologicheskix-zadach-innovaczionnyix-kompanij-tomskarf.html
https://u-novus.ru/o-forume/uchastniki/zelenaya-zona.html


Возврат к списку

Наши услуги

Отзывы клиентов

Краковский Игорь Анатольевич / Главный инженер

Наши новости

Наши клиенты