Корпус аппарата установок очистки природного газа от кислых компонентов
Полезная модель относится к области газовой промышленности, а именно к установкам очистки природного газа от кислых примесей: сероводорода и диоксида углерода. Корпус аппарата установок очистки природного газа от кислых компонентов, например абсорбера, выполнен из углеродистой стали. Внутренняя поверхность корпуса, в местах длительного контакта с жидкой фазой насыщенного раствора абсорбента выполнена с двухслойным покрытием, в котором подслой выполнен на основе сплава, включающего никель, хром, бор и кремний, или сплава, включающего железо, никель, хром, бор, кремний и углерод, напыленного на внутреннюю поверхность корпуса высокоскоростным газопламенным методом, а наружный защитный слой - на основе сплава, включающего железо, никель, хром, молибден, кремний и углерод, напыленного на подслой высокоскоростным газопламенным методом. При нанесении покрытия в порошковый материал из необходимого сплава добавляется абразивный тугоплавкий материал: электрокорунд, или карбид вольфрама, или никельшлак, или карбид кремния грануляцией 20-100 мкм в количестве до 65% (масс.). Полезная модель позволяет повысить гарантированный ресурс эксплуатации установки очистки газов от кислых компонентов.
Полезная модель относится к области газоперерабатывающей промышленности, а именно к установкам очистки природного газа от кислых примесей, а именно сероводорода и диоксида углерода.
Известен корпус аппарата установок очистки природного газа от кислых компонентов, выполненный из стали с нанесенным на его внутреннюю поверхность, в местах длительного контакта с жидкой фазой насыщенного раствора абсорбента, двухслойным покрытием с подслоем на основе сплава, включающего никель, хром, бор и кремний, или сплава, включающего железо, никель, хром, бор, кремний и углерод, напыленным на внутреннюю поверхность корпуса высокоскоростным газопламенным или плазменным методом, и наружным защитным слоем на основе сплава, включающего железо, никель, хром, молибден, кремний и углерод, напыленным на подслой высокоскоростным газопламенным или плазменным методом (см. Патент РФ 
54372, С10К 1/00, 2005 г.).
Данное двухслойное покрытие обладает высоким уровнем прочностных и коррозионных свойств и позволяет существенно продлить гарантированный ресурс эксплуатации устройства. Однако в местах, в которых на поверхности корпуса находятся закладные и опорные элементы для крепления внутренних устройств, вызывающих звихрения газовых потоков, а также в зонах капельного, эрозионного разрушения поверхности распыляемым абсорбетом происходит деградация покрытия. из-за микроударных воздействий капель, скорость которых превышает 150 м/сек.
Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является повышение надежности эксплуатации корпуса установки очистки газов от кислых компонентов, за счет формирования на его внутренней поверхности защитного слоя покрытия, обладающего повышенными адгезионными и когезионными характеристиками и исключающего повреждения покрытия и корпуса от капельного эрозионного воздействия.
Технический результат достигается тем, что при нанесении подслоя, выполненного из сплава, включающего железо, никель, хром, бор, кремний и углерод, напыленным на внутреннюю поверхность корпуса и финишного слоя из сплава, включающего железо, никель, хром, молибден, кремний, углерод при напыленных высокоскоростным методом используются порошковые смеси, включающие в себя порошок напыляемого покрытия и абразивный тугоплавкий материал: электрокорунд, карбид вольфрама, или никельшлак, или карбид кремния грануляцией 20-100 мкм в количестве до 65% (масс.).
Для обеспечения повышенных адгезионных и когезионных характеристик покрытия необходимо в процессе его нанесения обеспечить удаление микрослоев окислов, образующихся на поверхности покрытия, удаление или уплотнение рыхлот с поверхности напыленных частиц. Это достигается воздействием абразива твердых частиц и обеспечивает образование плотного покрытия с повышенными адгезионными и когезионными характеристиками.
Температура пламени при высокоскоростном газопламенном напылении составляет от 1200 до 1800°С, что недостаточно для плавления и нагрева абразивных частиц, необходимого для осаждения на подложке, поэтому в покрытии остается не более 2% абразивных частиц, захваченных потоком более легкоплавких материалов.
Сформированный наружный слой защитного покрытия на основе сплава, включающего железо, никель, хром, молибден, кремний и углерод, обладая требуемым уровнем прочностных и коррозионных свойств, обеспечивает защиту корпуса от эрозионно-коррозионного износа.
Нанесение подслоя и наружного слоя покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления с применением добавок абразивного материала в напыленный материал обеспечивает высокие адгезионные характеристики и плотность покрытия.
Корпус аппарата установок очистки природного газа от кислых компонентов выполнен из углеродистой стали. На внутренней поверхности корпуса в местах, непосредственно контактирующих с раствором абсорбента нанесено защитное покрытие. В местах длительного контакта поверхности корпуса с жидкой фазой абсорбента (как правило, это происходит в нижней части аппарата, например абсорбера или регенератора абсорбента - десорбера) это покрытие выполнено двухслойным. Первый слой наносится на внутреннюю поверхность корпуса высокоскоростным газопламенным методом и выполнен на основе сплава включающего никель, хром, бор и кремний, или сплава, включающего железо, никель, хром, бор, кремний и углерод. Толщина подслоя составляет от 30 до 150 мкм. Второй слой - наружный, наносится на подслой также высокоскоростным газопламенным методом и выполнен на основе сплава, включающего железо, никель, хром, молибден, кремний и углерод. Толщина наружного слоя составляет ют 50 до 300 мкм. При нанесении подслоя и покрытия в напыляемый материал добавляется абразивный материал грануляцией 20-100 мкм.
В корпусе аппарата установок очистки природного газа от кислых компонентов, например в абсорбере, при взаимодействии газа с абсорбентом происходит попадание последнего на внутреннюю поверхность корпуса абсорбера. Частицы абсорбента, взаимодействующие с поверхностью, непосредственно воздействуют на нее, приводя в последствии к образованию на ней участков с язвенным поражением. Особенно это касается нижней части абсорбера, куда сливается жидкая фаза абсорбента, длительно контактирующая с поверхностью корпуса. Защитный слой, нанесенный на всю внутреннюю поверхность корпуса аппарата или только на ее участки, наиболее взаимодействующие с абсорбентом, замедляет процесс разрушения поверхности в этих участках. Это происходит благодаря составу напыленного слоя, обладающего, в отличие от углеродистой стали - материала выполнения корпуса аппарата, требуемым уровнем прочностных и коррозийных свойств. Нанесение подслоя на основе материала с более низким коэффициентом плавления, чем материал защитного слоя обеспечивает формирование на внутренней поверхности корпуса герметичного слоя, исключающего возникновение подпленочной коррозии, вследствие проникновения абсорбента через сквозные микропоры покрытия.
Применение добавок твердых материалов к напыляемому порошку обеспечивает дополнительное улучшение адгезии и когезии за счет удаления микрослоев окислов и рыхлот с поверхности напыляемых слоев в ходе нанесения покрытия.
Полезная модель позволяет повысить гарантированный ресурс эксплуатации установки очистки газов от кислых компонентов.
Корпус аппарата установок очистки природного газа от кислых компонентов, выполненный из стали с нанесенным на его внутреннюю поверхность в местах длительного контакта с жидкой фазой насыщенного раствора абсорбента покрытием, отличающийся тем, что покрытие выполнено двухслойным с подслоем из порошковой смеси, составленной из сплава, включающего в себя железо, никель, хром, бор, кремний, углерод и абразивный тугоплавкий материал: электрокорунд, карбид вольфрама, или никельшлак, или карбид кремния грануляцией 20-100 мкм в количестве до 65 мас.%, напыленным на внутреннюю поверхность корпуса высокоскоростным газопламенным методом, и наружным защитным слоем, напыленным высокоскоростным газопламенным методом из порошковой смеси, составленной из сплава, включающего в себя железо, никель, хром, молибден, кремний и углерод, и абразивного тугоплавкого материала: электрокорунд, карбид вольфрама, или никельшлак, или карбид кремния грануляцией 20-100 мкм в количестве до 65 мас.%, на подслой.
