Высокая температура и высокая скорость перекачки продуктов, перепады давления, наличие абразивных частиц в сырье, агрессивная внешняя среда приводят к быстрому износу нефтедобывающего оборудования.
Мировые научные исследования доказали, что лакокрасочное покрытие наиболее эффективно защищает нефтепромысловое оборудование от коррозии. Но к его физико-механическим и защитным свойствам в данном случае предъявляются повышенные требования (к примеру, способность выдерживать перепады температур от -60 до 50 С).
Оптимально пригодными для формирования защитного слоя применимо к такому типу оборудования оказались эмали эпоксидно-перхлорвиниловая ЭП-1155 и эпоксидная ЭП-5285, которые, не меняя своих физико-механических и защитных свойств, выдерживали во время испытания воздействие бензина, минерального масла, воды в течение 24 часов, перепад температур от (50±,2) до (-60±2) °С до 10 циклов, воздействие насыщенного водного раствора сероводорода в течение 48 часов, воздействие температуры (130±5) °С 48 часов, воздействие атмосферы умеренного климата – 20 циклов. Испытания проводились с использованием фрагментов корпусных труб электронасосов, произведенных фирмой Глонас. В ходе экспериментальных работ были использованы эмали ЭП-1155 серая и ЭП-5285 светло-серая , нанесенные методом пневматического распыления в два слоя(«мокрый по мокрому»), интервал выдержки между слоями составлял 1 минуту. Поверхность предварительно обрабатывали (две стадии с двумя промывками питьевой водой) и фосфатировали раствором КФА-8. Толщина нанесенного слоя составляла 70-80 мкм. Оптимальными режимами сушки, которые обеспечивают необходимые защитные свойства покрытия, можно считать: для эмали ЭП-1267 — 15 мин при 60°С, а для эмали ЭП-773 — 60 мин при 120 °С. Срок службы двухслойного покрытия на основе эмалей ЭП-1155 серой и ЭП-5285 светло-серой достигает двух лет при условии правильного его нанесения, соответствует требованиям, предъявляемым к антикоррозионным покрытиям, предназначенным для погружных насосов в нефтепромысловой отрасли. Однако, учитывая специфические требования к процессу отверждения в условиях поточного производства деталей нефтенасосов, оптимальным можно считать двухслойное покрытие с использованием эмали ЭП-1267 серой. Технологический процесс по изготовлению покрытия представляет собой четкую последовательность операций: обезжиривание с одновременным фосфатированием методом распыления раствора КФА-8 в течение 2 минут, промывка питьевой водой без нагрева путем распыления – 1 минута, промывка распылением питьевой воды с подогревом до 70° С — 1 минута, сушка методом обдува воздухом, пневматическое распыление эмали ЭП — 1267, отверждение покрытия. На основании данного производственного процесса Опытным машиностроительным заводом было изготовлено оборудование для запуска линии по подготовке поверхности, покраске и сушке погружных насосов. Производственная линия представляет собой цепь взаимосвязанных технологических агрегатов и состоит из транспортной системы (подвесной конвейер ПНЦ-100), агрегата подготовки поверхности (с одновременной обработкой поверхности водными растворами, обезжириванием и фосфатированием), узла сушки изделий после подготовки поверхности, двух окрасочных камер, сушильной камеры (тип сушки – конвективный), узла охлаждения, стола разгрузки и накопителя, а также вспомогательного оборудования. Конвейер обеспечивает бесперебойную подачу деталей для обработки защитным покрытием, что обеспечивает уменьшение времени для формирования аникоррозийного покрытия, экономит затрату энергоресурсов, обеспечивает соответствие покрытия экологическим требованиям.
Детали транспортируются в зону обработки на свесах, оборудованных на концах крюками, и завешиваются вручную, если масса изделия не превышает 5 кг. Для изделий массой до 700 кг используются механизированные столы загрузки и выгрузки .
Первый этап технологического процесса – подготовка поверхности изделий осуществляется в агрегате туннельного типа с входным и выходным тамбурами, включающего в себя по две секции обезжиривания и промывки, переходные тамбуры, ванны для воды и растворов, центробежные насосы, оросители. В данных конструкциях применены оросительные насадки щелевого типа, которые образуют жесткий овальный в сечении факел. Направление факела жидкости может быть изменено и установлено в любом необходимом направлении. Изделия подвергаются обработке методом распыления. Необходимая для процессов обезжиривания и фосфатирования температура 50— 65 °С, для завершающей промывки — 70 °С. Нагрев растворов производят паровыми регистрами при давлении пара 2 ати. В целях экономии воды и химикатов, оптимизации процесса промывки при подготовке поверхности все стадии обработки деталей соединены между собой по обратной противоточной схеме. Все сточные воды направляются в отстойники, а затем раствор вновь возвращается в рабочие ванны для минимизации потерь от испарений, вентиляции, уноса с готовыми деталями. Создание обратной противоточной схемы, повторное использование растворов обезжиривания, параллельный процесс фосфатирования делают технологию обработки малозатратной. Масляные загрязнения и взвешенные частицы из растворов первых двух стадий удаляются с помощью установки регенарации. Входные и выходные тамбуры снабжены вытяжной вентиляцией, что препятствует попаданию водяных паров и брызг растворов в производственное помещение.
За время прохождения стартового агрегата (агрегата подготовки) комплектующие нагреваются до 50 °С, а имея простую цилиндрическую форму, быстро обсыхают при обдуве воздухом. К моменту завершения этапа подготовки на поверхности изделия образуется железофосфатный слой массой 0,3—0,8 г/м, обеспечивающий хорошие защитные и физико-механические свойства лакокрасочных покрытий.
После прохождения первой стадии технологической цепочки детали насосов попадают в две окрасочные камеры непрерывного цикла действия, снабженные ручными пневматическими распылителями. Автоматизация процесса покраски сокращает время высыхания покрытия, таким образом, временной интервал между нанесением первого и второго слоев составляет 1-2 минуты. Изделия окрашиваются полностью. Каждая из кабин снабжена системой гидроочистки воздуха повышенной эффективности от паров лакокрасочных материалов.
Сушильная камера представляет собой заключительный агрегат линии. Это туннельная установка, которая действует в непрерывном режиме времени, снабженная паровыми калориферами. Время нахождения изделия в сушильной камере, необходимое для отверждения защитного слоя на основе эмали ЭП-1155 , равняется 15 минутам при 60 °С. Для деталей, окрашенных эмалью ЭП – 1155, время пребывания в сушильной камере составляет 15 мин при 60 °С. На выходе изделие охлаждается мощной струей воздуха.
Линия подготовки поверхности, окраски и сушки погружных электронасосов была сдана в эксплуатацию в IV квартале 2001. Испытания, проведенные в процессе осуществления приемосдаточных работ, показали, что при выходе из агрегата подготовки поверхности изделия снабжены качественным железофосфатным покрытием, в кабинах окраски они окрашиваются полностью, чистота воздуха в зоне покрасочных работ гарантирована деятельностью гидрофильтров кабин, за период прохождения сушильной камеры защитный слой отверждается полностью, адгезия покрытия составляет 1 балл.
Данный технологический процесс отличается от ранее разработанных значительным уменьшением времени получения высококачественного антикоррозионного покрытия, экономичным расходованием энергоресурсов при выполнении всех требований по экологическим показателям и сроку службы покрытия.