Оригинал (1230513), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Разработка относится к области химико-термической обработки стальных изделий и может быть использована, преимущественно, при производстве систем водяного охлаждения, систем холодного и горячего водоснабжения, нефтепроводов, трубопроводов для химико-технологических комплексов и комплексов ядерной энергетики, в частности, при изготовлении водопроводных труб, труб газо- и нефтепроводов, а также запорной арматуры.
На основе циркониевых рудных концентратов, путем добавления в него дополнительных компонентов, образованно металлокерамическое покрытие. Данный состав состоит 60-65% циркониевого концентрата, Таблица 1, 15-20% фторцирконата кальция, 10-15% флюорита и 10-15% др. компонентов.
Таблица 2.1.
Минералогический состав циркониевых рудных концентратов.
| Компонент масс.% | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | ZrO2 | WO3 | CaO+MgO |
| Бадделеит | 46.0-52.0 | 0.35-0.47 | до 0.16 | 45.0-48.0 | до 2,0 | Остальное |
| Циркон | 14.0-9.0 | до 0.003 | до 0.006 | 85.0-90.0 | до 0,005 | Остальное |
Данный состав позволяет достичь усовершенствованных качеств и является более прочным, упругим, коррозионностойким, а также выдерживает более высокие температуры. В результате полученный состав не имеет склонности к скалыванию и растрескиванию.
Металлокерамические покрытия на основе циркониевого концентрата не имеют негативных явлений, а их применение в промышленных условиях, на нефтепроводах, позволит:
-
увеличить срок службы трубопроводов за счет сокращения отказов трубопроводов от внутренней коррозии;
-
снизить затраты на ликвидацию порывов на трубопроводах;
-
сократить затраты на профилактические обработки;
-
экономить затраты за счет сокращения капитальных ремонтов трубопроводов;
-
использовать при транспортировке трубы меньшего диаметра;
-
экономить электроэнергию за счет снижения мощности насосных агрегатов.
Кроме того, надо учитывать следующие статьи экономии:
-
увеличение объемов продуктов транспортировки за счет устранения коррозионных отложений на внутренней поверхности трубопроводов;
-
снижение металлоемкости оборудования;
-
снижение энергетических затрат за счет уменьшения гидравлического сопротивления при использовании внутренних силикатно-эмалевых покрытий. [10]
Сравнительные характеристики и свойства внутренних покрытий
Таблица 2.2.
| Контролируемый параметр. | Значение СЭП/мет.керамика цирконием | Требования ТУ 14-2Р-370-2003 | Примечание |
| Толщина покрытия | 270-330/180-500 мкм | 180-650мкм | Соответствует |
| Диэлектрическая сплошность | Отдельные пробои при испытательном напряжении 1 /3,6 кВ | Диэлекрическая сплошность при испытательном напряжении 2 кВ на 1 мм толщины покрытия | Соответствует |
| Переходное электрическое сопротивление | 960/1080 Ом·м2 | 500 ом·м2 | Соответствует |
| Ударная прочность | Нарушение сплошности при ударе 2,0 Дж / Сплошность не нарушена, отсутствие сколов при ударе до 1,0 Дж | Ударная прочность покрытия не менее 2,0 Дж | Соответствует |
| Адгезия | > 10 МПа (разрыв по клеевому слою) | Не нормируется | Высокий показатель адгезии |
| Прочность покрытия при растяжении | Отсутствие отслоений покрытия при нагрузке 100 МПа | Прочность покрытия при испытании на растяжение не менее 100Мпа | Соответствует |
Виды антикоррозионных покрытий
Газопламенное напыление
Флюатирование
Гидрофобизация
Гуммирование
Анти Коррозионные Покрытия
Футеровка
Силикатно-эмалевые
Окрысочные покрытия
Эпоксидные
Цементно-песчаные покрытия
Металлокерамические
Рис. 2.3. Виды антикоррозионных покрытий.
| Свойства антикоррозионных покрытий Таблица 2.3. | ||
| Вид покрытия | Достоинства | Недостатки |
| Газопламенное напыление | Возможность автомат. Процесса Гибкость технологии и мобильность оборудования Простота обслуживания Высокая производительность нанесения | Малая прочность сцепления Большая пористость Невозможность нанесения покрытий из тугоплавких материалов с т. пл более 2800°С |
| Гуммирование | Эластичность Простота использования Экономичность Кислотостойкость | Недолговечность Подвержены высыханию Не температуростойкие |
| Футеровка | Высокая механическая прочность; Высокий предел рабочей температуры среды (порядка 300-400°C); Низкая стоимость футеровки при использовании для покрытий штучных изделий, выпускаемых промышленность в массовом количестве. | Значительно увеличивается вес апп. после нанесения футеровки, а также уменьшается полезный объем. Большинство штучных материалов (керамика, форфор, природные камни, графит) обладают пористостью, поэтому при защите от высокоагрессивных сред необходимо вводить в покрытие непроницаемый подслой из орг. материала (полиизобутилен, резина и др.). |
| Флюатирование | Долговечность Не образует пленку Не содержит органических растворителей | Неудобны в нанесении |
Продолжение таблицы 2.3.
| Гидрофобизация | Высокая эффективность гидрофобного эффекта Экономичность Экологическая безопасность | Высокая стоимость препарата и услуги |
| Металлизация | Простота ремонта Неограниченное нанесение Мобильность использования | Большая микропористость Потери при напылении |
| Силикатно-эмалевые | Высокая теплостойкость Высокая адгезия к стали Долгий срок эксплуатации | Низкие температурные и прочностные характеристики |
| Эпоксидные | Высокая теплостойкость Высокая адгезия к стали Высокая стойкость к катодному отслаиванию и к длительному воздействию воды Высокая адгезия бетонного покрытия Покрытия не экранируют токи катодной защиты | Низкие температурные и прочностные характеристики |
| Цементно-песчаные | Простота использования Низкая стоимость Быстрый ввод в эксплуатацию Долгий срок эксплуатации Высокая прочность | Неустойчив к механическим и химическим воздействиям |
Окончание таблицы 2.3.
Футеровка - это облицовка поверхности строительных конструкций кислотостойкими мастичными материалами и штучными изделиями.
Металлизация - заключается в нанесении антикоррозийного покрытия на предварительно подогреваемую поверхность стальных изделий распылением расплавленного цинка или алюминия струей воздуха.
Флюатирование - выполняют растворами магниевых флюатов с помощью распылителей (до прекращения впитывания).
Гидрофобизацию - применяют для защиты бетонных, железобетонных и оштукатуренных поверхностей от воздействия влаги. Для этого используют чаще всего кремнийорганическую эмульсию, которая после высыхания образует прочную водостойкую пленку. Гидрофобный водный раствор наносят краскораспылителем в два три слоя с небольшими перерывами.
Газопламенное напыление - производят порошкообразным термопластом, который наносят на поверхность, нагретую до + 100°С , + 180° С, специальной форсункой через воздушно - ацетиленовое пламя под давлением сжатого воздуха. Порошок термопласта при этом расплавляется и при ударе о поверхность уплотняется, образуя сплошное покрытие. Напыление делают тонкими слоями с интервалами 20—40 минут.
Гуммирование поверхностей осуществляется сырой рулонной резиной, резиновым каучуком, синтетическим каучуком, нейритом и тиоколовым герметиком с последующей вулканизацией покрытия. Гуммирование сырой резиной: очищают и обезжиривают поверхность, сначала грунтуют, т.е. наносят на нее тонкий слой резинового клея, затем покрывают рулонной сырой резиной и подвергают тепловой обработке (вулканизируют). Резина при этом образует сплошное покрытие толщиной 2-4 мм.
Цементно-песчаное покрытие — метод восстановления трубопровода, путем нанесения специального раствора методом центрифугирования или центробежного набрызга с помощью пневматической или электрической метательной головки облицовочного агрегата. Применяется для стальных и чугунных труб диаметром от 150-1500мм независимо от давления воды.
Эпоксидная поверхность – это один из видов полимерных покрытий, отличающийся устойчивостью к влиянию окружающей среды, механическому и химическому воздействию. Эпоксидные покрытия обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики и применяются в строительной сфере для защиты полов из бетона. Материалу свойственен высокий уровень сцепления с поверхностями из камня и бетона.
Силикатная эмаль — это затвердевшая неорганическая масса, основой которой является кремнезем. При термической обработке она наплавляется на металлические изделия (стальные трубы и фасонные изделия). При формировании структуры силикатно-эмалевого покрытия применяется индукционный обжиг, который обеспечивает весьма высокую адгезивную прочность покрытия.
2.3 Технологический процесс разработки защитного покрытия
Один из технологических путей создания защитных покрытий на поверхностях стальных изделий является способ диффузионного нанесения защитных покрытий посредством применения твердых смесей, расплавов солей, щелочей и оксидов, паст-обмазок, электролитов, расплавов металлов, газовой фазы.
Известные способы позволяют получить пассивирующий слой (защитное покрытие) на поверхностях стальных изделий, который защищает их от коррозии, увеличивая долговечность.
При этом долговечность (срок службы) стальных изделий зависит от способа нанесения на них защитного покрытия.
Однако с течением времени происходит снижение коррозионной стойкости защитных покрытий в силу либо недостаточной толщины защитного слоя, либо его неоднородности, либо возникновения в нем пор, напряжений и трещин с нарушением адгезии, которое не позволяет выбрать полный срок их службы, что является недостатком известных способов антикоррозионной защиты стальных изделий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
