Применение защитных покрытий Насосно-компрессорные трубы НКТ с

Применение защитных покрытий

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) с внутренним полимерным покрытием (ПЭП 585)

Факторы, влияющие на долговечность НКТ n n Коррозионное растрескивание : одновременное воздействие механических напряжений растяжения и коррозионной среды; Эрозионный износ оборудования: высокие скорости движения эксплуатационных сред Скорость эрозионного изнашивания зависит от скорости движения среды и ее коррозионной активности по отношению к изнашиваемому металлу. При одинаковых скоростях движения среды интенсивность разрушения одного и того же металла в сточной воде в десятки раз выше по сравнению с пресной водой.

n n n При скорости движения среды до 10 м/с разрушение происходит в результате электрохимического взаимодействия' среды с металлом и протекает медленно; на поверхности металла образуются защитные пленки из продуктов коррозии и солей, затрудняющие дальнейшую диффузию кислорода к поверхности металла. Роль эрозионного фактора со стороны потока жидкости сводится к удалению потоком с металлической поверхности продуктов коррозии, а также доставке к поверхности кислорода и растворенных в воде веществ. В интервале скоростей 10— 30 м/с скорость изнашивания металла быстро возрастает из-за усиления действия эрозионного фактора, и разрушение металла в этих условиях является результатом коррозионно-эрозионного изнашивания.

Минералогический анализ механических примесей в сточных водах ОАО «Татнефть» : глинистые частицы - 20 -40 % масс, карбонаты - 10 -20 %, окиси и гидроокиси железа - 40 -70 %. n n Высокая твердость частиц и их повышенное содержание в перекачиваемой среде оказывают значительное влияние на скорость разрушения металла, вызывая его гидроабразивное изнашивание. n Например, микротвердость известняка -1800 МПа, кварца - 10800 МПа, сернистого железа -17000 МПа.

Типы покрытий НКТ n диффузионное цинковое покрытие; n силикатно-эмалевое покрытие. n полимерное покрытие;

Правильно подобранные системы полимерных покрытий позволяют: n n n обеспечить защиту оборудования от коррозионного разрушения в агрессивных средах, предотвращают образование на поверхностях оборудования отложений парафинов и солей, снижают гидравлическое сопротивление трубопроводов и насосного оборудования за счет уменьшения шероховатости, защищают оборудование от эрозионного и механического износа, обеспечивают чистоту перекачиваемого продукта, повышают герметичность разъемных неподвижных соединений.

Передвижная модульная установка по очистке б/у НКТ

Стоимость НКТ в антикоррозионном исполнении Прогноз 2007 год Наименован ие Цены 2006 год Примечание 60 мм. 73 мм. СП НКТ 10, 0 МПа 352 443 329 414 СП НКТ 17, 0 МПа 411 480 - 440 Самаранефтегаз НКТ с ПЭП 385 496 321 410

Специфика применения полимерных покрытий n n n Покрытие выполняет несколько функций одновременно. Для выполнения каждой из этих функций материал покрытия должен обладать определенными свойствами. Различные функции обеспечиваются разными, а иногда и противоположными свойствами, поэтому часто трудно создать покрытие с требуемым комплексом свойств на основе одного материала.

Основные характеристики системы покрытия n n n число слоёв; материал и толщина каждого слоя; последовательность их расположения. Выбор системы покрытия определяется: назначением условиями эксплуатации планируемым ресурсом работы

n эффективность применения покрытий в значительной степени определяется способностью сохранять требуемые свойства в течение заданного времени.

При выборе материала покрытия особое внимание следует уделять характеру внешних воздействий на покрытие. n Важно учитывать влияние не только отдельных эксплуатационных факторов, но и их совокупности, так как при этом в покрытии могут протекать качественно иные процессы, которые могут повлиять на его способность выполнять свои функции. n

Изменения физико-химических и механических свойств покрытия n n n структурирование в пленке под влиянием среды, температуры и других внешних факторов, а также из-за неуравновешенности исходной структуры пленки, что приводит к изменению физико-механических свойств, адгезии и химической стойкости покрытия; деструкция в полимерной пленке, вызываемая внешними факторами и приводящая к появлению низкомолекулярных продуктов, изменению физико-химических и механических свойств покрытия; химическое разрушение компонентов материала покрытия под влиянием агрессивной среды, высокой температуры, облучения, приводящее к значительному изменению физико-химических и механических свойств покрытия; механические воздействия на покрытие (вибрации, удар, контактные нагрузки, остаточные напряжения в полимерной пленке, эрозия, трение), вызывающие механическое разрушение пленки, ее отслаивание, изменение физико-химических и механических свойств; вымывания средой отдельных компонентов, химически не связанных с пленкообразователем, их выпотевание из объема пленки на поверхность, и результате чего изменяются состав, физикохимические и механические свойства покрытия.

n Выбор системы покрытия только тогда может быть правильным, когда учитываются все изменения, которые могут возникнуть в покрытии в процессе его эксплуатации. n Покрытия подбирают, как правило, к конкретным условиям.

n . В большинстве случаев лакокрасочные материалы являются многокомпонентными составами, способными образовывать пленку, удерживаемую на поверхности изделия силами адгезии. n Их основным компонентом является пленкообразователь, сообщающий материалу покрытия способность к образованию пленки и в значительной степени определяющий ее основные свойства.

компоненты покрытия : n пигменты, пластификаторы, наполнители, стабилизаторы, отвердители, инициаторы и ускорители, добавки для улучшения смачивания и растекания по поверхности, тиксотропные добавки и др.

пигменты n n n n придают покрытию окраску улучшают его противокоррозионные свойства повышают прочность и химическую стойкость снижают проницаемость и набухание полимерной пленки сближают коэффициенты термического расширения материала изделия и покрытия изменяют адсорбционные и антифрикционные свойства полимерной пленки повышают адгезию к металлу.

n n Покрытие из лакокрасочных материалов в большинстве случаев представляет собой многослойную систему, состоящую из грунтовочных и покрывных слоев. Грунтовки наносятся непосредственно на защищаемую поверхность. Они улучшают адгезию и противокоррозионные свойства покрытия. Свойства грунтовок в значительной степени определяются природой пигмента, входящего в их состав, и его объемным содержанием в плёнкообразователе.

Защитные свойства полимерных покрытий n n n Противокоррозионное действие полимерного покрытия в значительной степени определяется его адгезией к защищаемой поверхности металла. Молекулы воды, кислорода и электролита могут контактировать с металлом только на участках, на которых отсутствует адгезионная связь. Чем больше число центров адгезии, тем меньше возможностей для развития коррозии.

Иизменение водопоглощения m полимерных покрытий (рис. а) и адгезионной прочности А (рис. в)в минерализованной водной среде, насыщенной сероводородом при различных температурах n n n -эпоксидная порошковая краска П-ЭП-177 (серая); -пентапласт марки А; -Эпоксидная шпатлёвка ЭП 0010; V-полиэтилен высокого давления; 1 -20°С; 2 -50°С; 370°С

Проблемы покрытия БУ НКТ n Основными факторами, определяющими полноту заполнения неровностей и пор поверхности, являются: вязкость, плотность и поверхностное натяжение лакокрасочного материала, размеры, форма и расположение неровностей поверхности. n Полному проникновению лакокрасочного материала в капилляры, поры и микротрещины на поверхности препятствует находящийся в них воздух. Вероятность образования воздушных пузырей при увеличении угла смачивания возрастает.

Лакокрасочный материал будет заполнять неровности, поры и микротрещины при условии + β < 180°, где -угол смачивания; β - угол наклона стенки микрополости на окрашиваемой поверхности. При невыполнении этого условия уменьшается фактическая площадь контакта покрытия с металлом и возрастает вероятность разрушения покрытия в зоне незаполненных лакокрасочным материалом воздушных микрополостей вследствие расклинивающего эффекта проникающей в них эксплуатационной жидкой среды и концентрации напряжений на этих участках.

Эксплуатационная стойкость покрытий Наибольшая температура, при которой обратимые изменения, происходящие в покрытии, не вызывают значительного изменения его физико-механических свойств, определяет теплостойкость покрытия.

Максимальная температура длительной эксплуатации покрытий на основе различных пленкообразователей n n n n Эпоксидное 100 -170 Фенольное 130 -150 Перхлорвиниловое 60— 70 На основе поливинилхлорида 70— 80 На основе полипропилена 100 -110 Полиуретановое 120 -140 На основе поликарбоната 120— 140 Фторопластовое 250 Кремнийорганическое 250 -350 Полиэфирное 120 -140 Алкидное 250 -300 На основе полиэтилена низкого давления На основе полиэтилена высокого давления 60 -70 50 -60

n n Необратимые изменения, происходящие в покрытии под действием повышенных температур, связаны с разрывом внутримолекулярных химических связей в полимере. Температура, выше которой эти изменения протекают наиболее интенсивно, характеризует термостойкость покрытия.

n n n При действии высоких температур в атмосфере воздуха покрытие подвергается термоокислительной деструкции, вызывающей: охрупчивание уменьшение массы полимера возникновение внутренних напряжений, что приводит к частичной или полной потере защитных свойств. Продукты термической деструкции некоторых пленкообразователей являются коррозионноактивными по отношению к металлу

Механические воздействия на покрытие активизируют влияние среды на его физико-химические свойства. n Под воздействием механических напряжений возрастает поглощение среды материалом покрытия. n Физически активные среды вызывают растрескивание напряженных покрытий. n

n n n Одной из причин разрушения покрытий, подверженных длительному атмосферному воздействию, является фотоокислительная деструкция, возникающая в полимерной пленке под действием солнечной радиации. Ультрафиолетовые лучи, составляющие коротковолновую часть солнечного излучения, оказывают наиболее сильное разрушающее действие на покрытие. Их энергия соизмерима с энергией молекулярных связей в полимере. Под действием ультрафиолетовых лучей происходит интенсивная фотоокислительная деструкция покрытия с разрывом химических связей и отщеплением отдельных радикалов.

n n Процесс фотоокислительной деструкции покрытия сопровождается потерей массы пленки, снижением ее эластичности, уменьшением адгезии, ростом внутренних напряжений. Происходит потеря блеска покрытия, его шелушение и растрескивание. Процессы фотоокислительной деструкции, в отличие от термоокислительной деструкции, могут протекать при низкой температуре. Разрушающее действие фотоокислительной деструкции усиливается в сочетании с действием влаги

ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ n n Сопротивление покрытия разрушению при механическом воздействии обусловливается его прочностными свойствами при различных видах нагружения: растяжение, сжатие, изгиб, удар и др. Прочность покрытия определяется прочностью полимерной пленки (когезионная прочность) и прочностью ее сцепления с металлом (адгезионная прочность). Прочность тесно связана с деформационными свойствами полимерной пленки, зависящими от ее структуры и физического состояния. Жидкие среды оказывают большое влияние на сопротивление покрытия механическому воздействию. Набухший полимер разрушается быстрее, чем ненабухший.

n n n В местах наибольшей концентрации напряжений, вызванных механическими воздействиями, обычно возникают дефекты структуры, являющиеся очагами дальнейшего разрушения. Разрушение жестких покрытий начинается с появления дефекта структуры, являющегося зародышем микротрещины. При многократных деформациях трещина прорастает и покрытие разрушается.

Влияние шероховатости поверхности R z на интенсивность запарафинивания I различных металлов 1 -алюминий; 2 -сталь; 3 -латунь

Отложение парафина на поверхностях материала различной химической природы n n n 1 -полиэтилен; 2 -фторопласт, 3 -капрон; 4 -полиамид ПК-4; 6 -стекло; 7 бакелитовый лак.

Кривые распределения прочности сцепления парафинов с полимерным покрытиями 1 -бакелитово-эпоксидный лак БЭЛ; 2 -пентапласт; 3 -эпоксидная порошковая краска ПЭП-177; 4 -эпоксидная порошковая краска ЭП-49 Д 3; 5 -полиамид ПА-12; 6 -эпоксиднокамекнноугольная эмаль ЭП-5116; 8 -эпоксидная шпатлёвка ЭП 0010;

n Благодарю за внимание!