Трубы с антикоррозионной защитой полимочевиной

 

Долговечность любой металлической (и не только металлической) конструкции, главным образом, определяется качеством ее антикоррозионной защиты. Слово коррозия происходит от латинского «corrodere», что переводится как «разъедать». И, несмотря на расхожее мнение, что коррозия – это удел металлических поверхностей, коррозионному разрушению подвержены также дерево, полимерные материалы, камень, бетон и железобетон, кирпич, асбоцемент, пенобетонные и газобетонные блоки.


 

Бич нашей эпохистремительно ухудшающаяся экология, является причиной выпадения, так называемых, кислотных дождей, самым негативным образом влияющих на состояние памятников культуры (зданий, скульптур и др.) из мрамора или известняка. Коррозия, таким образом, это процесс разрушения материалов в результате химического воздействия окружающей среды, тогда как процессы физического разрушения именуются по-другому: износом, эрозией или истиранием.

Всплеск популярности железа, как конструкционного материала, относится к концу 18 – началу 19 века. К этому периоду относится строительство первого чугунного моста, спуск на воду первого судна с корпусом из стали, появление железных дорог. Несмотря на широкое развитие химии полимеров, использование стекла, керамики и многих других материалов, применение железа и сплавов на его основе, как основных конструкционных материалов, не утратило актуальности. Любые металлические конструкции под воздействием атмосферных факторов и агрессивных сред утрачивают с течением времени свои качества и первоначальный внешний вид.

В связи с этим со всей остротой встает проблема защиты металлических конструкций от разрушения, основной причиной которых можно назвать коррозию. Корродируют обычно все металлы, тем не менее, в повседневной жизни мы чаще всего сталкиваемся с процессом коррозии железа, проявлением которой является всем известное ржавление.

Наиболее простой вид коррозии – это обычное окисление металла под воздействием влаги и кислорода воздуха. Ниже приведена упрощенная реакция коррозии железа:

4Fe + 3O2 + 2H2О = 2Fe2O3·H2О

Пресловутая ржавчина, как раз и представляет собой гидратированный оксид железа Fe2O3·H2О. Коррозия же других металлов зачастую не вызывает разрушительных последствий. Например, алюминий при коррозии покрывается плотной оксидной пленкой, препятствующей проникновению воды и воздуха в толщу металла, тем самым предохраняя металл от дальнейшего окисления. Поэтому алюминиевая посуда отличается долговечностью.

Однако окружающая атмосфера это отнюдь не только кислород и влага, в воздухе содержатся оксиды серы, азота, углерода и др., а в воде – растворенные газы и соли.

Поэтому процесс коррозии и его конечный продукт имеют свои особенности и определяются совокупностью различных факторов.

Коррозия металлов подразделяется на сплошную и местную. Сплошная коррозия – это наиболее безопасный для конструкций и оборудования вид коррозии, поскольку потери металла при разрушении могут быть сравнительно легко учтены обычным подсчетом. Местная же коррозия, даже при незначительных потерях материала, является угрожающим фактором, опасность которого трудно рассчитать и предвидеть заранее. Точечная коррозия (разновидность местной коррозии) может приводить к образованию питтингов или сквозных поражений, резко снижая прочность отдельно взятых участков с такими точечными полостями, а, следовательно, отрицательно влияя на надежность всей конструкции или сооружения в целом. Причиной местной коррозии могут быть морская вода, растворы различных солей, например, хлоридов натрия, магния и др. Особенно значительными могут быть последствия коррозии, вызванной солями-антиобледенителями, активно используемыми в зимнее время на дорогах для интенсивного таяния снега и льда. Хлорид натрия (в некоторых странах хлорид кальция), содержащийся в антиобледенителях, приводит к ускоренному разрушению металлических поверхностей несущих конструкций, транспортных средств, подземных коммуникаций. Использование хлоридов, в первую очередь хлорида натрия, для размягчения снега и льда на дорогах и тротуарах связано с его дешевизной и эффективностью. Однако практический опыт доказал нецелесообразность их применения ввиду гораздо больших затрат в перспективе на дополнительный ремонт дорог, подземных магистралей, мостов, двигателей автотранспорта, пораженных коррозией. Только в США на ликвидацию последствий применения солей-антиобледенителей на дорогах было потрачено 2,5 миллиарда долларов за год.

По своей природе коррозия может быть химической и электрохимической. Патина на бронзовых памятниках или ржавчина на железных изделиях относятся к химической коррозии. Процессы химической коррозии, происходящие на открытом воздухе, часто попросту называют атмосферной коррозией. Процессы химической коррозии ускоряются при повышенных температурах. Примером такого ускорения может служить образование окалины при прокатке раскаленных кусков металла.

Коррозии железа способствует и наличие в нем серы. Причиной ее появления в железе является использование каменного угля при выплавке ее из руд. В далеком прошлом для плавки использовался древесный уголь, практически не содержащий серы, чем и можно объяснить сохранность дошедших до нас из глубины веков предметов из железа. Сера в железе содержится в виде сульфидов (например, FeS), которые в процессе коррозии разлагаются с выделением сероводорода H2S, являющегося катализатором коррозии железа.

Наиболее явственно разнообразие видов химической коррозии проявляется на химических производствах, где реакции материала оборудования, емкостей для хранения, аппаратуры, с расплавами солей и других веществ, различными газообразными веществами, такими как водород, метан, хлор или сероводород, щелочной или кислой средой разнообразных химических реактивов являются вполне обычными. Подбор материалов для емкостей, цистерн, реакторов, наиболее устойчивых к вызывающим химическую коррозию веществам, их защита являются первоочередной задачей специалистов.

Электрохимическая коррозия обычно бывает связана с наличием в металле случайных примесей или специальных легирующих добавок. В упрощенном виде процесс электрохимической коррозии можно объяснить созданием примесями микрогальванических элементов, в которых происходит перетекание электронов от анодных участков к катодным, что и вызывает разрушение металла. Основным отличием от химической коррозии является необходимость в присутствии электролита, каким может являться, например, конденсат или дождевая вода. Характерно, что при наличии в воде растворенных солей, кислот и т.п., ее электропроводность увеличивается и скорость процесса коррозии возрастает.

Современное инженерное оборудование и строительные конструкции зачастую изготавливаются из различных металлов и сплавов. При попадании такой детали в раствор электролита, коим может являться, как мы уже говорили, раствор любых солей, кислот и щелочей, к которым относится, например, морская вода, вполне естественным последствием будет являться образование гальванического элемента, в котором более электроотрицательный металл выступит в роли анода, а более электроположительный – катода. Генерирование тока в этом процессе, как правило, будет сопровождаться коррозией (растворением) более электроотрицательного металла, причем, чем больше разность электрохимических потенциалов контактирующих металлов, тем скорость коррозии выше. В связи с этим, особенно показательным является случай, произошедший в США в 20-х годах прошлого века. Стремясь удивить роскошью, один из американских миллионеров построил яхту, днище которой было обшито дорогим металлическим сплавом, так называемым монель-металлом (70% никеля и 30% меди), а киль, форштевень и рама руля были изготовлены из стали. Поскольку яхта находилась в морской воде, являющейся естественным электролитом, в подводной части яхты образовался гальванический элемент, катодом в котором выступила обшивка из монель-металла, а анодом – сталь. Результат оказался весьма плачевным: еще до завершения отделочных работ яхта вышла из строя, так и не выйдя в море.

Очевидно, что вред, наносимый коррозией, огромен. Коррозия трубопроводов, морских конструкций, технологического оборудования, деталей машин, судов, аппаратов высокого давления, паровых котлов, металлических контейнеров для токсичных и радиоактивных веществ, лопастей и роторов турбин, деталей самолетов и др. приводит не только к значительным материальным потерям, но и уменьшению надежности их работы. Нельзя сбрасывать со счетов, являющийся следствием коррозионных процессов, высокий риск экологической опасности и техногенных катастроф, исходящий от химических предприятий, объектов ядерной энергетики, а также жизнеобеспечивающих производств для целых регионов.

С целью снижения рисков потерь прочности, неизбежных при коррозии, увеличивают расход металла, заведомо завышая требуемую прочность изделий, что является лишней статьей расходов. Вышедшее из строя оборудование приводит к простоям производства, потерям сырья и готовой продукции из-за утечек нефти, газов и воды. Дополнительные энергетические затраты сопутствуют также необходимости преодоления дополнительных сопротивлений, вызванных уменьшением проходных сечений трубопроводов, забитых отложениями ржавчины. К тому же коррозия является причиной загрязнения готовой продукции, что, естественно, не улучшает ее качество.

Стоимость потерь, связанных с коррозией, в развитых капиталистических странах составляет ежегодно 3-4% валового национального дохода. Примечательно, что наблюдается тенденция к увеличению безвозвратно теряемого металла, разрушаемого коррозией. Уже сейчас потери металла от коррозии в мире составляют около 30% от его годового производства. Без использования мер защиты от коррозии большая часть металлических изделий и конструкций всего за 2-3 года теряют до 50% своих функциональных свойств. Через тот или иной промежуток времени ослабление конструкций достигает критического значения, эксплуатация после которого становится опасной, следующий же этап – полное разрушение. Этот срок может доходить при соблюдении определенных условий до 100 лет и более, на сильноагрессивных же химических производствах он может составлять не более 6-8 лет. Таким образом, скорость коррозии прямо пропорциональна агрессивности рабочей среды.

В связи с этим нельзя не осознавать всю важность проблемы защиты от коррозии, поиск новых и совершенствование старых способов и материалов, предназначенных для этой цели.

Проблема защиты металлов от коррозии возникла одновременно с началом их использования. Защита металлических изделий от атмосферных воздействий производилась с помощью жира, масел, позже их стали покрывать с этой же целью другими металлами, в частности, оловом (лужение). Упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии содержится в трудах древнегреческого историка Геродота, относящихся к 5 веку до н. э.

В настоящее время существует огромное количество способов борьбы с коррозией, уменьшения ее введением различных добавок либо защитой путем нанесения изолирующих покрытий. Одним из методов снижения корродирующей способности металла является его легирование, т.е. получение сплавов. Таким образом, создано значительное число модификаций нержавеющей стали путем добавок в различных соотношениях никеля, хрома или кобальта. Однако такой способ нельзя в полной мере назвать защитой, несмотря на то, что нержавеющая сталь не покрывается ржавчиной, коррозионные процессы в ней все же протекают, хотя и с довольно малой скоростью.

Наиболее популярным и доступным для самого широкого круга населения способом защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность различных пленок: лака, эмали, краски либо других металлов. Применение лакокрасочных покрытий для защиты поверхностей от коррозии обусловлено их низкой газо- и паропроницаемостью, гидрофобными свойствами, что дает возможность перекрывать доступ к поверхности металла кислорода, влаги и различных агрессивных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе. Лакокрасочные покрытия служат барьером на пути коррозии, но отнюдь не исключают полностью возможности ее возникновения. Эффективность защиты с помощью лакокрасочных покрытий, таким образом, напрямую связана с качеством самого покрытия – его сплошностью, толщиной слоя, проницаемостью, показателем водопоглощения, прочностью сцепления с основанием. Имеет значение также тщательность предварительной подготовки поверхности и способ нанесения, его технологичность. Для обеспечения необходимой адгезии покрытия к металлическому основанию требуется полное удаление окалины и ржавчины. Зачастую увеличение толщины покрытия приводит к ослаблению адгезии защитного слоя с металлом. Имеет значение и профессионализм специалистов, производящих работы по нанесению покрытия. Следствием низкого качества выполнения работ, несоблюдения технологии может служить образование пузырей. Лакокрасочные материалы наиболее эффективны как средство защиты от атмосферной коррозии. Однако в более сложных случаях, например, при необходимости изоляции подземных сооружений и конструкций, их применение нецелесообразно, поскольку недостаточная механическая прочность и износостойкость не позволяют предупредить механические повреждения защитных покрытий при непосредственном контакте с грунтом. Большое значение имеет и долгосрочность защиты, которая в случае лакокрасочных покрытий обычно невелика.

Эмали обладают более высокими защитными свойствами, наиболее значимым из которых является возможность эксплуатации при повышенных температурах. Однако высокая чувствительность к механическому воздействию и термическим ударам, приводящим к появлению на поверхности эмалевого покрытия сетки морщин, значительно снижает востребованность эмалей как средств антикоррозионной защиты. Растрескивание – это не только косметический дефект покрытия, это, прежде всего, ворота для доступа влаги и воздуха, вызывающих коррозию.

Довольно распространенным выбором для защиты чугунных и стальных водопроводных труб от коррозии являются покрытия из портландцемента, обладающего близким к стали коэффициентом теплового расширения. Еще одним аргументом в пользу выбора именно этого вида защиты является невысокая стоимость цемента. Главный недостаток цементных покрытий тот же, что и эмалевых – это низкая ударопрочность.

Покрытие металлов слоем из других металлов – тоже один из способов защиты от коррозии. В настоящее время разработаны и применяются методы химического покрытия металлических изделий никелем, кобальтом, золотом, серебром, родием, рутением, палладием, железом, платиной или сплавами на основе этих металлов.

В повседневной жизни мы чаще всего встречаемся с покрытиями железа цинком или оловом. Каждый из нас знаком с оцинкованным железом, представляющим собой листовое железо, покрытое цинком и белой жестью – листами железа, покрытыми оловом.

Оцинкованное железо используется, в основном, для монтажа недорогих кровельных покрытий, а из белой жести производят консервные банки. Оба материала производят одним способом: протягиванием железного листа через расплав соответствующего металла. Оцинковыванию также часто подвергают водопроводные трубы и арматуру из серого чугуна и стали, что увеличивает их стойкость и срок службы при условии эксплуатации в холодной воде. Использование же оцинкованных изделий в теплой или горячей воде практически сводит на нет весь эффект использования покрытия. Примечательно, что срок службы оцинкованных труб в теплой и горячей воде даже меньше, чем необработанных.

Еще одним недостатком такого рода покрытий, снижающих их востребованность, является небольшой срок службы. Согласно результатам контрольных испытаний оцинкованная жесть при толщине покрытия 0,03 мм, в качестве кровельного покрытия служит около 8 лет. В больших же городах, со значительным количеством промышленных предприятий, срок эффективной эксплуатации снижается до 4 лет, что объясняется разрушающим воздействием паров серной кислоты, присутствующих в городском воздухе.

Наиболее же крупным минусом оцинкованных покрытий, является их эффективность лишь при полном сохранении их сплошности. При малейшей же царапине, коррозия будет протекать с большей интенсивностью, чем без покрытия. Причина этому явлению – электрохимическая коррозия. При нарушении покрывающего слоя возникает гальванический элемент железо-цинк или железо-олово, в зависимости от вида покрытия. Трещины и царапины, заполняются влагой, представляющей собой раствор различных солей и выполняющей роль электролита.

Несовершенство большинства методов антикоррозионной защиты заставило обратить внимание ученых и исследователей на поиск материалов и технологий, обеспечивающих надежность, прочность и долговечность защищаемым конструкциям, при неизменности их эксплуатационных свойств в течение длительного времени.

На выбор той или иной системы защиты поверхности металла от коррозии влияет целый ряд факторов:

 

  • -расположение объекта;
  • -возраст объекта;
  • -степень разрушения металла;
  • -количество дефектов;
  • -качество поверхности;
  • -условия эксплуатации (в том числе и будущие).

 

Тип защитного покрытия, включающий в себя марку антикоррозионного покрытия, толщину слоя покрытия, количество слоев и т. д., следует выбирать, учитывая климатические особенности региона, условия, при которых будет производиться нанесение и условия, в которых предстоит работать данной конструкции, а также экономическую целесообразность применения. В некоторых случаях необходимо принимать во внимание и декоративные свойства покрытия.

Наиболее прогрессивной технологией, сравнительно новой, но уже получившей заслуженное признание во всем мире, является антикоррозионная защита полимочевиной.

Наилучшим решением для защиты от коррозии металлических поверхностей (трубопроводов, промышленных сооружений, антикоррозионной защиты старых оцинкованных кровель, топливных танков, несущих металлоконструкций, опор линий электропередач, плавучих средств, кузовов грузового автотранспорта и др.) могут служить полимочевинные системы Уризол, Уникоут-101 или Карбофлекс. Высокие герметизирующие свойства этих напыляемых полимочевинных систем позволяют создать барьер, отделяющий металлическую поверхность от контакта с жидкостью, тем самым предотвращая возникновение коррозии. Высокие адгезионные характеристики полимочевинных материалов не допускают появления воздушных полостей и отслоений покрытия, а превосходная абразивостойкость является гарантией эффективной защиты от механических воздействий.

Антикоррозионные покрытия из полимочевины уже давно зарекомендовали себя как наиболее надежный и долговечный тип защиты, применимый в самых сложных условиях нанесения и эксплуатации и, что немаловажно, экономичный.


Использование антикоррозионных поликарбамидных эластомеров, наносимых методом распыления, обеспечивает:

 

  • -сплошность покрытия без швов и стыков;
  • -высокоустойчивое к агрессивным химическим составам покрытие, выдерживающее без снижения эксплуатационных свойств воздействие нефти и нефтепродуктов, различных растворителей, разбавленных кислот и щелочей;
  • -быстрое время полимеризации (покрытия на основе полимочевины отверждаются в течение 10 секунд);
  • -минимум сложностей при распылении: в течение рабочей смены возможно нанесение покрытия (специальной распылительной аппаратурой) на площадь около 1000м2;
  • -длительный срок эксплуатации. Гарантированный срок службы покрытий из этих материалов – не менее 15 – 20 лет.

 


Антикоррозионная защита полимочевиной емкостей промышленного назначения

Антикоррозионная защита полимочевиной емкостей промышленного назначения

Пищевая и фармацевтическая промышленность

Покрытия Карбофлекс и Уникоут-101 прекрасно зарекомендовали себя в качестве антикоррозионных покрытий, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности: пролетных конструкций железнодорожных и автодорожных мостов. Благодаря высочайшим показателям прочности, эластичности, адгезионной способности, замечательной морозостойкости, что особенно важно в российском суровом климате, способности отверждаться практически при любых значениях влажности и при температурах окружающего воздуха до -20 градусов С, поликарбамидные эластомеры Карбофлекс и Уникоут-101 по праву занимают ведущее положение в этом сегменте промышленности.

Пищевая и фармацевтическая промышленность

Пищевая и фармацевтическая промышленность

Устойчивость к эксплуатации в горячей воде, инертность к агрессивным факторам окружающей среды, химическая стойкость к воздействию органических растворителей, щелочей и кислот, способность сохранять рабочие характеристики в условиях повышенных концентраций озона и не реагировать на УФ-излучение, свойство не прилипать к пищевым продуктам, т.е. наличие всех характеристик, предъявляемых к химически стойким покрытиям, обусловили востребованность напыляемых эластомеров в таких областях производства, как пищевая промышленность, фармакология, агропромышленный сектор. Интенсификация производства, реконструкция предприятий пищевой промышленности в соответствии с современными требованиями, развитие сельского хозяйства требуют применения новых прогрессивных технологий и особо стойких материалов, способных обеспечить эффективную антикоррозионную защиту.

Учитывая высокую коррозионную способность воды, особенно морской, нельзя не отметить необходимость применения современных антикоррозионных материалов, наилучшими из которых являются полимочевинные эластомеры, для защиты от коррозии корпусов морских и речных судов как ниже, так и выше ватерлинии, палуб, балластных танков, грузовых отсеков, портовых сооружений, морских платформ и т. д.


Антикоррозионная защита днища судов


Антикоррозионная защита днища судов

Высокая термостойкость (до 150° С), удобство и простота нанесения непосредственно на объекте и высокая ремонтопригодность в связи с этим полимочевинных защитных покрытий, рекордно низкое время гелеобразования и достижения покрытием рабочих характеристик, влагонезависимость, инертность к растворам солей, а также антифрикционность, обуславливающая низкий коэффициент трения скольжения и, тем самым, важнейшую особенность полимочевинных покрытий противостоять износу, позволяет антикоррозионным полимочевинным эластомерам Карбофлекс и Уникоут-101 стать самыми предпочитаемыми на сегодняшний день материалами, предназначенными для антикоррозионной защиты в судостроении.

Антикоррозионная защита в нефтедобывающей и химической промышленности имеет свою специфику. Тем не менее, особо стойкие и долговечные полимочевинные системы и в этой сфере оказались на высоте.

http://www.elastomers.ru/userdata/images/Polyval/profit_by2.jpg

Эксплуатация оборудования в экстремальных условиях, сложность ремонта трубопроводов и арматуры, риск тяжелых экологических последствий при авариях и протечках требовали особо прочных и эластичных покрытий, устойчивых к агрессивному действию высокосульфированных и сероводородсодержащих нефтей. Напыляемое покрытие Карбофлекс на основе полимочевины доказало свою конкурентоспособность в качестве антикоррозионной защиты нефтеперерабатывающего оборудования, нефтеналивных танкеров, емкостей с ГСМ и др.

Рассмотрим более подробно напыляемую антикоррозионную систему Карбофлекс на основе полимочевины. Это высокореактивная двухкомпонентная система, образующая при распылении бесшовную пленочную мембрану с высокой степенью адгезии к напыляемой поверхности. Компоненты, являющиеся составными частями системы Карбофлекс, представляют собой:

 

  • -смолу АС-101, состоящую из смеси полиэфираминов с добавками;
  • -изоцианат Б-100 (преполимер дифенилметандиизоцианата).

 

Реакция образования высокомолекулярной полимочевинной системы не требует присутствия катализаторов, а высокая реакционная способность первичных аминогрупп полиэфираминов с изоцианатными группами преполимера обуславливает рекордную скорость их взаимодействия, исчисляемую буквально секундами. Основным результатом автокаталитичности реакции образования полимочевины Карбофлекс являются такие важнейшие характеристики системы как стабильность ее свойств в процессе хранения, а также неизменность физико-механических и химических показателей при различных внешних воздействиях и вне зависимости от партии сырья.

В настоящее время в мире разработано и успешно применяется бесчисленное множество полимерных покрытий с различными наборами свойств для любых областей применения. Полимочевинная система Карбофлекс представляет собой новое слово в химии полимеров, демонстрируя поистине уникальные качества. Рекордно высокая скорость отверждения позволяет наносить покрытие независимо от влажности и температуры окружающего воздуха. Достижение рабочих качеств также происходит в минимальные сроки, что существенно ускоряет сроки сдачи объекта в эксплуатацию. Вспенивание эластомерной пленки в результате реакции с водой, присущее некоторым традиционно используемым покрытиям, например, полиуретановым, в данном случае полностью исключается. Это свойство особенно важно, учитывая высокочувствительность большинства покрытий к влажности и температуре основания и окружающего воздуха. Так, эпоксидные, полиэфирные, акриловые и полиуретановые покрытия могут отверждаться в сроки от нескольких часов до нескольких суток, причем при только плюсовых температурах как основания, так и окружающего воздуха.

Карбофлекс абсолютно нетоксичен и пожаробезопасен, что объясняется 100%-ным содержанием твердой фазы, полным отсутствием растворителей, пластификаторов и прочих добавок. Огнестойкость Карбофлекса, пожалуй, одно из самых значимых свойств, предопределивших сферу его применения в нефтегазовой промышленности.

Высокая герметичность покрытия, позволяющая создавать непроницаемый барьер от проникновения агрессивных сред, наряду с отличной растяжимостью, химической стойкостью к воздействию сточных вод, сырой нефти и продуктов ее переработки (мазут, дизтопливо, гидравлические жидкости, моторное масло), ряду химических реагентов, таких как растворы некоторых кислот (слабые растворы соляной, сернистой, уксусной и фосфорной кислот, лимонная и стеариновая кислоты), растворы солей (бикарбонат натрия, тринатрийфосфат, хлориды натрия и калия, жидкие удобрения и т. д.), растворы щелочей (гидроксиды натрия, калия, аммония), растворители (гексан, циклогексан, уайт-спирит, вода, бутиловый спирт, метанол и этанол), обусловили востребованность полимочевинной системы Карбофлекс в наиболее рискованных и сложных для эксплуатации условиях, к которым можно отнести нефтеперерабатывающую промышленность и смежные с ней отрасли.

Рецептура сырья для полимочевинной системы Карбофлекс разработана для конкретной области применения, а именно – защиты от подземной и атмосферной коррозии нефтебаз, подземных хранилищ газа, установок комплексной подготовки газа, нефти и других подобных объектов с температурой эксплуатации до 60 градусов С, магистральных стальных трубопроводов, предназначенных для транспортировки природного газа, нефти и нефтепродуктов, трубопроводов насосных, компрессорных и газораспределительных станций, фитингов, соединительных деталей и др.


Основные свойства полимочевинного покрытия Карбофлекс



Толщина покрытия, мм

для труб диаметром менее 820 мм


для труб диаметром 820 мм и более

 


не менее 2,0

 

не менее 2,5


Прочность при разрыве, Мпа


не менее 12,0


Относительное удлинение при разрыве, %


не менее 20


Прочность при ударе при температуре от

-40 до +40°С, Дж

не менее 15


Адгезия к стали при температуре от 10 до 40°С, Мпа


не менее 7

Адгезия к стали после выдержки в воде при 60°С в                        течение 1000 ч, Мпа



не менее 4


Диэлектрическая сплошность (отсутствие пробоя) при                     напряжении, кВ/мм


не менее 5

Площадь отслаивания при поляризации, см2, после                           выдержки


60 сут при 20 °С


30 сут при 60 °С





не более 6


не более 10

Сопротивление вдавливанию при 20 °С, мм

не более 0,3

Водопоглощение через 1000 ч выдержки при 60 °С, %


не более 5

Устойчивость к термоцикличес-

кому воздействию при температу-

рах от –60 до +20 °С, циклов



не менее 10

Внешний вид

Отсутствие видимых    дефектов и пор на срезе. Цвет по желанию            заказчика


Отличным средством антикоррозионной защиты наружной поверхности объектов нефте- и газопроводов подземной прокладки, защитных покрытий соединительных деталей, фитингов и монтажных узлов трубопроводов, а также для защиты от подземной коррозии магистральных трубопроводов и трубопроводов насосных станций, изоляции свайных сооружений и прочих металлических и бетонных конструкций является антикоррозионное покрытие Уризол.

Антикоррозионное покрытие Уризол состоит из двух жидких компонентов: базового компонента «А», представляющего собой смесь полиэфираминов, ароматических диаминов и пигментов, и компонента «Б» или отвердителя (смесь изомеров дифенилметандиизоцианата), наносимых на обрабатываемые поверхности методом высокотемпературного безвоздушного распыления с помощью распылительных аппаратов высокого давления. Нанесение возможно как в условиях производства, так и в полевых условиях. Смешение компонентов в пистолете-распылителе осуществляется в соотношении 1:1 по объему. Результатом напыления является высококачественное сплошное антикоррозионное покрытие на основе полимочевины, выделяющееся термореактивностью.

Для справки: термореактивными называются полимеры, приобретающие при нагревании пространственную структуру и становящиеся при этом неплавкими и нерастворимыми. Термоактивные полимеры при нагревании обладают способностью еще более затвердевать и упрочняться.

Полимочевинная система Уризол обладает оптимальной скоростью полимеризации, позволяющей как избежать потеков (недостаточная скорость отверждения), так и появления «шагрени», неравномерности толщины изоляционного слоя, засорения пистолета-распылителя, являющихся следствием чрезмерно высокой скорости полимеризации.

Реакция образования полимочевины Уризол начинается с момента смешения компонентов «А» и «Б» в пистолете распылителе. При этом реакционная смесь переходит сначала из жидкого агрегатного состояния в гелеобразное, а затем в твердое. При низкой скорости реакции быстрое наращивание слоя покрытия с сохранением его качества становится невозможным, неизбежно образуются потеки, а длительность фазы отверждения тормозит дальнейшие работы: из-за липкости покрытия невозможно производить контрольную инспекцию покрытия, измерения его сплошности и однородности, препятствия возникают и при необходимости внутрицеховых перемещений изделий. Если же скорость полимеризации непомерно высока, то следствием этого может быть снижение адгезии покрытия к стали и прочие неприятности.

Тщательный подбор рецептуры состава полимочевинной системы Уризол позволяет сохранить необходимое равновесие и избежать последствий таких крайностей.

Важным преимуществом полиурии Уризол является ее экологичность. 100%-ное содержание твердой фазы, отсутствие в составе пластификаторов, могущих с течением времени стать причиной усадки и охрупчивания полимерного покрытия, вызванных их выпотеванием, отсутствие летучих органических растворителей, являющихся основной причиной огнеопасности и токсичности полимерных покрытий, а также отсутствие каменноугольных смол и дегтей, обладающих канцерогенными свойствами, делают покрытие Уризол не только надежным, но и полностью безопасным, как для здоровья человека, так и окружающей среды. Говоря о преимуществах системы Уризол, нельзя не отметить, что компоненты системы не содержат твердых наполнителей, что снижает износ деталей распылительной аппаратуры.


Антикоррозионное покрытие секции газохода полимочевиной

Антикоррозионное покрытие секции газохода полимочевиной

Основные же свойства поликарбамидной системы Уризол полностью соответствуют всем непревзойденным качествам, свойственным полимочевинным системам. Как и полимочевинная система Карбофлекс, Уризол образуется в результате автокаталитической реакции, что является гарантией стабильности свойств покрытия в течение длительного времени. Низкая чувствительность к влиянию влаги и температурного фактора выгодно отличает полимочевинную систему Уризол от полиуретановых покрытий, склонных к вспениванию покрытия, образованию пузырей вследствие реакции с присутствующей в исходных компонентах, окружающей среде и поверхности нанесения влагой. Данное преимущество полимочевинных систем возможно реализовать лишь при профессиональном подходе к процессу нанесения, соблюдении правил предварительной обработки поверхности, правильном хранении компонентов и т. д.

Перед нанесением покрытия в заводских условиях поверхность нанесения должна быть тщательно проинспектирована на предмет наличия острых выступов и заусенцев, бугорков, раковин и вмятин, наплавленных капель металла или шлака. Обнаруженные дефекты либо устраняются шлифовкой, либо при невозможности их устранения, детали отбраковываются. Основные требования к поверхности для нанесения покрытия Уризол: поверхность не должна иметь масляных, жировых и иных загрязнений. Поверхность должна быть не только чистой, но и сухой. При наличии влаги на поверхности обрабатываемого изделия производится сушка поверхности с помощью газовых горелок или обдува нагретым воздухом. Этим же способом достигается и повышение температуры на поверхности, которая перед нанесением покрытия должна быть выше точки росы не менее чем на 3 градуса С. Степень очистки от продуктов коррозии стальной колотой дробью должна составлять 1 согласно ГОСТ 9.402 или Sa 2,5 по ИСО 8501-1, степень шероховатости при этом должна составлять не менее 60 мкм по ГОСТ 25142 или ИСО 8503-2. Следующим этапом предварительной обработки является обеспыливание, производимое либо продувкой сухим очищенным сжатым воздухом, либо при помощи вакуумных устройств. Степень обеспыленности поверхности после такой обработки должна составлять 2-3 по ИСО 8502-3. Перерыв между окончанием предварительной обработки поверхности и началом нанесения покрытия не должен превышать 2-х часов при относительной влажности воздуха более 80% и 3-х часов при относительной влажности воздуха менее 80%. Следует ответственно подходить к соблюдению данных норм, поскольку их превышение приведет к покрытию поверхности нанесения конденсатом и необходимости повторного подогрева газовыми горелками или обдува горячим воздухом. В случае многослойного покрытия, временной интервал между нанесением слоев не должен превышать 1 суток, в противном случае потребуется механическое шлифование предыдущего слоя, что является непроизводительной тратой и времени, и сил. Время отверждения покрытия Уризол до «отлипа» при температуре (20±5)°С составляет около 1 минуты, контроль толщины можно производить через 30 минут после нанесения покрытия, а уже через час допустимы внутрицеховые перевозки изделий с покрытием. Время же полного отверждения, после которого изделие приобретает необходимую прочность, составляет не менее 7 суток при той же температуре (20±5)°С. В некоторых случаях время полного отверждения уменьшают путем термообработки готового изделия с покрытием: повышение температуры на каждые 10 градусов при «отжиге» снижало время выдержки до достижения эксплуатационной зрелости почти в два раза.

Если пренебречь этим условием, то недостаточно отвержденное покрытие окажется недолговечным, в частности, оно легко растрескивается и отслаивается от материала основания при температурных перепадах, например, при выносе изделия из теплого помещения на мороз.

Абразивная очистка металлических поверхностей при нанесении покрытия Уризол в полевых условиях производится с использованием корунда, купершлаков или никельшлаков. Степень шероховатости, как и при нанесении в заводских условиях, должна быть не менее 60 мкм. При трассовом нанесении покрытия Уризол на крупногабаритные изделия часто практикуется эффективный способ обработки, - это, так называемая, термоабразивная обработка, включающая в себя не только очистку от ржавчины, окалины, остатков старых покрытий, но, в том числе, и обезжиривание, подогрев и термодинамическую активацию поверхности. Период от завершения термоабразивной подготовки до начала нанесения покрытия составляет 8 часов.

Компоненты «А» и «Б» полимочевинной системы Уризол поставляются в специальных стальных бочках. При хранении следует контролировать их герметичность и соблюдение гарантийного срока хранения. Размещение их допускается только в сухих складских помещениях.

Напыление полимочевинных систем (в частности, покрытия Уризол) следует производить, только специально предназначенными для напыления быстро реагирующих, вязких компонентов, распылительными установками. Двухкомпонентная распылительная установка обеспечивает точное дозирование компонентов в соотношении 1:1 по объему, давление не менее 150 атмосфер, нагрев компонентов до температур 60-80 градусов С и напыление реакционной смеси с помощью пистолета-распылителя высокого давления. Технология тонкого распыления позволяет создавать однородное сплошное покрытие требуемой оптимальной толщины.

Еще до начала работ по нанесению покрытия компоненты в бочках тщательно перемешиваются. Перемешивание обычно производится путем перекатывания и встряхивания бочек. Для оптимизации работы бочковых насосов компоненты предварительно подогревают по 30-40 градусов либо в термокамере, либо применяя рециркуляционный нагревательный контур самой распылительной установки.

В нижеприведенной таблице отображены требования, предъявляемые к антикоррозионному покрытию Уризол и степень их соответствия техническим требованиям ОАО «АК «Транснефть» и ОАО «Газпром» для покрытий трассового нанесения.



Свойства покрытия


Норма по техническим требованиям ОАО «АК «Транснефть»

Норма по техническим требованиям ОАО «Газпром»


Внешний вид


Отсутствие неровностей, бугорков, трещин, пузырей, вздутий, отслоений и других дефектов при монолитности покрытия, равномерности толщины и однородности его цветовой гаммы.


Однородная сплошная поверхность без трещин, отслоений, пузырей и других дефектов, ухудшающих качество покрытия


Толщина, мм


Не менее 2,5


-


Диэлектрическая

сплошность


Отсутствие пробоя при электрическом напряжении 5 кВ на 1 мм толщины покрытия

Отсутствие пробоя при электрическом напряжении 5 кВ на 1 мм толщины покрытия

Ударная прочность, Дж/мм, при температуре:


минус (40±3)°С

 

плюс (20±5)°С


плюс (40±3)°


 

 


не менее 10


не менее 20


не менее 10




-


Ударопрочность, Дж/мм, при температурах:


минус (30±3)°С


плюс (20±5)°С


плюс (40±3)°С








-


 


не менее 5,0


не менее 5,0


не менее 5,0

Адгезия к стали при температуре плюс (20±5)°С при испытании методом отслаивания полосы покрытия под углом 90°, Н/см ширины





не менее 70





-

Адгезия к стали при температуре плюс (20±5)°С при испытании методом отрыва, МПа



-



не менее 7,0


Снижение адгезии к стали, % от исходной величины, после 1000 ч испытаний в воде при температуре:


плюс (20±5)°С


плюс (40±3)°С


плюс (60±3)°С






не более 30


не более 30


не более 30



Снижение адгезии к стали, % от исходной величины, после 1000 ч испытаний в воде при температуре:


плюс (40±3)°С


плюс (60±3)°С



 


-






не более 30


не более 40

Площадь катодного отслаивания, см2, после 30 суток испытаний в 3%-ном растворе NaCl при потенциале поляризации 1,5 В при температуре:


плюс (20±5)°С


плюс (40±3)°С


плюс (60±3)°С









не более 4,0


не более 8,0


не более 12,0









не более 8,0


-


не более 10,0

Сопротивление пенетрации (вдавливанию), мм, при температуре:


плюс (20±5)°С


плюс (60±3)°С






не более 0,3


не более 0,7






не более 0,3


-

Сопротивление пенетрации (вдавливанию), % от исходной толщины, при температуре:


плюс (40±3)°С


плюс (60±3)°С








-








20


20

Водопоглощение отслоенного покрытия после 1000 ч испытаний, %, при температуре:

 

 


плюс (20±5)°С


плюс (40±3)°С


плюс (60±3)°С







не более 5,0

-


-







-


не более 5,0


не более 5,0


Прочность при растяжении (разрыве) отслоенного покрытия при температуре плюс (20±5)°С, МПа


не менее 12,0



не менее 8,0


Относительное удлинение при разрыве отслоенного покрытия при температуре плюс (20±5)°С, %





не менее 10





Говоря об антикоррозионной защите полимочевиной, нельзя обойти вниманием бетон, являющийся на сегодня наиболее востребованным строительным материалом и который не меньше чем металлические поверхности подвержен коррозии, ухудшающей его потребительские свойства.

В общем виде коррозия бетона представляет собой совокупность химических, физико-химических и биологических процессов, являющихся следствием воздействия окружающей среды на данный материал и приводящих к его разрушению. В отличие от коррозии металлов коррозионные процессы в теле бетона весьма специфичны.

Химическая коррозия бетона, протекающая в результате воздействия углекислого газа воздуха и осадков, зачастую содержащих такие разрушительные для бетонных поверхностей примеси как карбонаты, сульфаты и хлориды, подразделяется на три вида:

-выщелачивание или вымывание щелочной водой из поверхностных слоев бетона растворимых компонентов. Внешне выщелачивание проявляется в виде белых потеков на поверхности бетона, называемых в народе «белой смертью» бетона;

-«цементная бацилла» - это второй вид коррозии, сопровождающийся образованием под влиянием атмосферной влаги малорастворимых рыхлых веществ, являющихся следствием реакций обмена в результате действия кислот (кислотные дожди) и солей. Начинаясь на поверхности, процесс разрушения постепенно захватывает все более глубокие слои тела бетона, вызывая его растрескивание;

-кристаллизация малорастворимых соединений под воздействием сульфатов, следствием которой является появление внутренних напряжений в материале, также вызывающих его растрескивание.

Физико-химическое разрушение бетона обусловлено его пористой структурой. При многократных замораживаниях и размораживаниях влаги, содержащейся в порах и капиллярах материала, неизбежным результатом станет появление трещин.

Биологическая коррозия бетона – еще один вид его коррозии, вызываемый продуктами жизнедеятельности микроорганизмов. Иногда этот вид коррозии относят к химической коррозии, что вполне оправдано, поскольку разрушение происходит под воздействием химических веществ.

Радиационная коррозия является результатом ионизационной деструкции материала при удалении из него кристаллизационной воды (радиолиз связанной воды), вследствие воздействия на бетон потоков ионизационного излучения. Удаление молекул воды из структуры тела бетона нарушает внутреннюю кристаллическую решетку материала и приводит к его разрыхлению. Сильные же дозы радиационного излучения способны перевести кристаллическое вещество в аморфное состояние, что приводит к увеличению внутренних напряжений и, как следствие, появлению трещин.

Поскольку от качества бетона зависит надежность зданий и сооружений, то проблема устранения негативного влияния атмосферной влаги чрезвычайно важна. В настоящее время разработано много способов предохранения от коррозии. Эти способы можно подразделить на две группы. К первой группе относятся способы, предполагающие использование бетонов повышенной плотности, без внутренней капиллярной структуры, а также бетонов со специальными добавками, препятствующими его вымыванию, выщелачиванию и образованию микротрещин. Эти способы, так называемой, первичной защиты реализуются на этапе изготовления бетонной смеси. К вторичной защите относят применение различных уплотняющих пропиток и нанесение лакокрасочных материалов, выполняющих барьерную изолирующую функцию. Таких покрытий в настоящее время создано и применяется великое множество, однако обеспечить по-настоящему надежную и долговечную защиту бетона от коррозии стало возможным лишь с появлением материалов нового поколения, и, в первую очередь, полимочевины.


Особое значение имеет качественная и эффективная антикоррозионная защита железобетона, в котором из-за присутствия металлической арматуры возникает электрохимическая коррозия. Применение полимочевины позволило решить и эту проблему путем создания герметичных, водонепроницаемых, прочных и высокоэластичных покрытий, способных выполнять свои функции в течение долгих лет.

Если рассмотренные нами покрытия Карбофлекс и Уризол имеют сравнительно узкую специализацию, то для более широкого строительного применения, охватывающего не только металлические детали и конструкции, нефте- и газопроводы, разработано универсальное поликарбамидное эластомерное покрытие Уникоут-101.

Двухкомпонентная высокореактивная система Уникоут предназначена и успешно применяется:

-для создания бесшовных пленочных толстослойных покрытий, применяемых в композиции с геотекстильной подложкой, с целью облицовки земляных отстойников, используемых для удерживания жидкостей, в том числе агрессивных. Вероятность протечек при использовании системы Уникоут-101 практически равна нулю;

-для защитных антикоррозионных и гидроизоляционных покрытий бетонных резервуаров, плотин, насыпей, каналов, отстойных прудов, трубопроводов, колодцев;

-для гидроизоляции и финишного декоративного покрытия чаш, стен и полов плавательных бассейнов и аквапарков;

-для защиты бетонных поверхностей мостовых и дорожных сооружений от воздействия солей-антиобледенителей;

-для гидроизоляционной защиты полов и стен в помещениях с высокой влажностью и производствах, где велика вероятность воздействия на бетонные поверхности агрессивных жидкостей;

-как антикоррозионное покрытие металлических поверхностей силосов и труб, наружной и внутренней поверхности стальных емкостей, опор, мачт, мостов, корабельных палуб и др. Высокая влаго- и воздухонепроницаемость позволяет эластомеру создать надежную герметичную защиту от коррозии. Растяжимость полимочевинной пленки настолько велика, что гарантирует целостность покрытия без отслоений и растрескиваний в самых жестких условиях эксплуатации. Эксплуатационные свойства сохраняются при температурах от -60 до +150 градусов С;

-в качестве гидроизоляционных кровельных покрытий, в том числе и напыляемых поверх пенополиуретановой теплоизоляции;

-в качестве надежной защиты от износа кузовов грузового автотранспорта, дробильных установок, горнодобывающего оборудования, особо подверженных абразивным, ударным и другим механическим нагрузкам. Столь эффективная защита от истирания и механических повреждений обусловлена сверхпрочностью пленки эластомера на разрыв, высокой эластичностью при одновременно отличном сцеплении со стальной подложкой.

Уникоут-101 – это двухкомпонентная полимочевинная система, состоящая из смолы АС-101 (смесь полиэфираминов с добавками) и изоцианата Б-101 (преполимер дифенилметандиизоцианата). Свойства системы поистине уникальны. Во-первых, - это высочайшая скорость отверждения, как, впрочем, и у подавляющего большинства полимочевинных систем, обуславливающая главное преимущество полиурии: отсутствие вспенивания пленки покрытия в результате взаимодействия с влагой и независимость качества покрытия от температуры окружающего воздуха при нанесении (до -20 градусов). Время простоя при использовании полимочевинной системы Уникоут-101 минимально, по покрытию можно ходить почти сразу же после нанесения, чего не скажешь о других полимерных покрытиях и лакокрасочных материалах, отверждаемых в течение долгих часов (иногда нескольких суток) и чрезвычайно капризных в отношении влажности и температуры.

Используя покрытие Уникоут-101 в строительстве, можно забыть о понятии «сезонный фактор», ведь при любой погоде, в любое время года эффективность и надежность защитного покрытия гарантирована, причем временные и трудозатраты при нанесении невелики.

Нельзя не отметить и полную безопасность покрытия Уникоут-101, его соответствие самым строгим экологическим нормам, что допускает возможность применения в резервуарах питьевой воды и хранилищах пищевых продуктов. Следует обратить внимание и на высокую химическую устойчивость эластомера Уникоут-101. Ни сточные воды, ни нефть и нефтепродукты, ни растворы щелочей, кислот и солей не ухудшают качества покрытия, являющегося надежным и эффективным барьером от их агрессивного воздействия.


Физико-химические свойства полимочевины «Уникоут-101»


Твердость по Шору

«А»

«D»



90-97

46-62

Прочность при разрыве, Мпа


не менее 13,0


Относительное удлинение, %

не менее 200

Водопоглощение за 24 ч, %

не более 2,0

Теплостойкость, °С

не менее 150

Прочность при ударе, Дж/мм толщины покрытия


не менее 6,0

Адгезия к стали, Н/см

не менее 70

Эффективный срок службы, лет

более 20

Временные параметры


Гелеобразование, сек

«на отлип», мин

до твердого состояния, час

до следующего слоя – без подготовки поверхности, час



12-14

1-2

24


1-2

Диапазон рабочих температур, °С

-60..+140



Hunting for men