СПОСОБ РЕМОНТА ЭМАЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2001 года по МПК C23D13/02 C03C8/00 

Изобретение относится к способу ремонта дефектов эмалевых покрытий и может быть использовано для защиты эмалированного химического оборудования, работающего в сильно агрессивных химических средах, а также для защиты эмалированного оборудования других отраслей промышленности, связанных с производством, переработкой и хранением агрессивных веществ.

Ремонт эмалированного оборудования описан в литературе [1 - 3]. В настоящее время применяются следующие способы: 1) частичное реэмалирование; 2) установка уплотнительных ввертных устройств; 3) установка накладных элементов; 4) высокотемпературное напыление химически стойких материалов; 5) нанесение химически стойких композиций.

Частичное реэмалирование обеспечивает высокое качество отремонтированной поверхности, но осуществление этого способа требует больших по объему печных агрегатов с температурой рабочего пространства 800^oC, что обычно невыполнимо на химических предприятиях. Установка уплотнительных ввертных устройств и накладных элементов неприемлема при исправлении дефектов на уплотнительных поверхностях и штуцерах. Высокотемпературное напыление химически стойких материалов, давая возможность ремонтировать большие участки поверхности, вызывает сложности в условиях химических производств в связи с необходимостью использования высокотемпературных устройств напыления, а также недостаточной сплошностью и, как следствие, недостаточной коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред.

Достоинством способа нанесения химически стойких композиций является его легкая осуществимость в условиях цехов химических предприятий, возможность покрытия больших поверхностей без сложного оборудования. Однако многие известные химически стойкие композиции (замазки) характеризуются невысокой стойкостью в агрессивных средах.

Метод исправления химически стойкими композициями основан на нанесении на предварительно подготовленный дефектный участок нескольких слоев замазки с последующей ее термообработкой. Используют силикатные, полимерцементные, полимерсиликатные композиции [3]. Для улучшения адгезии и химической прочности замазок используются различные добавки. Известна композиция, включающая кислотостойкий наполнитель (кварцевый песок), жидкое стекло, кремнефтористый натрий, полимерную добавку - полиэтиленовый воск ПВ-200 [4]. Авторы [5] использовали в качестве наполнителя силикатной композиции смесь оксидов магния, кальция, бария цинка, алюминия, титана (IV), циркония (IV), кремния (IV), фосфора (V) с добавками никеля, оксида никеля (II) и хлорида никеля (II). Несколько другой состав оксидного наполнителя предложен в работах [6, 7], применяются также и органические добавки [7-9].

Недостатком всех перечисленных способов является необходимость сушки композиций при нагревании до различных температур от 100^oC и выше, хотя локальный нагрев часто приводит к растрескиванию эмалированной поверхности в местах перепада температур. Кроме того, введение различных добавок в замазку существенно повышает ее стоимость и требует дополнительных работ по приготовлению композиционных составов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ ремонта эмалированного оборудования [6], в котором для приготовления замазки используется наполнитель, включающий SiO₂, Na₂O, BaO, ZnO, TiO₂, PbO₂ и CuO при определенном соотношении компонентов. Добавки оксидов тяжелых и цветных металлов, а также увеличение числа составляющих силикатной композиции приводит к ее удорожанию. Недостатком предложенного способа является также и то, что перед приготовлением композиции наполнитель подвергают термообработке при температуре 1300^oC, что требует дополнительного оборудования, в частности, печей сопротивления, рассчитанных на достаточно высокие температуры, и, следовательно, приводит к дополнительным трудозатратам и увеличению стоимости композиции. Необходимость термообработки нанесенной защитной композиции при 100^oC еще более увеличивает ее стоимость.

Задача изобретения - достижение хорошей адгезии, повышение влагостойкости и коррозионной стойкости замазки в химических агрессивных средах.

Поставленная задача достигается тем, что компоненты силикатной композиции (замазки) перемешивают в течение 30-60 минут и нанесенная замазка твердеет во влажной атмосфере в течение суток.

Влажной атмосферой следует считать атмосферу, влажность воздуха которой составляет 90-100%. Это достигается тем, что в эмалированный аппарат помещают емкость с водой и плотно его закрывают.

Пример. Перед нанесением защитного покрытия поверхность должна быть очищена от продуктов коррозии, остатков эмали и грунта любым абразивным инструментом.

1. Приготовление защитной композиции
1.1. Смешать в сухом состоянии следующие компоненты:
диабазовая мука - 95 мас.%
кремнефтористый натрий - 5 мас.%
1.2. Добавить жидкое стекло ( ρ = 1,38 г/см³) до получения густеющей однородной массы (соотношение сухая масса : жидкое стекло = 2 : 1), при этом длительность перемешивания составляет 0,5 - 1,0 часа.

2. Защита эмалированного аппарата.

2.1. Нанести замазку с помощью шпателя до выравнивания поверхности.

3. Твердение замазки.

3.1. После обмазки производить выдержку при комнатной температуре в течение суток во влажной атмосфере.

3.2. Выдержать в течение 3-4 суток в сухой атмосфере при комнатной температуре для нарастания механической прочности.

Приготовленные по разработанной технологии образцы обладают хорошей адгезией к металлу и эмали, являются влагостойкими, что объясняется следующим образом. Силикатная композиция представляет собой вязкую систему с пониженной диффузией частиц. Структурообразование в ней происходит в результате возникновения контактов между коллоидными мицеллами. Мицеллы формируются за счет адсорбции ионов и молекул на поверхности высокодисперсных частиц. Длительное перемешивание исходных веществ композиции способствует формированию полной химической формулы коллоидной частицы (адсорбционной и диффузионной частей). Твердение - взаимодействие между сформированными коллоидными мицеллами - приводит к образованию водо- и химически стойкого защитного слоя.

Работоспособность композиции опробована в воде при комнатной температуре и кипячении, а также в соляно- и сернокислых разбавленных и концентрированных средах. Разрушения покрытия не обнаружено, что подтверждается актом промышленных испытаний на Кемеровском АООТ "Азот".

Применение предлагаемого способа на заводах, эксплуатирующих эмалированное оборудование, позволит получить значительный экономический эффект за счет удешевления и увеличения защитных свойств покрытий и, следовательно, удлинения срока службы оборудования.

Источники информации
1. Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств. - М.: Химия, 1988, 304 с.

2. ОСТ 26-01-166-84. Покрытия стеклоэмалевые и стеклокристаллические. Методы исправления.

3. Светлов В. А. , Ветошкин А.Г. Эмалированное оборудование: свойства, эксплуатация и ремонт. -М.: МИПК Минхимнефтепрома СССР, 1990, 44 с.

4. Михайлов В. Н. , Данилов В.С., Синдячкин В.А., А.с. СССР N 1749196, опубл. Б. N 14, 1992.

5. Яланская В.А., Гутор Н.К., Михайлов В.Н., А.с. СССР N 1799854, опубл. Б. N 9, 1993.

6. Житомирский И.Д., Удовенко Л.П., Гутор Н.К. А.с. СССР N 1730067, опубл. Б. N 16, 1992.

7. Яланская В. А. , Гауберг М.В., Зозуля А.И., Коваль В.И. А.с. СССР N 1728147.

8. Бабушкин В.П., Лейв В.Т., Хотимченко В.С. А.с. СССР N 1038306, опубл. Б. N 32, 1983.

9. Яланская В.А., Гутор Н.К., Михайлов В.Н. А.с. СССР N 1805102, опубл. Б. N 19, 1993.

Изобретение относится к способу ремонта дефектов эмалевых покрытий. Технический результат изобретения - достижение хорошей адгезии, повышение влагостойкого и коррозионной стойкости замазки в химических агрессивных средах. Используемая в качестве замазки силикатная композиция содержит диабазовую муку, кремнефтористый натрий и жидкое стекло. Компоненты замазки перемешивают в течение 30 - 60 мин. Замазка твердеет во влажной атмосфере в течение суток.

Способ ремонта эмалевых покрытий, включающий смешивание компонентов силикатной замазки, нанесение ее на дефектные участки и твердение замазки, отличающийся тем, что компоненты замазки перемешивают в течение 30 - 60 мин, а замазка твердеет во влажной атмосфере.