УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПАСТА ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ УТЕЧЕК ПО ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЕ Российский патент 2003 года по МПК C10M169/06 C10M169/06 C10M107/50 C10M119/02 C10M101/02 C10M125/02 C10M125/10 C10M125/26 C10M147/02 C10N40/34 

Изобретение относится к уплотнительным пастам (УП), используемым в уплотнительных узлах трубопроводной арматуры (газопроводов, нефтепроводов, паропроводов, аммиакопроводов, теплоэнергетических объектах и др.).

Уплотнительные пасты, применяемые, в частности, при эксплуатации газопроводов для предупреждения и устранения утечек газа при его транспортировке, должны обеспечивать повышенную герметизацию арматуры трубопровода, устойчивость к транспортируемой среде и сопутствующим ему компонентам, температурную устойчивость в интервале от минус 40 до плюс 60^oС, повышенный ресурс работоспособности до 0,5 лет без дополнительной заправки.

Известна (1) уплотнительная паста для запорной арматуры на основе полидиметилсилоксана, силикагеля и полиизобутилена, содержащая дополнительно бентонит, хлористый метилен и олигоалкоксисилоксан (SU 1181309).

Данный состав с показателем пенетрации 160-180 ед. может использоваться в качестве уплотняющей пасты, но он не обеспечивает требуемого ресурса работоспособности пасты в связи с тем, что олигоалкоксисилоксан растворим в компонентах, в частности, газового конденсата, паста теряет свою консистенцию, и требуется частая набивка новых порций пасты.

Известна (2) (RU 2101332) также уплотнительная смазка для запорной арматуры газопроводов, предназначенная для ликвидации утечек газа через неплотности системы газопровода, включающая пластичную основу, стеарат лития, тальк и другие наполнители. В качестве пластичной основы используется нефтяное приборное масло или полидиметилсилоксановая жидкость с вязкостью от 100 до 1000 кв.мм/с, а в качестве наполнителей - политетрафторэтилен и α-нафтиламин.

Эта смазка имеет показатель пенетрации в пределах 180-230 ед., что приводит к высоким значениям пенетрации при отрицательных температурах (90-20 ед. ) и ограничивает применение ее в зимний период и в Северо-Восточных регионах России, снижает ее герметизирующую способность и стойкость к компонентам газового конденсата. Смазка имеет невысокую стабильность при эксплуатации, поскольку в качестве ее пластичной основы используются жидкости с невысокой вязкостью, для которых требуется дополнительная стабилизация.

Технической задачей изобретения является создание уплотнительной пасты, обеспечивающей высокую стойкость к компонентам газового конденсата, нефтепродуктам и агрессивным средам, высокую герметизирующую способность, повышенный ресурс работы (не менее 0,5 года) без дополнительной заправки (поднабивки), температурную устойчивость в широком диапазоне температур, что должно обеспечить работоспособность пасты в различных регионах России.

Задача решается созданием уплотнительной пасты для предупреждения и устранения утечек по трубопроводной арматуре, содержащей пластичную основу, белую сажу и фторопласт, и согласно изобретению в качестве пластичной основы содержит смесь олигоорганосилоксана с минеральным маслом или смазкой на нефтяной основе ЦИАТИМ, загущенную низкомолекулярным и высокомолекулярным каучуком, и дополнительно содержит бентонит, мел осажденный, аэросил и, при необходимости, слюду чешуйчатую, при соотношении компонентов, приведенном в табл.1.

В качестве олигоорганосилоксанов используются высоковязкие (3000-300000 сПз) полидиметилсилоксаны, олигометилфенилсилоксаны, олигометил-γ-трифторпропилсилоксаны и др., а в качестве наполнителей и загустителей - смеси бентонита, химически осажденного мела, каолина, аэросила, белой сажи, фторопласта и слюды, а также компонентов, обеспечивающих адгезионные свойства композиции, в качестве которых используются смесь высокомолекулярных каучуков (с молекулярной массой выше 100000 единиц) (бутадиенстирольных, изопреновых, этиленпропиленовых, бутилкаучуки и др.) и низкомолекулярных каучуков (20000 - 60000) (полиизобутилен, полибутадиен, карбоксилатные нитрильные каучуки и др.). В качестве смазок на нефтяной основе используются смазки следующих марок: ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74) или ЦИАТИМ-202 (ГОСТ 11110-75) или ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 8773-73).

Дополнительное введение слюды обеспечивает улучшение герметизирующих и смазочных свойств.

Смеси наполнителей обеспечивают необходимые реологические и структурные свойства композиций, а именно показатель пенетрации в пределах от 140 до 190 ед. при 20^oС и 65 -90 ед. при минус 30^oС, что обусловливает высокие герметизирующие свойства композиций в течение не менее 0,5 года без дополнительной набивки, в условиях воздействия на уплотнительные составы газового конденсата, его сопутствующих компонентов и переменных температур.

Использование компонентов в количествах за пределами указанных пропорций приводит к получению составов с величинами показателя пенетрации ниже 140 ед. или выше 190 ед. , что неприемлемо для паст, применяемых в качестве герметизирующих составов для арматуры магистральных материалопроводов.

Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является использование в композиции в качестве пластичной основы смеси высоковязкого олигоорганосилоксана и минерального масла или смазочной композиции на основе минерального масла, обеспечивающих устойчивость пасты в условиях транспортируемых по трубопроводу сред, в качестве наполнителей - композиционные смеси загустителей различного дисперсного состава и различной морфологии, взятых в определенных отношениях, что приводит к возможности создания герметизирующих структурированных слоев пасты в герметизируемых зазорах арматуры трубопроводов. Кроме того, в состав композиций паст включены высокомолекулярный и низкомолекулярный каучуки, взятые в определенных соотношениях, что обеспечивает адгезию пасты в зазоре, ее работоспособность в течение длительного времени и высокую герметизирующую способность.

Пример 1. В аппарат-смеситель загружают 30,0 г пластичной основы (смазки на нефтяной основе "ЦИАТИМ" 20,0 г, олигоорганосилоксана марки ПМС-60000 10,0 г) и при температуре 90^oС перемешивают в течение 1,5 ч. Затем при перемешивании порциями вводят загустители:
бентонит 4,0 г,
осажденный мел 5,0 г
белую сажу 4,0 г
фторопласт гранулированный 4,0 г
слюду чашуйчатую 1,0 г
аэросил 5,0 г
Смесь перемешивают в течение 1,5 ч при температуре 90^oС. Затем вводят каучуки:
высокомолекулярный СКЭПТ-40 5 г
низкомолекулярный (полиизобутилен-20) 6 г
и оставшуюся часть пластичной основы:
ЦИАТИМ 16,0г
ПМС-60000 20,0 г
Полученную смесь перемешивают до однородности в течение 4 ч, пропускают через перетирочную машину и готовый продукт выгружают в подготовленную тару.

Примеры 2-8.

Проводят получение пасты аналогично примеру 1. Составы паст приведены в табл.2.

Предлагаемая уплотнительная паста характеризуется высокой стойкостью к компонентам газового конденсата, высокой герметизирующей способностью (отсутствием утечек газового конденсата в течение не менее 0,5 года работы), температурной устойчивостью в диапазоне температур от -60 до +80^oС (значение пенетрации при -30^oС находится в пределах от 65 до 90 единиц в зависимости от соотношения компонентов).

Из описаний примеров и данных, приведенных в табл.2 и 3, очевидным является соответствие предложенного решения критерию "техническая применимость".

Предлагаемая уплотнительная паста обеспечивает высокую стойкость к компонентам газового конденсата, высокую герметизирующую способность (отсутствие утечки газового конденсата в течение не менее 0,5 года работы), температурную устойчивость в широком диапазоне температур, т.е. работоспособность пасты в любом регионе России (значение пенетрации при минус 30^oС в пределах от 65 до 90 единиц).

Литература
1. Авторское свидетельство СССР 1181309, 1985 г.

2. Патент РФ 2101332 от 15.02.1996 г.

Использование: в уплотнительных узлах трубопроводной арматуры газопроводов, нефтепроводов, паропроводов, теплоэнергетических объектов и др. Сущность: паста содержит в мас.%: олигоорганосилоксан 15-63; минеральное масло 0-10; смазка на нефтяной основе ЦИАТИМ 0-50; бентонит 4-5; мел осажденный 4-5; белая сажа 3-4; фторпласт гранулированный 3-5; слюда чешуйчатая 0-1; аэросил 4-5; высокомолекулярный каучук 4-5; низкомолекулярный каучук 4-6. Технический результат - повышение стойкости к компонентам газового конденсата, нефтепродуктам и агрессивным средам, повышение ресурса работы (не менее 0,5 года), температурная устойчивость в широком диапазоне температур. 3 табл.

Уплотнительная паста для предупреждения и устранения утечек по трубопроводной арматуре, содержащая пластичную основу, белую сажу и фторопласт, отличающаяся тем, что в качестве пластичной основы содержит смесь олигоорганосилоксана с минеральным маслом или смазкой на нефтяной основе ЦИАТИМ, загущенную низкомолекулярным и высокомолекулярным каучуками, и дополнительно содержит бентонит, мел осажденный, аэросил и при необходимости слюду чешуйчатую при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олигоорганосилоксан 15 - 63

Минеральное масло 0-10

Смазка на нефтяной основе ЦИАТИМ 0-50

Бентонит 4-5

Мел осажденный 4-5

Белая сажа 3-4

Фторопласт гранулированный 3-5

Слюда чешуйчатая 0-1

Аэросил 4-5

Высокомолекулярный каучук 4-5

Низкомолекулярный каучук 4-6