СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ Российский патент 2006 года по МПК F16L58/04 

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлических поверхностей, предпочтительно, трубопроводного транспорта и электрических бронированных кабелей, а именно к области строительства и ремонта подземных коммуникаций, и может быть использовано для изоляции металлических поверхностей от комбинированного действия влаги и кислорода, предпочтительно, для изоляции поверхностей стальных трубопроводов и электрических кабелей в металлической оболочке.

Известен (DE, заявка №3415456 F 16 L 59/14, 1984) способ создания защитного покрытия на теплоизоляцию трубы. Согласно известному способу на трубу наносят охватывающую теплоизоляцию наружную оболочку, нагревают ее в печи и наносят на торцевые поверхности трубы теплоизоляции.

Недостатком известного способа следует признать его малую эффективность, обусловленную низкой адгезией дополнительной оболочки к основному покрытию.

Известен (RU, патент №2188980 F 16 L 58/04, 2002) способ защиты подземных трубопроводов и металлоконструкций от коррозии. Согласно известному способу предварительно смешивают грунтовку с ингибитором коррозии, затем очищают металлическую поверхность от загрязнений, наносят подготовленную грунтовку на очищенную металлическую поверхность с последующим нанесением изоляционного покрытия.

Недостатком известного способа следует признать недостаточную адгезию адгезионного покрытия к грунтовке, что приводит к доступу влаги и воздуха к металлической поверхности с последующей коррозией покрытия.

Известен (Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция. ВСН 008-88. - М., Миннефтегазстрой, 1990, стр.10) способ нанесения изоляционной ленты на внешнюю поверхность трубопровода. Согласно известному способу проводят предварительную очистку, нанесение грунтовки и изоляционного полимерного ленточного покрытия на трубопровод, причем при температуре окружающего воздуха ниже 10°С поверхность трубопровода подогревают до температуры не ниже 15°С и не свыше 50°С.

Недостатком известного способа следует признать недостаточную адгезию адгезионного покрытия к грунтовке, что приводит к доступу влаги и воздуха к металлической поверхности с последующей коррозией покрытия.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого способа, состоит в разработке способа нанесения изоляционного покрытия на металлические поверхности, отверждение с использованием малого нагрева и получением высокой адгезии.

Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в значительном улучшении антикоррозионных характеристик покрытия и, как следствие, - уменьшении затрат на плановый капитальный ремонт металлической поверхности за счет увеличения его срока службы.

Для достижения указанного технического результата используют способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность, включающий нанесение изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность. Грунтовочный слой наносят на металлическую поверхность, имеющую температуру не ниже 10°С, а после нанесения изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность проводят его нагрев до его термоусаживания, причем в качестве изоляционного полимерного ленточного покрытия используют термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно-химически модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата, слюду молотую, полиизобутилен низкомолекулярный, ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов (масс.%):

слюда молотая18-24низкомолекулярный полиизобутилен4-10ацетонанил-Р0,5-2,5сополимер этилена и винилацетатаостальное

Используемый адгезив размягчается при температуре примерно 50°С, что позволяет уменьшить температуру прогрева обрабатываемой металлической поверхности, уменьшая тем самым расходы энергии и время, обычно затрачиваемые на разогрев, что снижает стоимость работ. Состав адгезива в совокупности с сжимающейся при термоусаживании полимерной основой обеспечивает, во-первых, полное удаление воздушных пузырей из-под пленки, во-вторых, хорошую адгезию полимерной основы к нижележащим слоям, и, в-третьих, заполнение адгезивом всех полостей между полимерной основой и нижележащими слоями. Все вышеизложенное обеспечивает защиту металлической поверхности от действия проникающей влаги, а также воздуха. В том случае, если при реализации способа температура окружающей среды и, естественно, металлическая поверхность имеют низкую температуру, то желательно подогреть ее до температуры примерно не ниже 15°С. Это облегчит закрепление на металлической поверхности грунтовки - праймера. Обычно перед нанесением грунтовки очищают изолируемую поверхность от старой изоляции, а также следов коррозии. Для лучшей изоляции на грунтовочный слой может быть дополнительно нанесено мастично-битумно-полимерное покрытие с отверждением при температуре 80-85°С. После нанесения грунтовочного слоя иногда проводят дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С для лучшего закрепления слоя грунтовки на изолируемой поверхности. В предпочтительном варианте реализации перед нанесением изоляционного полимерного ленточного покрытия проводят нагрев адгезионного слоя до температуры 60-70°С. Термоусаживание изоляционного полимерного ленточного покрытия обычно проводят при температуре 100-120°С.

В дальнейшем сущность и преимущества предлагаемого способа будут раскрыты с использованием примеров реализации.

1. На стальную трубу диаметром 1020 мм при проведении ремонтных работ после удаления механическим путем старой изоляции нанесли грунтовочный слой «Транскор-Газ» толщиной 150 мкм, при этом температура трубы составляла 19°С. Затем на грунтовочный слой нанесли дополнительно мастично-битумно-полимерное покрытие «Транскор-Газ» при температуре 140-150°С с отверждением при температуре 80-85°С, а затем путем намотки полимерную ленту, выполненную из компаундированного полиэтилена на основе полиэтиленов высокого и низкого давления, а также свето- и термостабилизаторов, и обработанную с использованием ускорителя электронов («Электрон-10») с дозой облучения 18,1 Мрад, что придает новые физико-химические свойства основе. Кроме того, выполнена двухплоскостная термодинамическая ориентация, приводящая к способности ленты к термоусадке.

Адгезив содержит компоненты в следующем соотношении (масс.%):

слюда молотая22низкомолекулярный полиизобутилен8ацетонанил-Р1сэвилен69

Используемый адгезив имеет температуру размягчения 51°С. Затем полученное изоляционное покрытие нагрели для термоусадки полимерной основы до температуры 115°С.

Усредненные результаты испытаний приведены в таблице.

2. На стальную трубу диаметром 1420 мм при проведении ремонтных работ после удаления механическим путем старой изоляции и прогрева ее до температуры 19°С нанесли грунтовочный слой «ЭДП» толщиной 139 мкм и провели дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С. Затем на грунтовочный слой нанесли путем намотки полимерную ленту, выполненную из компаундированного полиэтилена на основе полиэтиленов высокого и низкого давления, а также свето- и термостабилизаторов, и обработанную с использованием ускорителя электронов («Электрон-10») с дозой облучения 18,3 Мрад, что придает новые физико-химические свойства основе. Кроме того, выполнена двухплоскостная термодинамическая ориентация, приводящая к способности ленты к термоусадке.

Адгезив содержит компоненты в следующем соотношении (масс.%):

слюда молотая21низкомолекулярный полиизобутилен7ацетонанил-Р2сэвилен70

Используемый адгезив имеет температуру размягчения 52°С. Затем полученное изоляционное покрытие нагрели для термоусадки полимерной основы до температуры 120°С.

Усредненные результаты испытаний приведены в таблице.

3. На стальную трубу диаметром 1020 мм при проведении ремонтных работ после удаления механическим путем старой изоляции и прогрева ее до температуры 22°С нанесли грунтовочный слой «ЭДП» толщиной 100 мкм и провели дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С. Затем на грунтовочный слой нанесли путем намотки полимерную ленту, выполненную из компаундированного полиэтилена на основе полиэтиленов высокого и низкого давления, а также свето- и термостабилизаторов, и обработанную с использованием ускорителя электронов "Электрон-10" с дозой облучения 18,9 Мрад, что придает новые физико-химические свойства основе. Кроме того, выполнена двухплоскостная термодинамическая ориентация, приводящая к способности ленты к термоусадке, причем перед нанесением изоляционного полимерного ленточного покрытия провели нагрев адгезионного слоя до температуры 60-70°С. Затем полученное изоляционное покрытие нагрели для термоусадки полимерной основы до температуры 120°С.

Адгезив содержит компоненты в следующем соотношении (масс.%):

слюда молотая18низкомолекулярный полиизобутилен5ацетонанил-Р1сэвилен76

Усредненные результаты испытаний приведены в таблице.

Для всех четырех образцов отклонение от среднего значения не превысило 5%.

Применение предлагаемого способа позволяет значительно улучшить характеристики покрытия, что приводит к увеличению промежутков времени между ремонтами.

Таблица№ п/пНаименование показателяНорма по ТУРезультат испытанийПолиэтиленовая основа, адгезив1Прочность при разрыве ПЭ-основы, МПа8232Относительное удлинение ПЭ основы при разрыве (20±5)°С, %>400500-5203Термоокислительная стабильность ПЭ-основы при 200°С, мин>3030-324Температура хрупкости адгезионного слоя, не выше °Сминус 30°Сниже минус 30°С5Температура размягчения адгезива (ТМА, 1.4 кг/см², 10°С/мин), °C60±355±36Допустимая пенетрация ПЭ-основы под нагрузкой при 200°С (ТМА, 1,4 кг/см², 10°С/мин), не более %2010Лента в целом7Свободная усадка в покрытии (без нагрузки), %20±518(130°)(150°)15(150°)8Объемная усадка в покрытии под нагрузкой (0,3 кг/см²), % не менее2(100°)
15(150°)2,5(100°)
15(150°)9Напряжение усадки, не менее г/мм² сечения10(150°)10(130°)10Водопоглощение при 60° в течение 1000 часов, % не более3,03,0Покрытие на основе с эпоксидным праймером «ЭДП»11Адгезионная прочность к праймированной стали и полиэтилену, Н/см при 20±5°С>5055±512Адгезионная прочность к праймированной стали после 100 суток выдержки в воде при 60°С, Н/см>5062-6513Переходное электросопротивление в 3% NaCl, ом.м²  - исходное>10¹⁰2,0.10¹¹- через 100 суток выдержки при 60°C>10⁹8.10⁹14Катодное отслаивание в 3% NaCl при потенциале поляризации -1,5В при температурах, см² не более:  20°=60 суток106-850°=30 суток09-1015Прочность при ударе (Дж) при температуре:  - минус 40°C  - плюс 20°C  - плюс 40°C  16Сдвиг при температуре 50° и нагрузке 0,25 кг/см² площади покрытия, мм<1,00,2-0,417Диэлектрическая сплошность. Отсутствие пробоя при постоянном электрическом напряжении, кВ>15>20>15>20

Изобретение относится к области изоляции труб. Технический результат - улучшение антикоррозионных характеристик покрытия. В способе нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность, включающем нанесение изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность, грунтовочный слой наносят на металлическую поверхность, имеющую температуру не ниже 10°С, а после нанесения изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность производят его нагрев до его термоусаживания, причем в качестве изоляционного полимерного ленточного покрытия используют термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно-химически модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата, слюду молотую, полиизобутилен низкомолекулярный, ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов (масс.%): слюда молотая 18-24; низкомолекулярный полиизобутилен 4-10; ацетонанил-Р 0,5-2,5; сополимер этилена и винилацетата - остальное. 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность, включающий нанесение изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность, отличающийся тем, что грунтовочный слой наносят на металлическую поверхность, имеющую температуру не ниже 10°С, а после нанесения изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность проводят его нагрев до его термоусаживания, причем в качестве изоляционного полимерного ленточного покрытия используют термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно-химически модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата, слюду молотую, полиизобутилен низкомолекулярный, ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Слюда молотая18-24Низкомолекулярный полиизобутилен4-10Ацетонанил-Р0,5-2,5сополимер этилена и винилацетатаОстальное