Журналы →  Черные металлы →  2025 →  №5 →  Назад

Нанесение покрытий и защита от коррозии
Название Применение полимерных покрытий для защиты внешней поверхности труб городского горячего водоснабжения от коррозии
DOI 10.17580/chm.2025.05.12
Автор Е. И. Пряхин, Д. А. Прибыткова
Информация об авторе

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Е. И. Пряхин, заведующий кафедрой материаловедения и технологии художественных изделий, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: Pryakhin_EI@pers.spmi.ru
Д. А. Прибыткова, аспирант кафедры материаловедения и технологии художественных изделий, эл. почта: pribytda@gmail.com

Реферат

Представлены экспериментальные данные, позволяющие оценить физико-механические свойства двухслойного защитного покрытия, разработанного для повышения коррозионной стойкости трубопроводов теплосети. В качестве компонентов покрытия использованы полиуретановая и эпоксидная эмали, каждая из которых обладает определенными преимуществами. Эпоксидные покрытия характеризуются высокой адгезией к металлическим поверхностям и отличной химической стойкостью, а полиуретановые эмали обладают высокой эластичностью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и механическим повреждениям. С целью улучшения эксплуатационных характеристик покрытия, а также упрощения технологического процесса нанесения предложен комбинированный вариант, при котором первый слой выполнен из эпоксидной эмали, а второй — из полиуретановой. Такой подход позволяет объединить преимущества данных материалов, обеспечивая надежную защиту от внешних воздействий, улучшенные эксплуатационные характеристики и увеличенный срок службы покрытия. Результаты эксперимента подтвердили, что двухслойное покрытие превосходит по качеству однокомпонентные варианты. Рассмотрены параметры сплошности, адгезии, механической прочности при ударе и изгибе для двух комбинаций покрытий: с эпоксидным и полиуретановым слоями, нанесенными в разной последовательности.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (FSRW-2023-0002 Фундаментальные междисциплинарные исследования недр Земли и процессов комплексного освоения георесурсов).

Ключевые слова Коррозионные покрытия, повышение качества покрытия, полимерные покрытия, трубы горячего водоснабжения, испытания покрытий, адгезия, прочность при ударе
Библиографический список

1. Семенов А. Г. Защита от коррозии трубопроводов тепловых сетей // Новости теплоснабжения. 2017. Т. 207. № 11. С. 1–8.
2. Cole I. S., Marney D. The science of pipe corrosion: A review of the literature on the corrosion of ferrous metals in soils // Corrosion Science. 2012. Vol. 56. P. 5–16. DOI: 10.1016/j.corsci.2011.12.00
3. Шлычков Д. И. Проблемы технического состояния действующих трубопроводных систем // Инновации и Инвестиции. 2020. № 4. C. 207–210.
4. Петрова Т. А., Епишина А. Д. Антикоррозионная защита трубопроводного транспорта на горнодобывающих предприятиях // Обогащение руд. 2023. № 6. С. 52–58.
5. Litvinenko V. S. et al. Barriers to implementation of hydrogen initiatives in the context of global energy sustainable development // Journal of Mining Institute. 2020. Vol. 244. P. 428–438. DOI: 10.31897/pmi.2020.4.421
6. Aginey R. V., Kapachinskikh Zh. Yu., Isupova E. V., Alexandrov О. Y. Analysis of approaches to designing electrochemical protection systems for underground pipelines in Russia and abroad // Science and
Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation. 2022. Vol. 12. No. 5. P. 480–488.
7. Агиней Р. В., Фирстов А. А. Совершенствование метода оценки изгибных напряжений в стенке подземного трубопровода // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 744–754. DOI: 10.31897/PMI.2022.64
8. Котюков П. В. Особенности оценки уязвимости и разрушения конструкционных материалов транспортных сооружений в подземном пространстве Санкт-Петербурга // Записки Горного института. 2010. Т. 186. C. 22–26.
9. Issa B., Bazhin V. Yu., Karapetyan K. G. The role of multi-phase metal content in corrosion and premature failure mitigation of steel equipment in oil refineries. Part 1 // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 25. P. 90–96.
10. Мустафин Ф. М. Обзор методов защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями // Нефтегазовое дело. 2003. № 1. С. 1–24.
11. Петкова A. П., Злотин В. A. Анализ эффективности снижения потерь водорода в трубопроводе из различных аустенитных коррозионно-стойких сталей // Черные металлы. 2024. № 9. С. 50–54.
12. Вологжанина С. А., Ермаков Б. С., Ермаков С. Б., Хузнахметов Р. М. Влияние условий эксплуатации на формирование нано- и ультрадисперсных дефектов в сварных соединениях // Цветные металлы. 2023. № 8. С. 80–85.
13. Kim J. G., Kim Y. W., Kang M. C. Corrosion characteristics of rigid polyurethane thermally insulated pipeline with insulation defects // Corrosion. 2002. Vol. 58, Iss. 2. P. 175–181. DOI: 10.5006/1.3277318
14. Petkova A. P., Gorbatyuk S. M., Sharafutdinova G. R. et al. Selection of materials and technologies for the electrochemical synthesis of sodium ferrate // Metallurgist. 2024. Vol. 68. P. 449–459. DOI: 10.1007/s11015-024-01747-w
15. Брылов И. Ф. Определение скорости коррозии трубных сталей в суспензиях грунтов различного состава // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2011. № 3. С. 108–110.
16. Pryakhin E. I., Azarov V. A. Comparative analysis of the use of epoxy and fluoroplastic polymer compositions as internal smooth coatings of the inner cavity of steel main gas pipelines // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 28. P. 93–98.
17. Киселев В. Г., Рузич Е. Н. Диэлектрические покрытия и их влияние на защиту от коррозии наружной поверхности подземных трубопроводов // Проблемы энергетики. 2018. Т. 20. № 1-2. С. 80–89.
18. Голдобина Л. А., Орлов П. С. Анализ причин коррозионных разрушений подземных трубопроводов и новые решения повышения стойкости стали к коррозии // Записки Горного Института. 2016. Т. 219. № 3. С. 459–464.
19. Прокопчук Н. Р., Сырков А. Г., Клюев А. Ю., Лаптик И. О. Механические свойства эпоксидных покрытий на металле, усиленных наночастицами разной природы // Цветные металлы. 2023. № 8. С. 25–29.
20. Kausar A. Performance of corrosion protective epoxy blend-based nanocomposite coatings: a review // Polymer-Plastics Technology and Materials. 2019. Vol. 59, Iss. 6. P. 658–673. DOI: 10.1080/25740881.2019.1673410
21. Барановская Л. П., Берненко Н. О. Зависимость адгезии покрытия от шероховатости // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. № 13. С. 760–762.
22. Дожделев А. М. и др. Лазерная очистка металлических изделий // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2022. Т. 75. № 12-2. С. 123–125. DOI: 10.24412/2500-1000-2022-12-2-123-125
23. Вейко В. П., Кишалов А. А., Мутин Т. Ю., Смирнов В. Н. Перспективы индустриальных применений лазерной очистки материалов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. Т. 79. № 3. С. 50–54.
24. Song J., Huang H., Wang X. et al. Status and prospects of surface texturing: design, manufacturing and applications // Surface Science and Technology. 2023. Vol. 1, Iss. 21. P. 1–29. DOI: 10.1007/s44251-023-00022-5
25. Amiaga J., Ramos-Velazquez A., Vologzhanina S. Laser oxide reduction duting multipass relief forming on carbon steel surface // Opt Quant Electron. 2023. Vol. 522, Iss. 55. P. 1–15. DOI: 10.1007/s11082-023-04688-x
26. Долгалев С. Г., Долгалева О. А., Черноусова Н. В., Андрианова Г. П. Зависимость уровня внутренних напряжений в эпоксидном покры тии от применяемых адгезионных слоев // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 12. C. 446–451.

27. Старикова Е. Ю., Фейлер Л. А. Защитные фосфатные покрытия металлов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2020. Т. 142. № 6. С. 46–50.
28. Шутова А. Л. и др. Эпоксидные лакокрасочные материалы для трубопроводов тепловых сетей // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, Биотехнология, Геоэкология. 2017. Т. 199. № 2. C. 96–101.
29. Junwei Chang et. al. Corrosion resistance of tannic acid, d-limonene and nano-ZrO2 modified epoxy coatings in acid corrosion environments // Journal of Materials Science & Technology. 2021. Vol. 65. P. 137–150. DOI: 10.1016/j.jmst.2020.03.081
30. Пряхин Е. И., Прибыткова Д. А. Влияние качества подготовки поверхности труб для теплосетей на их коррозионную стойкость при эксплуатации в условиях подземного залегания // Черные металлы. 2023. № 11. С. 97–102.
31. ГОСТ 15140–78. Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии. — Введ. 01.01.1979.
32. ГОСТ 6806–2024. Материалы лакокрасочные. Метод определения эластичности покрытия при изгибе. — Введ. 01.07.2024.
33. ГОСТ 4765–73. Материалы лакокрасочные. Метод определения прочности при ударе. — Введ. 01.07.1974.
34. ГОСТ 8832–76. Материалы лакокрасочные. Методы получения лакокрасочного покрытия для испытания. — Введ. 01.01.1977.
35. ГОСТ 34395–2018. Материалы лакокрасочные. Электроискровой метод контроля сплошности диэлектрических покрытий на токопроводящих основаниях. — Введ. 01.01.2019.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад