Название |
Применение полимерных покрытий для защиты внешней
поверхности труб городского горячего водоснабжения от коррозии |
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). |
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. |