image

Территория Нефтегаз № 4 2016

Защита от коррозии

»  01.04.2016 10:00 Актуальные направления развития рынка порошковых материалов под требования нефтегазовой отрасли

Окрашивание порошковыми лакокрасочными материалами представляет собой одну из наиболее совершенных современных технологий получения покрытий [1]. В качестве противокоррозионных покрытий трубопроводов заводские эпоксидные покрытия труб, сформированные из порошковых материалов, стали применяться более 40 лет назад. В нашей стране в силу различных причин заводские эпоксидные покрытия труб еще не получили такого широкого применения, как, к примеру, заводские покрытия на основе экструдированного полиэтилена, но тем не менее ситуация постепенно начинает меняться [2]. Эпоксидные системы занимают лидирующее положение благодаря ряду преимуществ: высокой адгезионной прочности, ударной прочности, химической стойкости.

Открыть PDF


С каждым годом требования нефтегазовой отрасли к защитным лакокрасочным покрытиям ужесточаются. Намечаются новые тенденции развития рынка антикоррозионных материалов. Внедрение новых систем эпоксидных покрытий позволит не только расширить номенклатуру возможных покрытий трубопроводов, но и оптимизировать выбор защитных покрытий для тех или иных условий эксплуатации [2].

Рассмотрим перспективные направления развития рынка порошковых материалов более подробно. Износостойкие покрытия применяют для защиты от эрозионного разрушения. Абразивную и гидроабразивную эрозию вызывают мелкие твердые частицы, взвешенные в жидком или газовом потоке. Износ линейно возрастает при увеличении давления; он тем меньше, чем меньше коэффициент трения покрытия. Стандартное решение повышения износостойкости – введение в рецептуру добавок, обеспечивающих гладкость поверхности, как это сделано в серийной эпоксидной порошковой 64-66.png краске 7120 Н. Новое многообещающее направление в создании износостойких покрытий – введение в состав ЛКМ абразивостойких наполнителей, увеличивающее износо- и абразивостойкость покрытий в несколько раз [3]. Данное направление реализовано в создании краски П-ЭП-7230.

Повышенная температура при эксплуатации трубопровода является фактором, ограничивающим использование стандартных порошковых эпоксидных систем. Показатель, характеризующий максимально возможную температуру эксплуатации покрытия, – температура стеклования. Температура стеклования – это температура перехода из высокоэластического в стеклообразное состояние, которое является специфичным для полимеров и характеризуется обратимыми деформациями полимерных звеньев [4]. Если стандартное теплостойкое покрытие, сформированное из краски П-ЭП-7150, имеет температуру стеклования приблизительно
110 °С, то покрытие, сформированное из краски П-ЭП-8180, имеет температуру стеклования 160 °С. Определяется температура стеклования с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), входящей в группу физических и физико-химических методов термического анализа, с помощью которых определяются энергетические изменения в исследуемом веществе. Метод ДСК основан на сравнении тепловых потоков исследуемого образца и образца сравнения [5].

При хранении, транспортировке и монтаже труб полимерные покрытия часто подвергаются механическим воздействиям, приводящим к деформации или разрушению покрытий. Поэтому проблема повышения механической прочности всегда является актуальной. Такие показатели, как прочность при растяжении, ударная прочность, эластичность покрытия, обычно возрастают с ростом степени наполнения, однако это увеличение идет до определенного предела, затем показатели снова падают. Необходимо находить оптимальное соотношение между пигментной частью и связующим, чтобы достичь максимума защитных и механических свойств покрытия [3]. Естественно, изменение 64-66_1.png содержания в составе покрытия пигментов и наполнителей влияет на их оптические свойства [6].

Адгезия – важнейшее свойство лакокрасочных покрытий. От величины и стабильности адгезии зависит долговечность и защитная способность покрытия в условиях эксплуатации. Относительно недавно на рынке появились бесхроматные материалы – это эпоксидные системы с повышенной адгезией, которые позволяют исключить стадию хроматирования при нанесении порошкового ЛКМ на трубу. Следствием повышенной адгезии является обеспечение высокой стойкости к катодному отслаиванию [7]. В настоящий момент разработана эпоксидная система
П-ЭП-7280, которая позволяет получать покрытия с повышенной адгезией, а также наносить покрытия без предварительного хроматирования поверхности.

В последнее время на рынке появился спрос на двухслойные порошковые системы. Нашла свое применение система на основе праймера П-ЭП-0130 и краски П-ЭП-7120. Первый слой двухслойного покрытия обеспечивает адгезию к поверхности трубы, второй – придает необходимые механические свойства без потери адгезии между слоями. Данная система является экономически целесообразной, так как исключает процессы экструзии адгезива и полиэтилена [8].

Перечисленные разработки уже нашли свое применение на рынке. Существуют перспективные направления, которые на данный момент находятся на стадии лабораторных исследований. Эпоксидные покрытия характеризуются низкой стойкостью к атмосферному воздействию, прежде всего к действию солнечной радиации. Последние разработки производителей эпоксидных смол для порошковых красок предлагают основу для создания УФ-стойких эпоксидных систем, что является актуальным для наружной изоляции трубопроводов, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Также существует возможность отказаться от применения фенольных отвердителей, что снижает химическую стойкость покрытия, но делает его более экологически безопасным для применения в трубопроводах питьевого водоснабжения.

Материалы российского производства имеют свои особенности. Основным преимуществом производства порошковых материалов, производимых в России, является тесный контакт с конечным потребителем, что выражается в качественном техническом обслуживании, возможности доработки рецептуры под особенности оборудования потребителя краски. В практических условиях нередко возникает возможность улучшения технологических свойств порошковых красок – сыпучести, способности к электроосаждению, а также регулирования реологических показателей с целью снижения дефектности покрытий.

Ярославский завод порошковых красок проводит работу по созданию новых продуктов для нефтегазовой отрасли [9]. 64-66_2.png64-66_3.png В данный момент предприятие продолжает наращивать темпы производства порошковых систем для окраски труб различных диаметров, как для внутренних, так и для наружных поверхностей. ООО НПП «ЯЗПК» является производством полного цикла: от закупки сырьевых компонентов и разработки рецептур до контроля и фасовки готовой продукции, доставки ее потребителю и осуществления технической поддержки. В 2015 г. на заводе установлена пятая производственная линия фирмы Coperion, что позволило увеличить мощность производства до 6000 т в год, планируется к установке шестая производственная линия.

Научно-техническая лаборатория ООО НПП «ЯЗПК» позволяет получать порошковые материалы на производственных линиях, аналогичных цеховым. 64-66_4.pngВ лаборатории проводятся испытания порошковых материалов, так же как и покрытий, из них сформированных. В том числе возможно проведение климатических испытаний – на стойкость к воздействию солнечного излучения, испытаний на коррозионную стойкость – к соляному туману и др.

В 2015 г. выделена в качестве отдельного структурного подразделения испытательная лаборатория функциональных покрытий, где можно провести испытания как лабораторных образцов, так и вырезок из трубы, образцов-свидетелей. Испытательная лаборатория позволяет проводить полную проверку антикоррозионных систем до того, как материал направляется потребителю на аттестационное нанесение.

В заключение необходимо отметить, что только благодаря потребителям порошковых ЛКМ осуществляется разработка систем, использование которых актуально в настоящий момент. Именно конечный потребитель определяет новые тенденции в разработке порошковых систем под требования нефтегазовой отрасли.



← Назад к списку


im - научные статьи.