Новый технологический процесс нанесения трехслойных антикоррозионных полиэтиленовых покрытий

В течение десяти лет трубы с заводским изоляционным покрытием практически во всех отраслях – нефтегазовой, коммунальной, мелиорации и др. уверенно завоевывают лидирующее положение, вытесняя трассовые способы изоляции трубопроводов любого диаметра и назначения. Этому способствует несколько факторов.
Во-первых, с каждым годом наращивается выпуск труб с антикоррозионным покрытием различного диаметра, как за счет увеличения мощности в результате модернизации существующих линий изоляции (например, Челябинский, Выксунский трубные заводы), так и в результате строительства новых трубоизоляционных баз и линий изоляции: Ижорский трубный завод, ООО «Завод по изоляции труб» г. Тимашевск, ПК ЗАО «ТВЭЛ-Теплоросс» г. Санкт-Петербург, новые линии на Челябинском и Выксунском трубных заводах и др.
Во-вторых, постоянно совершенствуются, как зарубежные, так и отечественные материалы, используемые в производстве труб с антикоррозионным покрытием, что позволяет повышать качество изоляционных покрытий с одновременным упрощением технологического процесса их нанесения.
Ранее сообщалось о появлении на рынке однокомпонентного жидкого праймера на основе эпоксидных и аминовых смол L4098 Primer, разработанного английской фирмой “E.WOOD” и предназначенного для применения вместо использующихся в настоящее время порошковых эпоксидных композиций при производстве трехслойных полиэтилено-вых покрытий. При 20ºС материал L4098 Primer представляет собой высоковязкую субстанцию (78 000 сп.) со временем хранения при нормальной температуре до 2-х лет. Праймер не содержит растворителей и не взрывоопасен.
В таблице 1 приведены основные преимущества эпоксидного жидкого однокомпонентного праймера по сравнению с порошковым:

№№ п/п	Параметры	Жидкий праймер	Порошковый праймер
1.	Толщина слоя	60-80 мкм	150-200 мкм
2.	Температура поверхности трубы при отверждении праймера	170-190ºС	200-250ºС
3.	Обработка очищенной поверхности хроматами	не требуется при температуре эксплуатации изолированной трубы не выше + 50ºС	требуется
4.	Стоимость оборудования для нанесения праймера	менее 30 тыс. $ США	более 400 тыс. $ США
5.	Пожароопасность и взрывоопасность	не пожароопасен и невзрывоопасен	требует специального класса для помещения и мер и оборудования по предотвра-щению пожара и взрыва
6.	Потери при нанесении	минимальны	до 20%
7.	Условия хранения	обычные	Для хранения требуются кондиционируемое помеще-ние, температура не выше +35оС и целостность упаковки.

Очевидные технологические и экономические преимущества жидкого однокомпонентного праймера поставили на повестку дня вопрос всестороннего изучения его защитных свойств в составе различных комбинаций материалов, применяющихся для трехслойных покрытий. С этой целью были проведены испытания образцов, вырезанных из промышленных партий труб, изолированных на ООО «Завод по изоляции труб» г. Тимашевск. Испытывались два типа образцов: на одних жидкий эпоксидный праймер “Primer L4098” наносился на трубу обработанную хроматом, на других – хромат не наносился.

Данные испытаний приведены в следующих таблицах:

Адгезия покрытия

Температура,ºС	Тип образца	Адгезионная прочность, Н/см
		1	2	3	Среднее
20	С хроматом	325	350	375	350 к *
	Без хромата	350	350	325	340 к *
50	С хроматом	250	255	250	250 к *
	Без хромата	250	225	225	235 к *
60	С хроматом	225	215	210	215 к *
	Без хромата	200	205	200	200 к *

Водостойкость адгезии
(с хроматом)

Температура, °С	Адгезия (Н/см) после выдержки в течение (час)
	0	500	1000	1500
60		220 а-к (30:70%) 250 а-к (30:70%) 200 а-к (30:70%)	252 а-к (50:50%) 220 а-к (70:30%) 267 а-к (70:30%)	135 98 200
	325 к		246 а-к (70:30%)	144 а-к (90:10%)
80		200 а-к 150 а-к 250 а-к	182 а 220 а 227 а	255 280 140
	325 к	200 а-к (50:50%)	210 а	225 а-к (20:80%)

Водостойкость адгезии
(без хромата)

Температура, °С	Адгезия (Н/см) после выдержки в течение (час)
	0	500	1000	1500
60		25 а 160 а-к (70:30%) 150 а-к (65:35%)	25 а 58 а 102 а	30 55 5
	340 кh	112 а-к h	62 аh	30 аh
80		200 а-к (15:85%) 210 а-к (15:85%) 210 а-к (15:85%)	277 а-к (40:60%) 262 а-к (30:70%) 255 а-к (50:50%)	230 223 185
	340 к	207 а-к (15:85%)	265 а-к (40:60%)	212 а-к (10:90%)

Стойкость к катодному отслаиванию
(с хроматом)

Условия проведения испытаний			Площадь отслоения, см2
Потенциал, В	Температура, ºС	Длительность, суток
			1	2	3	Ср.
-1,5	60	30	4,5	3,6	2,9	3,7

Стойкость к катодному отслаиванию
(без хромата)

Условия проведения испытаний			Площадь отслоения, см2
Потенциал, В	Температура, ºС	Длительность, суток
			1	2	3	Ср.
-1,5	60	30	19,5	19,5	-	19,5
-1,5	50	30	6	7	6	6,3

Термоциклирование: оба типа ≥ 10 циклов

Из представленных результатов испытаний следует, что при использовании хромата покрытие с жидким эпоксидным праймером L4098 удовлетворяет требованиям ОАО «Газпром» и ОАО АК «Транснефть» к покрытиям нормального типа и могут быть применены для трубопроводов с температурой эксплуатации до плюс 60ºС включительно.
Без обработки хроматом – трубы с покрытиями при использовании жидкого праймера могут быть применены для трубопроводов с температурой эксплуатации до плюс 50?С.
Оборудование и технологические процессы нанесения жидкого праймера, разработанные ЗАО «АНКОРТ», в настоящее время уже внедрены на нескольких заводах, производящих трубы с трехслойным полиэтиленовым покрытием (НПП «Укртрубоизол» г. Днепропетровск, ООО «Линия», г. Тихорецк, з-д «Юкорт», г. Нефтьюганск, ООО «Завод по изоляции труб», г. Тимашевск, Сиф-Изопайп г. Рязань, готовится внедрение на МОЭ «ТЗК» г. Москва, НПО «ЗНОК и ППД» г. Бугульма и др.)
Как показали промышленные испытания, жидкий праймер можно применять по следующей технологии: «теплый» праймер (40-45ºС) подается на распределяющий ролик и растирается по поверхности очищенной трубы, нагретой до 50-55ºС. Далее труба проходит через установку газового или индукционного нагрева, где нагревается до 170-190ºС для отверждения праймера. Далее наносится клеевой слой и слой полиэтилена с раздельной прикаткой каждого.
Принципиальная схема установки УНП-1М, разработанной ЗАО «Анкорт» для нанесения жидкого праймера, представлена на рис. 1.





Установка состоит из фундаментной опоры 1, стойки 2, на которой расположена перемещающаяся гильза 3 с коромыслом 4, имеющим регулируемый вылет стрелы 5. На конце стрелы смонтировано устройство, которое имеет поворотную рамку 6 с установленным на ней вращающимся от привода роликом 7, над которым расположено распределяющее устройство 8 для полива барабана или поверхности трубы праймером. Прижим ролика к изолируемой трубе 9 осуществляется при помощи пневмоцилиндра 10.
Предварительно нагретый в установке термостатирования УТ-1 (отдельная позиция) материал1 подается насосом-дозатором 13 из подогреваемой емкости 12 через подогреваемый трубопровод 14 к распределяющему устройству 8. Материал распределяется вдоль ролика 7. Благодаря разности окружных скоростей ролика и трубы, праймер растирается по ее поверхности ровным слоем 60-80 мкм. Необходимое усилие прижима барабана к трубе обеспечивается пневмоцилиндром 10 с пульта управления 19. В зависимости от диаметра обрабатываемой трубы изменение позиции гильзы 3 на стойке 2 по вертикали осуществляется с помощью цепной тали 16. Фиксация гильзы осуществляется с помощью болтов.
Электрический пульт управления включает в себя металлический электротехнический пылезащищенный бокс, в котором установлен измеритель-регулятор температуры, который управляет системой подогрева всех элементов системы, система частотного управления насосом-дозатором и приводом растирающего ролика, а также автоматические выключатели и магнитный пускатель.
Пневматический пульт управления позволяет подавать и отводить растирающий ролик к трубе и от нее, задавать необходимую величину прижатия ролика к трубе, управлять устройством распределения праймера.
Разработанный процесс и оборудование для его осуществления исключает потери праймера за счет точно регулируемой подачи его насосом-дозатором и системы распределения и растира. При этом расход праймера приближается к теоретическому, составляющему при толщине слоя 50 мкм около 0,2 кг/м2 или 0,12 л/м2, так как вес 1 литра составляет 1,65 кг.
Таким образом, на рынке появился новый продукт, позволяющий снизить производственные затраты в процессе изоляции труб, упростить процесс нанесения трехслойных полиэтиленовых покрытий и это при значительно более низкой стоимости оборудования, необходимого для его нанесения.

По вопросам технологии, оборудования для нанесения и приобретения однокомпонентного жидкого праймера обращаться в ЗАО «Анкорт», Москва, Измайловское ш, д. 28, т. +7(495)366-47-37, +7(495)366-33-45.
E-mail: ankort@ankort.ru



Журнал: Коррозия «Территория нефтегаз», №3(8), ноябрь 2007 год, стр. 38-40.