Полимерные клеи, используемые в процессах изоляции газопроводов

Размещено на Allbest.ru

Содержание

полимерный клей

Реферат

Введение

1. Полимерные клеи и адгезивы

1.1 Сополимер этилена и винилацетата

1.2 Полимерный клей на основе полиолефинов

1.3 Адгезионная композиция Т 190, Т 200/U

1.4 Клеи на основе хлорпреновых каучуков

2. Изоляционные материалы

2.1 Битумы, используемые в процессе изоляции газопровода

2.2. Полимерные ленты

2.3 Лакокрасочные покрытия

3. Виды изоляции газопроводов

3.1 Двухслойная изоляция труб весьма усиленного типа

3.2 Трехслойная изоляция труб весьма усиленного типа

Выводы

Список использованной литературы и источников

Реферат

Проведен аналитический обзор современной литературы и патентов по заводской изоляции газопроводов. Показано большое количество клеящих и изоляционных материалов, в том числе и полимерных, а так же большое количество методов их нанесения на поверхность трубопроводов в заводских и трассовых условиях в частности таких, как многослойное покрытие труб, весьма усиленного типа. Это обеспечивает высокую эффективность изоляционного покрытия, водонепроницаемость, адгезия, долговечность, экономичность, механическая прочность. Показано, что этот способ изоляции является самым распространенным и надежным. Основные производители клеев в России: ООО «Полимер Корпорейшн», продукт: РОТОПОЛ EVA 3; в Европе компания LANXESS, продукт: VULKANOX.

Введение

Для того чтобы газопроводы оставались длительное время удобными и производительными, чтобы вероятность возникновения аварий была сведена к минимуму, борьба с такой проблемой газопроводов, как коррозия, должна проводится на высоком техническом уровне. Коррозия газопроводов - это разрушение труб вследствие электрохимического или химического негативного воздействия окружающей среды.

Для того, чтобы избежать химического воздействия на трубы, используют пассивный метод изоляции газопроводов, а именно - изоляция газопроводов полимерными лентами и битумными мастиками.

Существует множество способов изоляции, но основным является метод многослойного покрытия труб, весьма усиленного типа. Оно состоит из нескольких слоев: клеящий слой, лакокрасочный слой или слой из полимерных лент. Клеящий слой обязателен при изоляции, так как уменьшает воздействие кислорода, воды и других портящих материал веществ, также он служит адгезивом при нанесении на трубу полимерной ленты.

1. Полимерные клеи и адгезивы

Клеи - это вещества, обладающие высокой адгезионной способностью, которые используются для соединения между собой материалов различных классов. В состав клея входят адгезивы - вещества, способные соединять материалы путём поверхностного сцепления. Они бывают природными и синтетическими. В производстве клеев на основе природных полимеров используют: вещества животного происхождения - продукты переработки мездры, костей и чешуи (коллаген), крови (альбумин) и молока (казеин) ; растительного происхождения - камеди, смолы, крахмал, декстрин, натуральный каучук и соевый казеин. Клеи на основе природных полимеров применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текстильных материалов и т. д. Эти клеи характеризуются невысокой устойчивостью к действию микроорганизмов и воды. В крупнотоннажном производстве они в значительной мере вытесняются синтетическими клеями.

Для изготовления синтетических клеев используют большинство синтетических полимеров, производимых в промышленном масштабе. Эти клеи гарантируют высокую прочность склеивания различных материалов, обладают устойчивостью к факторам внешнего воздействия и находят широкое применение при склеивании металлов, стекла, керамики, пластмасс, древесины, текстильных, целлюлозных и др. материалов. Скрепляющее действие адгезива основано на создании молекулярных связей между ним и поверхностями соединяемых материалов. Микронеровности, заполняемые адгезивом, увеличивают площадь контакта между прилегающими поверхностями. После того, как адгезив застынет, они склеиваются.

Преимущество склеивания (в отличие от сварки и пайки) заключается в том, что изделие не требуется нагревать до высоких температур. При этом само соединение может обладать эластичностью. Это обеспечивает прочность в условиях термоударов и динамических нагрузок.

Универсальных клеев не существует; сложнее поддаются склеиванию металлы, легче - неметаллы. Поэтому клей, предназначенный для металлов, пригоден и для неметаллов, но значительно реже бывает обратное. Так, эпоксидные клеи применимы для всех материалов, а не модифицированные фенолформальдегидные, кремнийорганические, поливинилацетатные (ПВА) хорошо склеивают только неметаллы.

Химическая промышленность поставляет большое количество клеев, причем их начальное состояние может быть различным:

-жидкость, содержащая летучий растворитель, или без него;

-твердое тело в форме легкоплавких порошков, таблеток, гранул;

-расплав на основе термопластов;

-липкая лента с постоянной липкостью или активируемая растворителями, водой, повышением температуры.

Для изоляции трубопроводов чаще всего используют полимерные адгезивы на основе сополимеров этилена и винилацетата, полихлорпреновых и полиолефиновых соединений. Они применяются в качестве промежуточного клеящего слоя (адгезива) при антикоррозийной защите стальных труб. [7]

1.1 Сополимер этилена и винилацетата

Этилен-винилацетат (ЭВА) является сополимером этилена с винилацетатом, где содержание винилацетата обычно варьируется от 2. 5 до 40%. Представляет собой эластичный каучукообразный материал с высокой степенью кристаллизации. По своим свойствам этилен-винил ацетат напоминает полиэтилен высокого давления (ПВД), однако обладает более высокой прозрачностью и гибкостью, но при этом имеет пониженную твердость по сравнению с ПВД. Винилацетатные звенья произвольно распределяются в макромолекуле сополимера. Содержание винилацетата определяет механические свойства сополимера, а также его тип (эластомер или термопласт). В большинстве случаев используют ЭВА с 10-50% м содержанием винилацетата. При 100% винилацетата получается поливинилацетат. При высоком содержании винилацетата этилен-винилацетат приобретает высокую устойчивость к маслам, растворителям, озону и высокой температуре. Сополимеры с низким содержанием ацетата обладают свойствами, близкими к свойствам полиэтилена низкой плотности. К тому же свойства сополимеров этиленвинилацетата зависят от образования боковых цепочек и молекулярной массы.

Этиленвинилацетат лёгкий и упругий материал, обладающий хорошими амортизирующими свойствами, превосходит полиэтилен по прозрачности и эластичности при низких температурах, обладает повышенной адгезией к различным материалам.

Формула севилена: [-CH2-CH2-]n-[-CH2-CH- ]

|

[OCOCH3]m

Клей, на основе севилена: Полиэтиленовый адгезив РОТОПОЛ EVA 3.

Основным производителем клея является ООО «Полимер Корпорейшн». [9]

Метод производства. Сополимеры этилен-винилацетата получают с помощью полимеризации этилена с винилацетатом в присутствие металлоценовых катализаторов при высоком давлении.

Свойства. Поскольку ЭВА является сополимером этилена и винилацетата, его свойства обуславливаются отношением содержания этих мономерных звеньев в композиции. С увеличением содержания винилацетата уменьшается степень кристалличности ЭВА, увеличивается стойкость к маслам и техническим смазкам. При этом по отношению к ПВД, с которым могут быть сравнимы марки с пониженным содержанием винилацетата (<5), сополимеры этилен-винил ацетата имеют пониженные барьерные свойства по отношению к пару и газам, а также худшую химическую и теплостойкость.

Применение. По причине возможности варьировать содержание этилена и винилацетат в сополимерах ЭВА, они находят свое применение в различных сегментах промышленности и имеют многообразие применений, среди которых основными являются адгезивы и термопластичные клея.

1.2 Полимерный клей на основе полиолефинов

Полимерные адгезивы на основе полиолефинов применяются в качестве клеев-расплавов или покрытий, наносимых в виде расплава на различные поверхности, в частности таких, как металл.

Клей-расплав содержит: диимид ненасыщенной карбоновой кислоты 0, 1-3, 0% мас. ; производные углеводорода общей формулы CnH2n-m Clm, где n >=12, m = 1 - 2 или R1 (CnH2n-1-m Clm) x, где n = 1 - 3; m = 1 - 3; X = 1 - 3; R1 - ароматический углеводород 0, 1-5, 0, минеральный парафиновый углеводород, синтетический полиолефиновый воск, их кислородсодержащие производные или их смеси 0, 05-2, 5 и полиолефин остальное. При необходимости адгезив может содержать целевые добавки 0, 01-10, 00% от массы полиолефина.

Свойства: прочность при растяжении 9, 0-25, 1 МПа, относительное удлинение при разрыве 495-711%, адгезионная прочность 11, 1-15, 8 кг/см.

Низкая адгезия полиолефинов, в частности к металлам общеизвестна. Одним из перспективных способов повышения адгезии полиолефинов является их модификация небольшими количествами реакционно-способных низкомолекулярных добавок, которые при формировании адгезионного соединения, переходя к поверхности раздела фаз, обеспечивают образование химических связей между полимером и подложкой. В качестве таких добавок применяют перекиси, канифоль и нефтяной битум, дикарбоновые кислоты, а также диимиды ненасыщенных дикарбоновых кислот.

В качестве полиолефина адгезив содержит незамещенный или замещенный, или привитой полиолефин, или их смеси, предпочтительно, гомополимеры этилена или пропилена; или сополимер этилена и пропилена; или сополимер этилена и винилацетата; или смесь полиэтилена (или сополимера этилена с пропиленом) и сополимера этилена с винилацетатом; или полиэтилен, полипропилен или сополимер этилена и пропилена с привитой к ним ненасыщенной кислотой или ангидридом ненасыщенной кислоты.

В качестве диимида адгезив содержит диимид ненасыщенной кислоты общей формулы:

В качестве минерального парафинового углеводорода полимерный адгезив содержит минеральные парафиновые углеводороды с температурой каплепадения 42-100оС, в качестве синтетического полиолефинового воска адгезив содержит полиэтиленовые, полипропиленовые воска, в качестве кислородсодержащих производных адгезив содержит стеариновую, пальмитиновую или олеиновую кислоты, или их амиды, или окисленный полиэтиленовый воск. [4]

При необходимости в состав адгезива могут быть введены целевые добавки: стабилизаторы, пигменты, красители, смазки в количестве 0, 01-10, 00% от массы полиолефина. Полимерный адгезив готовят методом смешения всех компонентов с последующими экструзией и грануляцией.

Режим прессования: продолжительность предварительного прогрева до 200оС 10 мин, прогрев под давлением 30 кгс/см2 при 200оС 5 мин, охлаждение до 40-50оС 20-30 минут. Измерение адгезии проводят путем отслаивания армированного адгезива от подложки под углом 180о при 20-25оС по ГОСТ 411-77.

Основные марки клеев: VULKANOX® HS/LG.

Основным производителем является предприятие LANXESS. [6]

1.3 Адгезионная композиция Т 190, Т 200/U

Адгезионная композиция применяется для двух- и трехслойной изоляции усиленного типа стальных труб, а также для ремонта изоляции труб и сварных стыков трубопроводов. Особенности: высокая адгезия к стали и полиэтилену, водостойкость и щелочестойкость адгезионных связей, стойкость к термоциклическим воздействиям.

Адгезионная композиция имеет модификации «200/U» и «190» «90». Отличаются по температуре переработки 200°, 190° и 90° С соответственно. Буква U (Universal-универсальный) обозначает возможность применения адгезива как в двухслойных, так и трехслойных системах изоляции с применением эпоксидного праймера.

Рецептурный состав всех модификаций: 80-94% - сополимер этилена и винилацетата (ЭВА) с различной температурой плавления 200°, 190° и 90°С в зависимости от марки адгезива; 4-7% - слюда; 1-2% органические модификаторы, стабилизаторы и полиэтиленовые воски которые придают специфичные свойства, не характерные для первичных сополимеров этилена и винилацетата.

Свойства адгезива ADHESIVET190: плотность 0, 96-0, 97 г/см3; прочность при разрыве 8 МПа; относительное удлинение: 500%; адгезия к стали при 230C/600C: 120 Н/см, 50 Н/см.

Свойства адгезива ADHESIVET200/U: плотность 0, 96-0, 98 г/см3; прочность при разрыве 12 МПа; относительное удлинение: 500%; адгезия к стали при 230C/600C: 150 Н/см, 70 Н/см. Как видим, адгезив ADHESIVET200/U обладает большей прочностью при разрыве и большей адгезией к стали при одинаковых температурных условиях. [8]

1.4 Клеи на основе хлорпреновых каучуков

В настоящее время наиболее широкое применение в промышленности получили клеи холодного отверждения, изготовленные на основе хлоропреновых каучуков, и клеевые композиции из хлоропреновых каучуков, синтетических смол и других материалов. Эти клеи являются более универсальными и применяются не только для крепления вулканизованных резин к металлам и друг к другу, но и к очень многим материалам.

Клеи на основе хлоропреновых каучуков приготавливают, в большинстве случаев, на основе каучуков с высокой скоростью кристаллизации и со средней скоростью кристаллизации или их сочетаний. Скорости кристаллизации каучуков сильно влияют на свойства клеев - с ростом скорости кристаллизации увеличиваются скорости отвердевания клея и теплостойкости клеевых соединений, снижается время открытой выдержки после нанесения клея.

Для увеличения адгезионной прочности клеев и повышения технологических свойств, хлоропреновые каучуки модифицируют кумароноинденовыми, алкилфенолоформальдегидными, терпенофенольными олигомерами, натуральным каучуком, канифолью или ее производными.

Как растворители для клеев на основе хлоропреновых каучуков, как правило, применяют смеси, тройные смеси, содержащие нефрас, нефраса с этилацетатом, этилацетат и толуол, или тройные смеси, в которых вместо толуола применяют метилэтилкетон. [1]

Как пластификаторов используются сложные эфиры ароматических карбоновых кислот и др. Вулканизующий агент для этих клеев - это оксиды магния и цинка и их комбинации с аминосодержащими соединениями или тиомочевиной. Для самовулканизующихся клеев вулканизующими агентами являются эпоксидные олигомеры, полиизоцианаты.

Стабилизаторы таких клеев: альтакс, полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт, салицилаты, замещенные бензофеноны и др.

Приклеивание производят при комнатных температурах. Клеи имеют хорошую адгезию к резине на основе полярных каучуков, резинотканевым материалам, кожам, дереву, пластмассе, тканям, бумаге, керамике. Имеют высокие конфекционные свойства, превосходящие аналогичные свойства клеев на базе HK.

Прочности клеевых соединений на расслоение составляет 1-1, 4 кН/м; при этом разрушение проходит по резине. Интервалы рабочих клеевых соединений от -50 до 70 0C (для самовулканизующихся клеев) и до 100-1500C (для клеев, вулканизующихся при высоких температурах). Клеевые соединения водо- и атмосферостойкие, ограниченно стойкие в минеральных маслах и жидких топливах. [2]

2. Изоляционные материалы

Изоляционные материалы для защиты газонефтепроводов можно подразделить на следующие: полимерные, битумные, лакокрасочные, стеклоэмалевые и др. Покрытия на основе этих материалов называются соответственно полимерными, битумными и т. д.

Изоляционное покрытие, как правило, многослойное и может состоять из слоев различных материалов (например, битумно-резиновые) или слоев одного материала (например, покрытие из полимерных лент, порошков или стеклоэмали, не считая грунтовки или адгезива). Тип и общая толщина изоляционного покрытия зависят от коррозионной активности грунта, характеризующегося определенным значением его электросопротивления, а также от назначения трубопроводов, наличия блуждающих токов и других местных условий. Применяют нормальный и усиленный тип изоляционных покрытий. Усиленный тип изоляционного покрытия используют всегда при прокладке трубопроводов диаметром 1020 мм и более в солончаковых и поливных почвах, на подводных переходах и поймах рек, на переходах через железные и автомобильные дороги и в других осложненных условиях прокладки.

Выбор материала для изоляционного покрытия определяется комплексом предъявляемых к нему требований. Требования к изолятору для газовых труб:

- в первую очередь изолятор для газопровода должен иметь возможность равномерного, монолитного монтажа на трубу;

- также очень важно, чтобы изоляционный материал для трубопровода обладал низким коэффициентом водопоглощения и в целом высокими гидроизоляционными свойствами;

- изоляционный материал должен предохранять трубу от воздействия ультрафиолетового излучения, так как ультрафиолетовые лучи являются разрушающим фактором;

- также качественный защитный материал должен отличаться высокой резистентностью к коррозийным воздействиям и воздействию любых других агрессивных химических соединений;

- изолятор должен быть довольно прочным, в целях защиты газопровода от механических воздействий; покрытие не должно иметь никаких повреждений (трещины, сколы и т. д.).

2.1 Битумы, используемые в процессе изоляции газопровода

Битум используют в качестве первичного слоя изоляции газопровода для того, чтобы улучшить изоляционные свойства, увеличить теплостойкость и прочность материала. Битум - это остаточные продукты переработки нефти, представляющие собой твердую, плавкую или вязкожидкую смесь углеводородов и их производных. Компонентами грунтового состава битумов служат минеральные масла, смолы и асфальтены.

На основе битумов изготавливают битумные мастики. Они представляют собой смесь битума с наполнителями и пластификаторами и бывают 3-х типов: битумно-минеральные, битумно-резиновые и битумно-полимерные.

Широкое применение имеют битумно-минеральные мастики. В качестве наполнителей данных мастик используют доломитизированный известняк, асфальтовый известняк или доломит, а в качестве пластификатора - зеленое масло. Мастики приготовляют следующим образом. Битумный котёл загружают кусками битума и нагревают до 150оС. Затем при перемешивании добавляют наполнитель и повышают температуру до 180оС. Мастика готова.

Битумно-резиновые мастики должны удовлетворять требованиям ГОСТ 15836-76 и иметь более высокие технические свойства, чем битумно-минеральные. В качестве наполнителей в них используют резиновую крошку, получаемую дроблением старой амортизированной резины. Пластификаторами могут служить кроме зеленого масла, веретенное и трансформаторное, полидиен.

Для противокоррозионных покрытий трубопроводов широко используются битумно-резиновые мастики заводского изготовления типа МБР. (МБР-65, 75, 90, 100). Мастику МБР-90 используют в летнее время, МБР-100 в летнее время в южных районах, МБР-65, 75 - в зимнее время.

Из битумно-полимерных мастик наибольшее распространение получили битумно-полидиеновая (битудиен), битумно-полиэтиленовая, (битулен), битумно-полидиено-полипропиленовая (БПП). При выполнении изоляционных работ при температурах до - 15 оС применяется зеленое масло, при t до - 25оС - полидиен или низкомолекулярный полиизобутилен марок П-8 и П-20 или 5% раствор полиизобутилена, П-200 в зеленом масле. Мастики битудиен-3 (tраз - 70 оС) и битулен - 80 используются в зимнее время, а мастики битудиен-Л и битудиен-90 в летнее.

Битумно-полиэтиленовую мастику (битулен) приготовляют с добавкой к битуму порошкообразного нестабилизированного полиэтилена высокой плотности в количестве 5%. Мастики приготовляют в полевых и заводских условиях термомеханическим способом путем смешения полиэтилена высокой плотности при t = 140оС. [3]

По сравнению с битумно-резиновыми мастиками битулены имеют большую вязкость и устойчивость, меньше деформируются под действием сжимающих напряжений, меньше растворяются в ароматических углеводородах.

Битумную грунтовку (праймер), представляющую собой раствор битума в бензине, наносят на поверхность труб для улучшения прилипаемости изоляционных мастик с металлической поверхностью трубопровода. Для приготовления грунтовки применяется битум марок БНН-1У-3, или БН-1У, который подогревают до температуры 100оС и тонкой струей вливают в бензин с перемешиванием.

Для усиления изоляции применяются армирующие обертки из бризола, гидроизола или стекловолокнистого материала. Бризол приготовляют на основе битума и дробленной старой вулканизированной резины с добавлением асбеста и пластификаторов. Бывает 3-х марок: БР-С (средней термостойкости) для работ при температуре воздуха - 5 +30оС; БР-М (морозостойкий) для работ при температуре воздуха - 10 +20оС без подогрева, а при температуре воздуха - 10 - 25оС с подогревом; БР-Т (термостойкий), применяемый в южных районах при t воздуха 5 45оС. Кроме того, применяется бризол БР-П с повышенным сопротивлением разрыву.

Недостатки бризола: слипаемость при 30оС, хрупкость при отрицательных температурах ниже - 15оС (без подогрева), недостаточно высокая водостойкость и прочность.

Гидроизол - беспокровный материал, изготовленный пропиткой асбестовой бумаги нефтяными битумами. Из-за высокой водонасыщаемости его полностью вытеснил бризол.

Стеклохолст - стекловолокнистый рулонный материал, состоящий из штапельных стеклянных волокон, скрепленных синтетическим связующим. В качестве связующего используют поливинилацетатную эмульсию, мочевиноформадегильную смолу. Стеклохолст обладает хорошими диэлектрическими свойствами, малой гигроскопичностью и высокой химической стойкостью. Его применяют при температурах воздуха от - 30оС до 30 оС. Обладает высокой прочностью и меньшей стоимостью по сравнению с бризолом.

Изоляционные покрытия на трубы наносятся в заводских условиях. Для изоляции газопроводов применяют поливинилхлоридные и полиэтиленовые пленки, покрытые с одной стороны слоем клея. Защита пленок от механических повреждений обеспечивается наложением оберток из бризола, пленочного материала ПДБ (полимерно-дегтевобитумный материал, состоящий из битума, полиэтилена высокого давления, полиэтилена низкого давления, полизобутилена, газогенераторной смолы.

Из пластифицированного поливинилхлорида используются следующие изоляционные ленты: в осенне-летний период - ПИЛ и ПВХ - СЛ, - 20оС, в зимнее время - ЛМЛ (морозостойкая - 60оС) ; для изоляции горячих участков газопровода в условиях жаркого климата - теплостойкие ленты ЛТЛ. Данные ленты обладают высокими антикоррозионными свойствами, химической стойкостью к растворителям, влагоустойчивы.

Применяют также полимерные композиции, наносимые на трубы в порошкообразном или жидком виде, обладающие высокой химической стойкостью. Наносят их на трубы методом горячего напыления в виде сплошного покрытия требуемой толщины. Применяется напыление порошка полиэтилена высокой плотности.

Перспективным методом является индустриальный способ нанесения полимерных покрытий на трубы в заводских условиях из порошков полимеров в псевдосжиженном состоянии на основе электронной технологии. Толщина покрытия 1 мм - время нанесения 35-60с. К порошкообразному полиэтилену добавляется стабилизатор (тилкофен), антистаритель (сажа), наполнитель (окись хрома).

Широкое применение получили порошкообразные эпоксидные полиэфирные, виниловые, фенольные и др. смолы в сочетании с антикоррозионными добавками. Такие покрытия толщиной 0, 15-0, 25 мм наносят на нагретую поверхность труб методом электростатического напыления.

Используются и жидкие полимерные композиции на основе эпоксидных и фурановых смол, модифицированных каменноугольными, полиэфирными, полиамидными смолами. Наиболее распространены 2 вида полимерных композиций: эпоксидно-каменноугольная (ЭКК) и фурило-каменноугольная (ФКК). Данные покрытия имеют высокую адгезию к металлу, химическую стойкость, термо - и морозостойкость, технологичность. Их толщина 0, 5-1 мм при наружной изоляции и 0, 3 мм - при внутренней изоляции труб.

2.2 Полимерные ленты

Полимерные материалы - основные и перспективные для изоляции трубопроводов. В сравнении с другими материалами они имеют много преимуществ: лучшей водостойкостью, большим электросопротивлением и сроком эксплуатации, удобством и экономичностью использования. Полимерные материалы применяют в виде полимерных лент в базовых или трассовых условиях или в виде полимерных композиций, наносимых на поверхность труб в порошкообразном или жидком виде в заводских или базовых условиях. Наиболее перспективны заводские покрытия, обеспечивающие высокие эксплуатационные свойства.

Полимерные ленты предназначены для изоляции наземных и подземных трубопроводов диаметром не выше 1420 мм. Они подразделяются на две группы: основные функции защитного покрытия исполняет полимерная пленка, а клей требуется для приклеивания этой пленки к трубе; защитной изоляцией является клей, а пленка играет роль подложки и обертки. Имеются также ленты, в которых изоляционными свойствами обладают оба элемента - и полимерная пленка, и клей. Поверх полимерных лент используют защитные от механических повреждений обертки. Применение полимерных лент упрощает технологию изоляционных работ на базе или трассе, повышает производительность труда по сравнению с использованием битумного покрытия.

Полимерные ленты применяют с битумно-полимерными, полимерные и даже простыми битумными грунтовками. На поверхность труб грунтовку наносят распылением или специальными очистными или комбинированными с изоляционными машинами.

Для изоляции трубопроводов изготовляют липкие ленты из поливинилхлорида, пластифицированного специальными добавками, сообщающими ему необходимую эластичность и пластичность. Кроме того, к поливинилхлориду добавляют стабилизаторы, повышающие его стабильность в атмосферных условиях, а также пигменты для его окраски в коричневый или голубой цвет. Некоторые ленты изготовляют с клеевым слоем из бутил-каучуковой композиции. Эти ленты влагоустойчивы, характеризуются высокими диэлектрическими и защитными свойствами, хорошо противостоят различным растворителям.

Также широко известны изоляционные ленты из полиэтилена. Такая лента обладает высоким электрическим сопротивлением, лучшей прилипаемостью, меньшим водопоглощением, высокой химической стойкостью, в частности к минеральным кислотам и щелочам, и сохраняет механическую прочность в более широком интервале температур, чем поливинилхлоридные ленты. Полиэтиленовую ленту можно наносить на трубопроводы при отрицательных температурах, вплоть до -40 °С. Производят также дублированные полиэтиленовые ленты, обладающие более высокой прочностью и морозостойкостью, а также стабильностью характеристик в широком интервале температур. Их изготавливают валково-каландровым способом. Для защиты покрытий из полимерных лент от механических повреждений применяют всевозможные рулонные обертки.

2.3 Лакокрасочные материалы

Применяются для защиты трубопроводов от коррозии. Обладают способностью после нанесения на поверхность изделия образовывать прочную эластичную пленку. В состав лакокрасочных материалов входят: пленкообразующее вещество, наполнитель, пигмент, растворитель. В качестве пленкобразующих веществ используются высыхающие масла, синтетические и натуральные каучуки и смолы, клеи, белки, олифы и лаки (растворы природных высокомолекулярных и синтетических полимерных веществ в легколетучем растворителе).

Лакокрасочные материалы применяют в виде грунтовок, покровных эмалей и лаков, наносимых на наружную и внутреннюю поверхности трубопроводов.

Для покрытия наружной поверхности труб используют грунтовки на основе фенолформальдегидной смолы, с растворителем - сольвент каменноугольный (грунтовки марок ФЛ-103к, ФЛ-013), сополимера хлорвинила и винилиденхлорида с растворителем Р-4 (грунтовки марок ХС-010), поливинилбутиралевой смолы (грунтовка ВЛ-08). Покровные лаки и эмали изготовляют на основе перхлорвиниловой смолы (эмали ПХВ-714, ПХВ-715, лак ХСЛ), пентафталевой смолы с растворителем Р-4.

Для защиты газопроводов от коррозии также применяют лак этиноль, являющийся полупродуктом производства синтетического каучука. Это - маслянистая жидкость коричневого цвета. На его основе приготовляют эмали.

В настоящее время широко применяются защитные лакокрасочные покрытия, наносимые на внутреннюю поверхность трубопроводов. При этом уменьшается шероховатость поверхности труб и их гидравлическое сопротивление, что приводит к увеличению пропускной способности труб на 10%. Для данной цели используют бакелитовый лак марки А в сочетании с алюминиевой пудрой и растворителем, а также грунтовки и эмали на основе синтетических смол: перхлорвиниловой, поливинилбутиралевой, эпоксидной. Широко используются покрытия на основе эпоксидных смол (ЭД-5 и ЭД-6) и эпоксидных лаков (Э-4100 и Э-4001), обладающих высокой адгезией к металлу, термо-и химической стойкостью. [10]

3. Виды изоляции газопроводов

3.1 Двухслойная изоляция труб весьма усиленного типа

Этот вид антикоррозийного покрытия - ВУС 2 изоляция c экструдированным полиэтиленом применяется на участках прокладки трубопроводов которые проходят через зоны повышенной коррозийной опасности (заболоченные, орошаемые и т. д.), а так же на всех трубопроводах с Ду = 820мм и выше.

Этот вид антикоррозийного покрытия, как и другие виды усиленной изоляции, состоит из полимерной композиции, которая плавиться при нагревании и обеспечивает адгезию следующего слоя из экструдированного полиэтилена. Перед тем, как наносить покрытие, трубы проверяются на наличие дефектов (наплавления, шлак, раковины, вмятины). Все дефекты удаляются, а в случае не возможности удаления труба бракуется. Так же трубы очищаются от жировых загрязнений и пыли в соответствии. Работы по нанесению весьма усиленной изоляции производятся при температуре и влажности воздуха допустимых техническими требованиями, в заводских условиях. Изоляция стыков труб и деталей трубопроводов допускается производить в трассовых условиях после сборки трубопровода. Атак же производить ремонт повреждений возникших в результате транспортировки или разгрузочных работ, но если поврежденные участки изоляции составляют не более десяти процентов.

Плюсы ВУС изоляции: 1) Покрытие имеет большой срок службы. 2) Имеет хорошую адгезию. 3) Одним из главных преимуществ этой изоляции является долговечность.

Процесс нанесения изоляции:

В первую очередь необходимо подготовить поверхность. Труба предварительно нагревается и очищается путём дробемётной очистки. Это специальный дробемётный аппарат, через который они должны пройти. Дробомётная обработка нужна для удаления ржавчины и окисли. После окончания работы получается шероховатая поверхность.

Очистив от остатков дроби, она отправляется на контроль качества обеспыливания и контроль шероховатости поверхности. Обеспыливание проверяется при помощи липкой ленты и сверяется с эталоном.

Если на ней останется пыль, то это ухудшит её устойчивость к коррозии. При помощи специального измерителя проводится контроль шероховатости. Этот показатель тоже влияет на адгезию.

Следующим пунктом идёт нанесение материалов, которые составляют антикоррозийную весьма усиленную изоляцию. Предварительно нагретый газом трубопровод отправляется на бихроматную обработку. Бихроматная обработку это удаление хромового сплава с поверхности. И проходит метод бесконтактного (индукционного) нагрева до 200 градусов. Теперь труба готова к нанесению эпоксидного праймера, если изоляция трёхслойная. Если изоляция двухслойная грунтовка праймером не требуется.

Далее, наносится слой адгезива, в большинстве используется сэвилен. Почти сразу на обработанную поверхность наносится слой изоляционного покрытия.

Следующим пунктом является охлаждение и сушка. После этого концы трубы очищаются от изоляции примерно на 15 см, требуется для монтажа стыков.

Последний пункт зачистка фаски и измерение толщины покрытия, специальным прибором. На очищенных от фаски участках проверяется угол скоса покрытия. [5]

Многие годы битумно-мастичное покрытие являлось единственным типом защитного покрытия трубопроводов. Основная цель битумно-мастичного покрытия антикоррозийная защита трубопроводов, имеющих разные диаметры и применяемых при нормальных эксплуатационных температурах. Структура многослойная, имеющая несколько слоёв битумной мастики. В заводских условиях покрытие наносится на внешнюю поверхность стальной трубы. Изоляция трубопроводов соответствует нормам и требованиям ГОСТ 5116498.

3.2 Трехслойная изоляция труб ВУС

Этот вид антикоррозийного покрытия ВУС 3 - изоляция с экструдированным полиэтиленом применяется на участках прокладки трубопроводов которые проходят через зоны повышенной коррозийной опасности (заболоченные, орошаемые т. д.), а так же трёхслойную изоляцию применяют при прокладке магистральных газо- и нефтепроводах. Толщина покрытия увеличивается за счёт дополнительного внешнего слоя полиэтилена.

Этот вид антикоррозийного покрытия, как и другие виды усиленной изоляции, состоит из полимерной композиции, которая плавиться при нагревании и обеспечивает адгезию следующего слоя из экструдированного полиэтилена. Основной особенностью трёхслойного покрытие является, то что перед нанесением остальных слоев изоляции наноситься слой эпоксидного праймера. За счёт этого и обеспечивается более высокие показатели адгезии и устойчивости к катодному отслаиванию.

Перед тем, как наносить покрытие, трубы проверяются на наличие дефектов (наплавления, шлак, раковины, вмятины). Все дефекты удаляются, а в случае не возможности удаления труба бракуется. Так же трубы очищаются от жировых загрязнений и пыли. Работы по нанесению весьма усиленной изоляции производятся при температуре и влажности воздуха допустимых техническими требованиями, в заводских условиях. Изоляцию стыков труб и деталей трубопроводов допускается производить в трассовых условиях после сборки трубопровода. А также производить ремонт повреждений возникших в результате транспортировки или разгрузочных работ, но если поврежденные участки изоляции составляют не более десяти процентов. [5]

Выводы

1. Проведен аналитический обзор современной литературы по теме «Полимерные клеи, используемые в процессе изоляции газопроводов».

2. Показано, что клеи на основе сополимера этилена и винил ацетата, полиолифинов и хлорпреновых каучуков обладают такими достоинствами, как: хорошая адгезия как к металлу, так и к полимеру; совместимость к наполнителям; работа при низкой температуре, что облегчает работу в трассовых условиях; увеличенное время пребывания клея в открытом состоянии; хорошая растворимость в растворителях. Так же благодаря клеям увеличивается срок службы трубопроводов, что приводит к существенному снижению затрат на их эксплуатацию.

3. В России основными производителями клеев марки РОТОПОЛ EVA 3 являются ООО «Полимер Корпорейшн», а в Европе - LANXESS.

Список использованной литературы

1. Синеокова О. А., Хамидулова З. С. Адгезив термического отверждения для склеивания необработанного алюминия / Под ред. П. П. Иванцова. 2015. С. 48-57.

2. Логинова С. Е., Аверченкр Е. Б. Полиуретановые клеи герметики на основе хлорпреновых каучуков / 2015. № 8. С. 2-7.

3. Страчков К. М., Светенко А. В., Решетов В. А. Способ получения гранулированного адгезива-расплава на основе битума / 2008. C. 23-29.

4. Орлов Г. И., Сытова И. М., Водяницкий С. Я. Высокотемпературный адгезив для соединения конструкционных материалов / 2003. С. 155-171.

5. Технология полимерных материалов. Исследование адгезива в трехслойном полимерном покрытии труб большого диаметра / 2006. С. 98-105.

6. Полимерный адгезив VULKANOX / http: //www. findpatent. ru/patent/205/2054023. html

7. Адгезив для применения в качестве исходного материала для клеевого слоя при нанесении антикоррозионного полиэтиленового покрытия на внешнюю поверхность стальных трубопроводов / http: //www. np-tech. ru/adhesives-a. html

8. Адгезионная композиция Т 190, Т 200/U / http: //tri-polimer. ru/index. php/ru/antikorrozionnaya-izolyatsiya-trub/adhesive-detail

Размещено на Allbest.ru