книги / Материалы для сооружения газонефтепроводов и хранилищ

Краску ХС-717 приготовляют за 0,5-1 ч до ее нанесения пневматическим распылением или кистью. Для получения необходимой рабочей вязкости ее разводят растворителем Р-4.

Общая толщина покрытия составляет 100-120мкм. При нанесении

выдерживают при температуре 18—23 °С в течение 5—7 сут. Краска стойка к воздействию нефтепродуктов, бензола, этилового спирта, холодной и горячей воды, водяного пара.

Покрытие на основе краски ХС-720 состоит из одного слоя фосфатирующей (ВЛ-02, ВЛ-08 или ВЛ-023) или акриловой (АК-070) грунтовки и трех слоев краски 720. Краска ХС-720 —алюминиевая. Она представля­ ет собой суспензию алюминиевой пудры ПАЗ-З или ПАК-4 в лаке ХС720. Лак и пудру смешивают перед нанесением.

После нанесения слой грунтовки ВЛ-02, ВЛ-08 или ВЛ-023 сушат при температуре 15—2 0 °С в течение 15—30 мин, а слой грунтовки АК-07 —в течение 1 ч. Сушку каждого слоя краски осуществляют при температуре 15—20 °С в течение 1 ч. Общая толщина покрытия составляет 80— 120 мкм. После нанесения покрытие выдерживают в течение 5—7 сут при температуре 15—20 °С. Покрытие стойко к нефтепродуктам.

Покрытия на основе эпоксидных смол изготовляют из эмалей ЭП-56, лака ЭП-741, красок эмалевых ЭП-755, эмалей ФЛ-777, а также смол ЭД-20 и ЭД-16, шпатлевки ЭП-00-10 и эмали ЭП-140.

Покрытие на основе эмали ЭП-56 состоит из одного слоя фосфатирующей грунтовки ВЛ-08 и трех слоев эпоксидной эмали ЭП-56, которую при­

готовляют на основе лака ЭП-55, представляющего собой раствор смолы Э-41 в смеси бутилацетата, ацетона и ксилола. В эмаль вводя? отвердитель перед нанесением. Грунтовку и эмаль наносят пневматическим рас­ пылителем. После нанесения грунтовку сушат при температуре 15-20 °С в течение 15—30 мин, а каждый слой эмали —в течение 24 ч. Затем покры­ тие выдерживают при температуре 15—20 °С в течение 5—7 сут. Общая толщина покрытия составляет 80—90 мкм. Покрытие стойко к воздейст­ вию нефтепродуктов при температуре -5 0 -5 0 °С

разбавителя Р-40 и красителя. Отвердитель и разбавитель вводят непо­ средственно перед нанесением. Сначала наносят краскораспылителем смесь одного состава. Затем последовательно наносят второй и третий со­ ставы. После сушки каждого слоя при температуре 18—23 °С в течение 3 сут наносят слой лака ЭП-741 и сушат его в течение 7 сут. Общая толщи­ на четырхслойного покрытия составляет 150-200 мкм. Покрытие стойко

291

к воздействию различных нефтепродуктов при температуре от - 5 0 -

100°С.

Покрытие на основе эпоксидно-этанолевых красок состоит из одного

слоя фосфатирующей грунтовки ВЛ-02, ВЛ-08 или ВЛ-023 и трех слоев краски ЭП-755. Краска имеет различные цвета. Она представляет собой суспензию пигментов и наполнителей в эмульсии эпоксидной смолы ЭД20, ЭД-16 или Э-40 и этинолевого лака с добавкой эмульгатора, пластифи­ катора и других веществ. Краски поставляют в комплекте с отвердителем, который вводят перед нанесением на защищаемую поверхность.

При нанесении каждый слой краски сушат при температуре 1520 °С в течение 36 ч. Общая толщина покрытия составляет 80—120 мкм. После нанесения покрытие выдерживают при температуре 15-20 °С в течение 5-7 сут.

Покрытие на основе эпоксидной эмали состоит из трех слоев эмали ФЛ-777, представляющей собой суспензию пигмента и наполнителя в эпоксидно-бакелитовой композиции смол и смеси растворителей. По­ ставляют ее в виде трех компонентов: полуфабрикат эмали ФБ-777, бакелитовый лак и алюминиевая пудра ПАП-2, которые смешивают перед употреблением. Третий слой эмали наносят без алюминиевой пудры. Каждый слой эмали сушат при температуре 15-20 °С в течение 24 ч или при температуре 60 °С в течение 2 ч. После нанесения покрытие вы­ держивают при температуре 18—23 °С в течение 7—10 сут. Общая толщи­ на покрытия составляет 100-120 мкм.

На основе смол ЭД-20 и Э-16 известно большое количество компози­ ций эпоксидных покрытий в зависимости от назначения. Например, при­ меняют для внутренней поверхности вертикальных и горизонтальных ре­

250 мкм. Недостаток составов этого покрытия —токсичность из-за полиэтиленполиамина.

Предложены составы композиций на основе эпоксидных смол ЭД20 и ЭД-16 с добавлением трикрезилфосфата и гексаметилендиамина или полиэтиленполиамина, а также растворителей и алюминиевой пудры. Эти покрытия наносят толщиной 300—350 мкм. Они предназначены для внутренней поверхности резервуаров, труб и трубопроводов.

Покрытие на основе эпоксидной шпатлевки ЭП-00-10 состоит из трех слоев. В состав шпатлевки входят два компонента: полуфабрикат в виде дисперсии талька и редоксайда в растворе эпоксидной смолы Э-40 с добав­ кой дибутилфталата и отвердитель № 1. При нанесении каждый слой шпат­ левки сушат при температуре 15—20 °С в течение 24 ч. После нанесения покрытие выдерживают при температуре 18—23 °С в течение 7—10 сут. Общая толщина покрытия составляет 80-100 мкм. Такое покрытие стой­ ко к нефтепродуктам и нефти при температуре —50-100 °С.

292

Покрытие на основе эмали Э11-140 наносят в три-четыре слоя без грунтовки или по двум слоям грунтовки ЭП-076 (ЭП-090) с тремя слоя­ ми эмали. Эмаль ЭП-140 —суспензия пигментов и наполнителей в раст­ воре эпоксидной и низкомолекулярной полиамидной смолы. Ее постав­ ляют в виде двух компонентов: окрашенной пасты ЭП-140Т и отвердителя № 2 или № 4 для алюминиевой эмали. Смешивают эти компоненты при применении.

Грунтовку также поставляют в виде двух компонентов, как и эмаль и смешивают их при нанесении. Каждый слой грунтовки и эмали сушат при температуре 15—20 °С в течение 6 ч, а затем выдерживают изделие при температуре 18—23 °С в течение 10—12 сут.

Общая толщина покрытия составляет 80—100 мкм. Оно стойко к неф­ тепродуктам и нефти.

Покрытия на основе эпоксифурановых смол. Смолы типа ФАЭД — термореактивные смолы горячего отверждения. Возможно их холодное отверждение при температуре 18—20 °С в присутствии щелочных катали­ заторов.

Композиции для покрытий приготавливают из смеси смол типа ФАЭД (ФАЭД-8 и ФАЭД-10) с ацетоном (при интенсивном перемешива­ нии) , с добавлением затем алюминиевой пудры (для окраски внутренней поверхности резервуара) или портландцемента (для окраски сварных швов резервуара). Перед применением вводят отвердитель (полиэтиленполиамин) . Композиции наносят в два слоя, сушат при температуре 15—20 °С в течение 24—48 ч до ’’отлипа”, а затем покрытие выдерживают при температуре 15-20 °С в течение 20—30 сут. Общая толщина покрытия внутренней поверхности крыши, перекрытий, корпуса и днища резервуа­ ра составляет 100-150 мкм и сварных швов —200—300 мкм. Покрытие

стойко к нефтепродуктам. Недостаток композиции - их малая жизнеспо­

ВН-780 и ВН-78 отверждаются даже при отрицательных температурах (до —20 °С) и обладают .высокой стойкостью к действию нефтепродук­ тов, кислот, щелочей.

Лак этиноль — раствор полимера дивинилацетилена; этинолевая эмаль ВН-780 представляет собой дисперсию железного сурика в лаке этиноль, а эмаль ВН-78 — алюминиевой пудры в лаке этиноль. Этинолевое покрытие наносят из трех слоев эмали ВН-780, двух слоев алюми­ ниевой эмали ВН-78 и одного слоя лака этиноль. Общая толщина покры­ тия составляет 150-200 мкм.

Перед нанесением эмали и лак разводят растворителем. Отвержде­ ние покрытия происходит при температуре не ниже -20 °С. Второй и все последующие слои наносят при небольшом ’’отлипе”, но не позже чем через 18 ч летом и 48 ч зимой. После окончательного нанесения по­

293

крытие выдерживают в течение 3—5 сут летом и 10-15 сут зимой. По­ крытие обладает склонностью к старению, оно становится хрупким под влиянием света.

Для рассмотренных покрытий применяют различные виды подго­ товки защищаемой поверхности: механический способ, химический спо­ соб, с помощью преобразователей ржавчины. Наилучшие результаты до­ стигаются обычно при пескоструйной очистке.

Армированные полимерные покрытия представляют собой компо­ зиционный материал, состоящий из наполнителя в виде стеклянных, синтетических, хлопчатобумажных тканей, сеток или волокон, пропитан­ ных полимерным материалом. Наиболее известны армированные покры­ тия на основе ненасыщенных полиэфирных и эпоксидных смол. Их при­ меняют для защиты внутренней поверхности днища и нижнего пояса вертикальных резервуаров, а также нижней части горизонтальных резер­ вуаров от механических повреждений при удалении из резервуаров шлама и других загрязнений. В случаях сквозной коррозии днища или нижней части резервуара эти покрытия могут обеспечить герметичность и высо­ кую прочность (до 260 МПа).

Покрытие на основе ненасыщенных п о л и э ф и р н ы х смол ПН-1 или ПН-2 включает в себя грунтовочный, покрывный и отделочный слои. Грунтовочный слой подготовляют на основе смолы ПН-1 или ПН-2 с до­ бавлением инициатора (гидроперекись кумола) и ускорителя (нафтенат' кобальта) для полимеризации при комнатной температуре. В грунтовку вводят также смесь слюдяной муки и белой сажи при тщательном их перемешивании. Грунтовку наносят на защищаемую поверхность кистью и сушат при температуре 15—20 °С в течение 48 ч.

Покрывный слой покрытия включает грунтовочный слой и слой ар­ мирующего материала, пропитанного полиэфирной смолой ПН-1 или ПН-2.

Сначала наносят грунтовку указанного выше состава, а затем по ней выкладывают внахлест раскроенные и предварительно пропитанные поли­ эфирной смолой полотнища армирующего материала.

В случае применения рубленых стеклянных волокон их смешива­ ют с полиэфирной смолой и наносят на защищаемую поверхность пнев­ матическим распылением. После укладки армирующего материала его прикатывают резиновыми или пластмассовыми роликами для получения плотного покрытия без пузырей, складок и других дефектов. Отвержде­ ние покрытия происходит при температуре 15—20 °С в течение 48 ч. После этого на отвержденное покрытие наносят отделочный слой, состоя­ щий из тех же компонентов, как и грунтовка, но без добавления белой са­ жи. Готовят его аналогично грунтовке перед нанесением.

Покрытие на основе э п о к с и д н ы х смол состоит также из грун­ товочного, покрывного и отделочного слоев. Наносят его по аналогичной технологии. Грунтовку изготовляют из эпоксидной смолы ЭД-20 или ЭД-

294

16, в которую вводят стирол, полиэтиленполиамин и смесь слюдяной муки и белой сажи. Наносят ее на поверхность слоем 250—300 мкм и су­ шат при температуре 15—20 °С в течение 12-15 ч.

Покрывный слой включает грунтовочный слой и слой армирующего материала, пропитанного смолой ЭД-20 или ЭД-16. Продолжительность отверждения составляет 12—15 ч при температуре 15—20 °С. Отделочный слой имеет такой же состав, как и груцтовка, но без добавления белой

сажи. Сушат его при температуре 15—20 °С в течение 12-15 ч. Полиэфирные и эпоксидные армированные покрытия имеют тол­

щину грунтовочного слоя 250-300 мм, отделочного слоя - 200-250 мм и общую толщину покрытия - 1,3-1,5 мм. Они являются стойкими к длительному воздействию нефтепродуктов при температуре от —50 - 50 °С, отличаются высокой прочностью и твердостью.

Покрытия наносят на подготовленную механическим или химиче­ ским методами поверхность.

Внешние части резервуаров окрашивают в светлые серебристые тона, хорошо отражающие солнечные лучи, уменьшающие нагревание резервуа­ ров, что снижает испарение нефтепродуктов.

Перед нанесением покрытия поверхности тщательно зачищают пе­ скоструйным методом с последующей обдувкой сжатым воздухом. Про­ цесс нанесения антикоррозионного покрытия осуществляют также пне­ вматическими краскораспылителями.

33. СТЕКЛЯННЫЕ ПОКРЫТИЯ

Стеклянные покрытия наносят двумя методами: стеклоэмалированием и остеклованием (стеклянными баллонами, стеклянным порошком и ДР-)-

Стеклоэмалевые покрытия

Стеклоэмаль представляет собой неорганическое стекло или спекшую­ ся (фриттованную) силикатную массу, которую наносят на поверхность металлических изделий в тонкоизмельченном состоянии и закрепляют на ней посредством обжига в виде тонкослойного покрытия. Процесс на­ несения и закрепления эмалевого покрытия на предварительно подготов­ ленную поверхность изделий называется эмалированием.

Различают два вида эмалей: грунтовые, которые наносят непосредст­ венно на поверхность металла, и покрывные, наносимые на предваритель­ но покрытые грунтом (загрунтованные) изделия.

295

Исходные шихты для покрытий, называемые фриттами, представляют собой сплавленные (фриттованные) стекла. Компоненты фритт —квар­ цевый песок, полевой шпат, бура, сода кальцинированная и др. (табл. 47).

Для получения стеклоэмалевых покрытий на стальных изделиях из исходной фритты составляют шликер. Для этого во фритту вводят до­ бавки в виде молотого кварцевого песка, глины, буры и воды в опре­ деленных количествах. Например, шликер грунта включает: 30 кг фрит­ ты грунтовой эмали марки 3132 и 70 кг эмали марки 2015; 30—40 кг

Т а б л и ц а 47. Состав некоторых фритт грунтовых и покрывных эмалей для стальных изделий, кг

296

Остеклование труб

Положительные свойства стеклянных покрытий — высокие чистота по­ верхности, антикоррозионная стойкость, прочность, теплостойкость и микротвердосгь. Поэтому у нас в стране и за рубежом остеклованные тру­ бы применяют для систем теплофикационных сетей, перекачки агрессив­ ных сред, газонефтепроводов, а также в теплообменниках, конденсаторах и т.д. В СССР для промысловых труб нефтяного сортамента распространен способ однослойной технологии остеклования с использованием стеклян­ ных цилиндрических баллонов —баллонное остеклование.

Промышленное остеклование труб включает: подготовку поверхно­ сти труб путем отжига с последующей пневматической продувкой и про­ пуском механического ерша, изготовление стеклянных баллонов из стек­ лянных труб путем запайки их торцов и остеклование труб с помощью баллонов путем нагрева. Остеклование проводят в электртеской печи. Подготовленные трубы подают на рольганги нагревательных печей, где в трубы устанавливают стеклянные баллоны. В зоны нагрева печи, под действием давления нагретого воздуха в герметично запаянном баллоне, размягченная стеклянная оболочка прижимается к внутренней поверхно­ сти стальной трубы, футеруя ее. Нагрев осуществляют последовательным проталкиванием трубы со стеклянным баллоном через зону нагрева с температурой 650—720 °С.

В некоторых случаях при подготовке стеклянного баллона в него по­ мещают жидкое или твердое газообразующее вещество для создания дополнительного избыточного давления в процессе нагрева при остекловании и осуществления лучшего прилегания стеклянной оболочки к трубе. На некоторых установках дополнительно вовнутрь стеклянного баллона вдувают воздух от внешнего источника с этой же целью.

Известны поточные многобаллонные технологические линии по остеклованию труб и другие установки.

Применение остеклованных насосно-компрессорных труб дает эконо­ мический эффект за счет снижения подземных ремонтов скважин.

В США разработан метод остеклования труб для нефтепромысловых трубопроводов сырой нефти. Трубы остекловывают изнутри при подаче стеклянного порошка с помощью шнекового устройства. Трубу помеща­ ют в нагревательную печь, в которой поддерживают температуру 909 °С, и вращают на роликовом стенде. Шнековое устройство, находящееся внут­ ри трубы, и вращение трубы на роликах обеспечивают равномерное рас­ пределение расплавленного стеклянного порошка по внутренней поверх­ ности трубы толщиной 0,23—0,3 мм. Затем трубу перемещают в зону пе­ чи с более низкой температурой, где нанесенная стеклянная масса остыва­ ет, после чего наносят второй слой покрытия тем же способом. Общая тол­ щина стеклянного покрытия до 0,5 мм. После нанесения второго слоя по­ крытия трубу выдерживают при температуре 862 °С в течение 8 мин,

298

а затем остужают при непрерывном ее вращении. Готовую трубу испыты­ вают на электрическую прочность покрытия под напряжением 1000 В. Покрытие устойчиво к воде, сырой нефти и кислотам (кроме плавико­ вой) до температуры 110°С. На его поверхности не наблюдается отложе­ ний парафина.

В полевых условиях трубы стыкуют в плети при помощи сварки, на резьбе и клею. При сварке стеклянное покрытие удаляют на конце трубы длиной 6,4 мм.

34. СТАЛЬНЫЕ ФУТЕРОВАННЫЕ ТРУБЫ

футерованные пластмассой бесшовные горячекатаные трубы из мало­ углеродистой стали очень долговечны. Для футеровки применяют термо­ пластичные полимерные материалы.

В футерованных стальных трубах термопласты, благодаря наличию прочной и жесткой стальной оболочки, частично освобождаются от меха­ нических нагрузок. Поэтому футерованные трубы работают в условиях аг­ рессивных сред при значительно более широких диапазонах температур и давлений, чем обычные пластмассовые трубы. Футерованные трубы не повреждаются от случайных ударов, как это свойственно пластмассовым. Они являются в ряде случаев заменителями дорогостоящих труб из высо­ колегированных (нержавеющих) сталей и цветных металлов и сплавов. Несмотря на ряд достоинств, футерование долгое время не находило боль­ шого распространения в производстве, так как способы футерования были нетехнологичными, трудоемкими, не всегда обеспечивающими тре­ буемое качество труб.

Известный способ — футерование стальных труб постепенным протал­ киванием разогретой трубы из поливинилхлорида (винипласта) вовнутрь стальной. Диаметр поливинилхлоридной трубы берут несколько больше внутреннего диаметфа стальной трубы, так как поливинилхлорид при на­ гревании дает усадку. Для поддержания постоянной температуры пласт­ массовой трубы стальную трубу предварительно нагревают до темпера­ туры 110—120 °С, а пластмассовую нагревают постепенно, по мере протал­ кивания отдельными участками (150-200 мм).

Футерованные поливинилхлоридом стальные трубы работают в усло­ виях агрессивной среды при температуре до 90 °С. Но футерование таким способом выполняют только на трубах длиной не более 1 м, причем футеруемая поверхность стальной трубы должна быть сравнительно глад­ кой.

Футерование стальных труб можно выполнять также полиизобутиленовой пленкой. Из листа полиизобутилена вырезают полосу шири­ ной на 2—3 см больше внутреннего периметра футеруемой трубы. За­ тем края полосы смазывают клеем и формуют из нее шланг (рукав), наматывая полосу на металлическую трубу-оправку. После сварки шва

299

(прутковой сваркой) полученный шланг снимают с оправки. Клей приго­ тавливают в виде раствора клеящих веществ в полимеризующихся жидко­ стях, например в мономере стирола. Перед применением в клей добавля­ ют около 0,5 % перекиси бензоила.

До футерования внутреннюю поверхность стальной трубы очищают от окалины и ржавчины, например, пескоструйным аппаратом до металли­ ческого блеска После очистки трубу протирают сухой тканью, продува­ ют сжатым воздухом и промывают 2—3 раза бензином или другим раство­ рителем для удаления следов жира. Затем трубу покрывают клеем, нали­ вая его вовнутрь трубы; избытку клея дают стечь и, непрерывно вращая

тилена с помощью специального конусного металлического захвата, за­ крепленного на конце шланга. Стальную трубу закрепляют в зажиме при

трубу шланг покрывают с наружной стороны клеем. Затем у футерован­ ной трубы один конец полиизобутиленового шланга отбортовывают на фланец, а другой зажимают с помощью болтов.

Фланец с отбортованным концом шланга закрывают шайбой с патруб­ ком, через который в течение 15—30 мин подают сжатый воздух давлени­ ем 0,05 МПа, чтобы обеспечить плотное прилегание шланга к поверхно­ сти стальной трубы. Для ускорения процесса полимеризации клея сталь­ ную трубу подогревают снаружи. У готовой трубы отбортовывают затем второй конец шланга и заделывают торцы труб.

Иногда применяют резиновую грушу для обеспечения хорошего при­ легания шланга к стальной трубе. Резиновую грушу с помощью сжатого воздуха или горячей воды медленно проталкивают вдоль всей трубы, удаляя при этом пузырьки воздуха, находящегося между стенкой трубы и шлангом, и создавая плотное прилегание шланга. Но в то ?ке время та­ кой способ футе{5ования затрудняет удаление растворителя из клея, осо­ бенно при большой длине труб. Остаток растворителя в слое клея между металлом и пленкой приводит к образованию пузырьков, которые впо­ следствии при длительной эксплуатации труб вызывают нарушение сплошности футеровки в местах их расположения.

За рубежом известен способ футерования внутренней поверхности металлических труб твердой поливинилхлоридной пленкой толщиной 0,8—1 мм. Сначала изготавливают шланг для футерования. Исходную по­ ливинилхлоридную пленку в виде рулона ленты или листов перед рас­ кроем подвергают термической обработке и испытывают на пористость электроискровым индуктором. Заготовку-ленту определенной ширины протягивают без подогрева через приспособление, представляющее собой трубу с раструбом, изготовленную из стеклопластика на основе полиэфир­ ной смолы, со сквозной прорезью вдоль образующей трубы и раструба.

30 0