Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Антикоррозионная защита нефтегазового оборудования и сооружений. Учебное пособие
.pdf
подслой (хлорнаиритовая грунтовка, клеи 88-Н, К-50, 78-БЦС и др.)
или вводят в их состав адгезивы эпоксидные и фенолформальдегидные смолы. Тиоколовые герметики являются тепло-, масло-, бензо- и водостойкими, выдерживают действие слабых кислот и щелочей,
многих растворителей. Их эластические свойства сохраняются в температурном интервале от минус 60 до плюс 130 °С.
Силоксановые герметики представляют собой двухкомпонентные составы холодной вулканизации. В качестве первого компонента
используются жидкие каучуки СКТН, в качестве второго компонента катализатор вулканизации (чаще всего, оловоорганические
соединения). Вулканизация протекает в течение 12 сут, а оптимальные свойства достигаются через 37 сут. При нагревании продолжительность вулканизации сокращается. Однокомпонентные силоксановые герметики вулканизуются аминами и другими агентами (с функциональностью более трех) в присутствии влаги воздуха.
Отличительной особенностью силоксановых герметиков является их высокая термостойкость: их можно эксплуатировать в температурном диапазоне от минус 60 до плюс 300 °С.
В агрессивных средах и жидких топливах они неустойчивы.
Их можно использовать только для работы в контакте с влагой. Силоксановые герметики применяют в морском судостроении, в условиях
знакопеременных нагрузок, при резких перепадах температуры и т. п.
Фторсилоксановые герметики марок ВГФ-1 и -2, 51-Г-15
и 51-Г-16 являются двухкомпонентными составами, жизнеспособность
которых после смешения колеблется от 0,5 до 6 ч в зависимости от
температуры и влажности окружающей среды. Более высокой химической стойкостью в жидком топливе и маслах обладают фторсилоксановые герметики на основе жидких каучуков СКТФТ. Вулканизуются они на холоду в течение такого же времени, что и силоксановые.
Фторкаучуковые герметики растворы СКФ в метилэтилкетоне или циклогексаноне. Они обладают исключительно высокой стойкостью в жидком топливе, маслах, воде и других агрессивных средах.
Эти герметики, являющиеся двухкомпонентными, наносят кистью или распылителем, вулканизуют при комнатной температуре
в течение длительного времени (до 14 сут). При нагревании до 7090 °С
время вулканизации уменьшается до 57 сут. По условиям вулканизации фторкаучуковые герметики могут быть отнесены и к высыхающим, поскольку процесс вулканизации сопровождается улетучиванием растворителя.
101
Уретановые герметики. Жидкие СКУ используются как герметики и покрытия в виде компаундов (К-31) или полиэфируретановые
самовулканизующиеся герметики СКПС-3, СКПС-5 и др. Разработаны композиции уретановых герметиков, обладающих ценным комплексом свойств: полиэфируретановые (УГ-2, УГ-3) и полибутадиенуретановые (УГ-5, УГ-6). Они вулканизуются при комнатной температуре, однако оптимальные механические свойства достигаются
через 1015 сут. Композиции можно наносить обычными способами
(в зависимости от жизнеспособности) на металлы и неметаллические
материалы. Поскольку их адгезия к металлам невелика, то используют
подслои. При нанесении уретановых герметиков на металлы, древесину и стеклопластики рекомендуются грунтовка ВЛ-05 и клей Вилад-ПК.
На резины на основе каучуков СКМС и СКН эти герметики можно
крепить без подслоя, а на другие резины с помощью клея 51-К-25 и др.
Герметики на основе бутилкаучука. Вулканизующиеся герметики получают в виде мастик (пастообразной массы) путем введения
растворителя при смешивании в провальцованную массу резиновой
смеси. В состав герметика входит ускоритель вулканизации. Выпускают следующие марки двухкомпонентных герметизирующих мастик
холодной вулканизации на основе БК: ЦПЛ-2, БКМ-2, БГМ-1, БГМ-2
и БПКМ, которые применяют в строительстве. Для защиты от коррозии и с целью гидроизоляционной защиты конструкций предложены
два специальных двухкомпонентных герметика, из которых один содержит равное с БК количество ХСПЭ, другой полиизобутилена
(БКМ-2 и БПКМ). Температурный интервал эксплуатации герметика
ЦПЛ-2 колеблется от минус 65 до плюс 150 °С, для других герметиков
этот интервал меньше.
Высоконаполненные резиновые смеси БК, благодаря их насыщенному характеру, могут использоваться в виде невысыхающих
герметиков.
2.6.3. ВЫСЫХАЮЩИЕ ГЕРМЕТИКИ
Высыхающие герметики выпускают в жидком (наносят кистью)
и пастообразном (наносят шпатлеванием) виде.
Жидкие герметики представляют собой растворы резиновых
смесей (в частности, СКН) в органических растворителях. Для увеличения клейкости в них добавляют фенолформальдегидные и другие
смолы (например, герметик ВКК-18). Их наносят кистью в несколько
102
слоев; герметизирующая пленка образуется в результате холодной
сушки. Кистевые нитрильные герметики (ВГК-18) являются водои бензостойкими и могут эксплуатироваться при температуре от минус 50 до плюс 100 °С.
Пастообразные герметики на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта ДСТ-30 выпускаются марок 51-Г-10, 51-Г-12, 51-Г-14.
Герметики на основе термоэластопластов ДСТ-30 рекомендуются для эксплуатации на воздухе при температуре от минус 50
до плюс 70100 °С. Некоторые их марки, например 51-Г-10, отличаются высокой химической стойкостью и могут быть использованы для
защиты от коррозии химического оборудования в следующих условиях: при 1830 °С в воде, 40%-ном едком натре, 5%-ной азотной,
60%-ной серной, 30%-ной соляной, 70%-ной фосфорной и 10%-ной
уксусной кислотах; при 50 °С в 40%-ном едком натре, 60%-ной
и 20%-ной соляной кислоте. В топливе и маслах они нестойки. Другие
марки герметиков этого типа применяются для защиты и от коррозии,
и от абразивного износа.
2.6.4. НЕВЫСЫХАЮЩИЕ ГЕРМЕТИКИ
Невысыхающие герметики пастообразные однокомпонентные композиции резиновых смесей, содержащие 5075 % и более
наполнителя и разбавленные нефтяными маслами. Состав герметика
зависит от его назначения. Для гидроизоляции и нанесения коррозионно-стойких покрытий используют герметики на основе каучука,
совмещенного с асфальтом, битумом, каменноугольной смолой, для
чего их растворяют или нагревают, иногда в них вводят полимерные
пластификаторы и т. д.
Благодаря насыщенному характеру каучуков (полиизобутилен,
СКЭП, БК) невысыхающие герметики химически стойки в кислотах
и щелочах, других водных электролитах, но не стойки в топливах
и маслах.
Невысыхающие герметики выпускают в виде замазок и мастик.
Их используют, главным образом, для герметизации разъемных соединений, но могут применять и для неразъемных узлов. Наибольшее
распространение получили полиизобутиленовые замазки У-20А,
У-22, 51-Г-6, 51-Г-7 и мастики УМС-50 и УМ-40. Для клейкости в них
вводят канифоль и эпоксидную смолу. Они предназначены для эксплуатации на воздухе при температуре от минус 50 до плюс 70 °С.
103
При более высокой температуре (до 100 °С) эксплуатируются этиленпропиленовые замазки 51-Г-З и 51-Г-4.
Для строительных целей применяется мастика "БУТЭПРОЛ",
в состав которой входят СКЭП и БК в смеси с минеральным маслом
и наполнителем. Она проста в изготовлении и влагонепроницаема.
Для гидроизоляции применяется мастика "БИТЭП" (битум с добавкой
СКЭП), которая по водостойкости и долговечности значительно превосходит битумно-рубероидные материалы или другие полимербитумные составы.
2.7. КЛЕИ, МАСТИКИ И ГЕРМЕТИКИ НЕКОТОРЫХ
ЗАРУБЕЖНЫХ ФИРМ
В США, Германии и других промышленно развитых странах
ведутся расширенные исследования по созданию новых конструкционных клеев. В результате этих исследований установлено, что возможно создание клеящих органических полимеров, в которых связь
углеродуглерод стабилизирована за счет введения в основную полимерную цепь ароматических звеньев. Уже в 1950-х гг. были получены
первые полибензимидазольные клеи, выдерживающие кратковременное действие температуры до 540 °С. Положительные результаты
дали толчок исследованиям по созданию и других ароматических
и гетероциклических полимеров и клеев на их основе. Были созданы
клеи на основе полиимидов, полибензотиазолов, полихиноксалинов,
полибензоксазолов, политриазолов, карборансодержащих фенольных,
эпоксидных, кремнийорганических и других полимеров и клеев на их
основе.
Ниже приводится характеристика некоторых видов клеев холодного отверждения.
Êëåè SR-573 è SR-574 представляют собой композиции на основе кремнийорганических смол, которые можно применять для склеивания необработанных фторопласта, полиэтилена и полипропилена,
а также для приклеивания полиимидной пленки к меди. Клей
SR-574 липкий клей, который обеспечивает исключительно высокую прочность клеевых соединений при отслаивании (32 МН/м).
Он отверждается при комнатной температуре за 2 мин. Температура
эксплуатации от минус 73 до плюс 260 °С. Прочность клеевых
соединений не снижается после старения при 165 °С в течение 100 ч.
104
Прочность клеевых соединений при сдвиге более высокая при использовании клея SR-573.
Клей-герметик "Виксинт У-2-28" представляет собой пастообразную массу, которую применяют для герметизации, а также для
склеивания различных кремнийорганических резин, облицовочных
материалов, стекла, приклеивания к стеклу различных материалов.
Отверждение клея происходит при комнатной температуре. Клеевые
соединения могут работать при температуре до 200250 °С. Для улучшения адгезии клея-герметика его применяют в сочетании с подслоем
П-11 и протирочной пастой ¹ 2. Данные о прочности клеевых соединений металлов на клее-герметике У-2-28 приведены ниже:
Температура, °С . . . . . . . . . . . . 60 20 200 250 300
Разрушающее напряжение
при сдвиге, МПа . . . . . . . . . 5,76,4 1,33,0 0,650,80 0,420,56 0,300,37
Прочность при
отслаивании, МН/м . . . . . . . 2650 1320 3,76,0 3,23,6 2,42,8
Клей-герметики "Виксинт У-1-18" и "Виксинт У-4-21" представляют собой композиции на основе кремнийорганического каучука СКТН и минеральных наполнителей. Они отверждаются при комнатной температуре в течение 24 ч. Температурный диапазон эксплуатации клеев от минус 60 до плюс 250 °С. Некоторые свойства
клеев-герметиков приведены ниже:
Параметр Виксинт У-1-18 Виксинт У-4-21
Плотность, г/см
Консистенция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Пастообразная Вязкотекучая
Разрушающее напряжение при
растяжении, МПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,82,5 1,52,0
Твердость, по Шору (шкала А) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 42
Линейная усадка в процессе вулканизации, % . . . . . 812 Íåò
Температура хрупкости, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 76
Удельное объемное электрическое
сопротивление, Ом · м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,1 · 10
Тангенс угла диэлектрических потерь, 50 Гц . . . . . 0,033 0,030
Электрическая прочность, кВ/мм . . . . . . . . . . . . . . . . 7,41 10
3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,32,4 1,31,4
12
1,39 · 10
12
Клей-герметик "Эластосил" представляет собой композиции,
состоящие из каучуков и каталитических систем, отверждающиеся
на воздухе в присутствии следов влаги. При их использовании
не требуется применения подслоев.
105
Для отверждения каучуков применяют катализаторы, содержащие карбоксильные группы.
Клей на основе каучука СКТН имеет температуру стеклования
минус 45 °С, а клеи на основе каучуков СКТНФ, СКТНФТ-50
и НСКТН-60 минус 120, минус 105 и минус 105 °С соответственно.
Деформация, обусловленная деструкцией материала и потерей эластичности, начинается у всех клеев при 200 °С.
Клей-герметики на основе кремнийорганических каучуков
выпускаются рядом зарубежных фирм.
Клей "Силит 100" (фирма "Copolymer Rubber and Chemical",
США) представляет собой прозрачную однокомпонентную пасту.
Отверждение клея осуществляется под действием влаги воздуха. Максимальная прочность соединений достигается через 24 ч, эксплуатировать их можно при температуре от минус 59 до плюс 260 °С. Клейгерметик не содержит разбавителей и не дает усадки при отверждении. В закрытой таре клей "Силит 100" сохраняет жизнеспособность
и стабильность в течение 9 мес. Он характеризуется повышенной
адгезией к кремнийорганическим резинам, стеклу, фарфору, керамике, а также к стали, меди, алюминию и многим типам пластмасс.
Êëåé SWS-930 (фирма "Stouffer Chemical", США) представляет
собой однокомпонентный кремнийорганический клей-герметик, отверждающийся без нагревания. Он может применяться для склеивания металлов, стекла, пластмасс, резин и других материалов. Его
выпускают трех видов прозрачный, белого и черного цвета.
Клей-герметики на основе кремнийорганических каучуков выпускает фирма "Dow Corning" (США) под маркой "Силастик RTV".
Это пастообразные продукты, отверждающиеся при комнатной
температуре в течение 24 ч.
Клей-герметик "Силастик 732 RTV" успешно применяют для
герметизации смотровых окон печей, газоходов и приклеивания прокладок в нагревательных устройствах. Клей, представляющий собой
однокомпонентную пасту, можно длительно использовать при 230 °С
и кратковременно при 250 °С.
Продолжительность отверждения клея зависит от относительной влажности воздуха, степени изоляции слоя клея от воздуха
и толщины слоя. Слой толщиной 0,125 мм отверждается за 24 ч при
комнатной температуре и относительной влажности воздуха 20 %.
При склеивании стекла, металла или древесины клей обеспечивает прочность при расслаивании 10,5 МН/м. Этот показатель
106
не изменяется и через 72 ч. Прочность в случае расслаивания при
230 °С составляет 43,2 МН/м и сохраняется на этом уровне после
старения в течение 15 сут при этой температуре. Однако при повышении температуры до 250 °С прочность быстро снижается, а после
10 сут выдержки при этой температуре происходит полная потеря
прочности.
Клей-герметик "Силастик 733 RTV" получают на основе фторсодержащего кремнийорганического каучука. По сравнению с другими клеями-герметиками, выпускаемыми фирмой "Dow Corning",
он характеризуется повышенной (на 30 %) плотностью и отличной
стойкостью к маслам, топливам и растворителям, однако длительно
отверждается.
Клей-герметик "Силастик 734 RTV" работает в температурном интервале от минус 65 до плюс 260 °С. Этот клей жидкий и после
отверждения становится пористым. Отверждается на воздухе при комнатной температуре за 24 ч.
Клей-герметик "Силастик 735 RTV" наиболее прочный
из всех клеев этого типа; имеет исключительно высокую адгезию
к алюминиевым сплавам. Разрушающее напряжение при сдвиге составляет 4,9 МПа, тогда как для других клеев оно не превышает 3,1 МПа.
Эта же фирма разработала однокомпонентный клей-герметик
марки "Доу-Корнинг 92-018", предназначенный для применения
в авиационной и космической технике. Он отверждается при комнатной температуре за 24 ч. Разрушающее напряжение при равномерном
отрыве составляет 4,9 МПа, при отслаивании 135 МН/м. Относительное удлинение клея составляет 750 %, температура эксплуатации от минус 65 до плюс 260 °С.
Клей-герметики на основе кремнийорганических каучуков выпускает фирма "Clam-Brummer" (Англия). Эти клеи работают при
температуре от минус 75 до плюс 250 °С. Они стойки к влаге
и окислению, не растрескиваются и не становятся хрупкими при старении. Эти клеи имеют адгезию к пластмассам и другим материалам,
в частности к резинам на основе неопрена и др.
Клей-герметик "Силкосет 153", отверждающийся при комнатной температуре, сохраняет эластические характеристики в температурном интервале от минус 60 до плюс 225 °С. Он отверждается
с небольшими усадками; имеет хорошие электроизоляционные свойства,
устойчив к действию электрического и коронного разряда, климатических факторов и к окислению, защищает от воздействия влаги, вибрации
и ударов. Применяется для склеивания разнородных поверхностей.
107
Фирма "Midland Silicon" (Англия) разработала пастообразный
однокомпонентный клей-герметик марки "Силастосил В", который
отверждается под действием влаги воздуха, превращаясь в теплостойкий резиноподобный продукт. Теплостойкость его составляет 250 °С:
он может работать при температуре минус 75 °С, отличается хорошими электрическими свойствами, влаго- и атмосферостойкостью, стойкостью к окислению и воздействию некоторых агрессивных сред,
имеет хорошую адгезию ко многим материалам.
Известны также клей-герметики "Силастосил С, D и Е". Для них
не требуются подслои или аппреты при применении. Это однокомпонентные системы, отверждающиеся при комнатной температуре.
Примером двухкомпонентного клея-герметика является "Ñèëà-
стомер 70". Клеевые соединения можно эксплуатировать при температуре от минус 60 до плюс 250 °С.
Êëåé "Ultra-Bond 552" (фирма "Aremco Products") предназначен для соединения нержавеющих сталей и других металлов, а также
керамики. Основой клея является оксид алюминия. Клей отверждается при комнатной температуре и способен работать при температуре
до 1650 °С.
Керамическими клеями, способными работать при температуре
от 1000 до 3000 °С, являются клеи "Cerastil Ñ-3", "Cerastil C-10"
è "Cerastil Ñ GC" (HpMbi"Industrial Lubricants"). Клей "Cerastil С-3"
рекомендован для работы при температуре до 1000 °С; клей
"Cerastil C-10" рекомендуется для склеивания металлов и выдерживает воздействие температуры до 1560 °С; клей "Cerastil C-GC" применяют для склеивания графитовых материалов; он способен работать
при температуре до 3000 °С.
В связи с интенсивным развитием нефтегазовой, нефтегазоперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности,
с ужесточением условий эксплуатации оборудования возникают
новые требования к материалам и технологии ремонта изношенных
или изъеденных коррозией деталей.
Ремонт с использованием сварки или замена вышедших из строя
деталей связаны обычно с длительными простоями оборудования,
большими затратами на материалы, демонтаж и последующую сборку, потерями продукции.
Для осуществления быстрого и надежного ремонта коррозионных и эрозионных повреждений деталей разнообразного оборудования и машин ряд зарубежных фирм специализируется на создании
ремонтных композиций на полимерной и металлической основе
108
с целью применения их при восстановлении изношенных участков
поверхности деталей или для осуществления их дополнительной
защиты. Большинство таких материалов являются двухкомпонентными; быстро, обычно в течение нескольких минут, отверждаются; устойчивы к воздействию агрессивных сред, высокой температуры
и длительное время сохраняют высокую адгезию к базовой поверхности. Ниже даются сведения о продукции фирм, наиболее известных
в России и странах СНГ в результате сотрудничества с предприятиями
и организациями: Диамант (Германия), Девкон (США), Бельзоне
УНИРЕП (Германия), Мультиметалл (Германия), Альфред Шрамм
Гиб and КО (Германия).
Широкое распространение в ремонтной практике предприятий
приобретает продукция фирмы "Мультиметалл" (пасты, клеи).
На рис. 2.24, 2.25 приведены иллюстрации восстановления изношенных поверхностей оборудования.
Армирующая стенка
Армирующая стенка
Рис. 2.24. Варианты ремонта сквозного отверстия материалом "Мульти-
металл-SS" с использованием металлических фиксаторов (штифтов)
Паста MMSS-сталькерамика
Штифт
Паста MMSS-сталькерамика
Штифт
В проспекте Внешнеэкономической Ассоциации "Линкон" приведено большое число примеров успешного использования материалов "Диамант" на зарубежных и отечественных предприятиях.
Фирма "Девкон" специализируется на создании клеев и герметиков на эпоксидном, уретановом, метакриловом и других связующих
для ремонта разнообразного оборудования.
109
Паста ММSS-сталькерамика
Армирующая стенка
Рис. 2.25. Ремонт сквозного отверстия в колене трубопровода мульти-
металлом Сталькерамика
Для образования долговечных соединений деталей, прочных
покрытий, эрозионно- и коррозионно-стойких покрытий и для восстановления поверхностей и различных видов ремонта в Германии (UGT
UNION GAS + TECHNIK GMBH) разработаны ремонтные материалы
"Металайн". Препараты "Металайн" рекомендуются для ремонта гнезд
подшипников, сточенных валов, изношенных направляющих поверхностей, корпусов насосов, арматуры и различных частей оборудования,
имеющего дефекты, трещины, течи вследствие износа и коррозии.
2.8. ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ПРОТИВОКОРРОЗИОННЫХ ФУТЕРОВОК, ОБОЛОЧЕК
И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФТОРОПЛАСТА-4
2.8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ ФТОРОПЛАСТА-4
Фторопласт-4 вследствие своей высокой химической стойкости
является перспективным материалом при ремонтах заводского оборудования, однако его распространение сдерживается трудностью переработки в изделия. Фторопласт-4, хотя и относится к термопластичным материалам, из-за высокой вязкости расплава (1010 Па · с)
не может быть переработан в изделия литьем под давлением или
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]