Лако-красочные материалы — производство

На сегодня при строительстве российских магистральных и промысловых трубопроводов в качестве внешних защитных покрытий более обширно используются заводские покрытия труб  на базе экструдированного целофана.Качество промышленных полиэтиленовых покрытий труб почти во всем находится в зависимости от конструкции защитных покрытий и изоляционных материалов, применяемых для их нанесения. Существует 4 варианта конструкций промышленных полиэтиленовых покрытий труб:
·      Полиэтиленовое покрытие, наносимое по битумно-мастичному подслою (конструкция покрытия № 6 по ГОСТ Р 51164-98).
·      Полиэтиленовое покрытие, наносимое по изоляционному подслою на базе липкой полимерной ленты (конструкция покрытия № 7 по ГОСТ Р 51164-98).
·       Двухслойное полиэтиленовое покрытие, состоящее из адгезионного подслоя на базе термоплавкой полимерной композиции и внешнего полиэтиленового слоя (конструкция покрытия № 2 по ГОСТ Р 51164-98, конструкция покрытия № 4 по ГОСТ Р 52568-2006).
·       Трехслойное полиэтиленовое покрытие, состоящее из слоя эпоксидного праймера, адгезионного полимерного подслоя и внешнего полиэтиленового слоя (конструкция покрытия №1 по ГОСТ Р 51164-98, конструкция покрытия №№ 1-3 по ГОСТ Р 52568-2006).
1-ые два типа полиэтиленовых покрытий труб имеют довольно ограниченный спектр внедрения. Данные типы покрытий рекомендуется использовать для внешней изоляции труб малых и средних поперечников (от 57 до 530 мм включительно) при температуре эксплуатации трубопроводов не выше плюс 40оС. Основная область внедрения таких покрытий – строительство промысловых трубопроводов, водопроводов, межпоселковых газопроводов низкого давления.

Нанесение на трубы комбинированных мастично-полиэтиленовых и ленточно-полиэтиленовых покрытий может осуществляться в критериях стационарных трубоизоляционных баз. Защитные покрытия наносятся по облегченной технологии (щеточная чистка, праймирование поверхности труб, нанесение мастичного либо ленточного подслоя, нанесение внешнего экструдированного полиэтиленового слоя). Подготовительного технологического нагрева труб и  абразивной чистки при всем этом не требуется, что значительно понижает издержки на подготовку поверхности и изоляцию труб.

Для нанесения мастичного подслоя  должны применяться особые измененные битумные мастики, владеющие завышенной морозостойкостью и неплохой адгезией к целофану. Для нанесения ленточного подслоя должны применяться дублированные полиэтиленовые ленты с бутилкаучуковым подслоем (типа «НК ПЭЛ», «Полилен», «Поликен» и др.) шириной более 0,45 мм. Внешняя оболочка из экструдированного целофана шириной до 2,0-2,5 мм создана для увеличения механической прочности покрытия, роста его стойкости к продавливанию и удару, что обеспечивает долгое складирование, хранение и транспортировку изолированных труб.

Заводские двухслойные полиэтиленовые покрытия характеризуются более высочайшими показателями параметров и поболее широким температурным спектром эксплуатации (от минус 20оС до плюс 50-60оС). Применение в качестве адгезионного подслоя расплава термоплавкой полимерной композиции на базе сополимера этилена с винилацетатом либо этилена с эфиром акриловой кислоты значительно увеличивает адгезию покрытия к стали (до 100-150 Н/см).
Разработка нанесения на трубы двухслойных полиэтиленовых покрытий отлично отработана и освоена более чем на 20 российских предприятиях. Технологический процесс нанесения двухслойного полиэтиленового покрытия включает подготовительный нагрев труб, их абразивную (дробеметную либо дробеструйную) чистку, нагрев  до данной температуры (180-200оС), нанесение способом боковой «плоскощелевой» либо кольцевой экструзии расплавов адгезива и целофана, прикатку покрытия специальными роликами и остывание изолированных труб обратной водой.  Для увеличения свойства двухслойного покрытия при   температурах эксплуатации 40-60оС рекомендуется производить пассивацию чистой поверхности труб  специальным хроматным составом.

При нанесении на трубы двухслойного полиэтиленового покрытия употребляются в большей степени  композиции сэвилена и композиции целофана низкой плотности кабельных марок. Из российских материалов для заводской двухслойной изоляции труб используются адгезионные композиции разработки ЗАО НПК «Полимер-Компаунд», г. Томск и композиции целофана поставки ООО «Дита-Пласт», г. Селятино, ООО «Волжский завод полимеров», г. Нижний Новгород,  ЗАО «Полимер-Компаунд».   Из привезенных из других стран материалов более обширное применение для двухслойной изоляции труб получила композиция адгезива марки «Trisolen 190» поставки «Leuna Eurokommerz» (Германия). Для нанесения внешнего слоя покрытия могут применяться композиции целофана низкой плотности поставки компаний «МРВ S.R.L» (Италия), «Alcudia» (Испания) и др. или композиция бимодального целофана «BorcoatHE 3450» фирмы «Borealis A|S».

В согласовании с ГОСТ Р 52568-2006 и требованиями ОАО «АК «Транснефть» ОТТ-04.00-27.22.00-КТН-005-1-03 трубы с двухслойным полиэтиленовым покрытием рекомендуется использовать для строительства промысловых и магистральных нефтепроводов поперечниками до 820 мм включительно, а по требованиям 100 «Газпром» 2-2.3-130-2007 при строительстве магистральных газопроводов очень допустимый поперечник труб с двухслойным полиэтиленовым покрытием   не должен превосходить 530 мм. При всем этом допустимая температура эксплуатации магистральных газопроводов с двухслойным полиэтиленовым покрытием не должна превосходить плюс 50оС.

Такие ограничения в отношении двухслойных полиэтиленовых покрытий  вполне обусловлены. При температурах выше плюс 40-50оС адгезионный подслой покрытия начинает размягчаться, что приводит к приметному понижению адгезии покрытия к стали (до10-30 Н/см). Не считая того, при завышенных температурах эксплуатации отмечается существенное понижение стойкости покрытия к катодному отслаиванию и к долговременному воздействию воды.

Стоит отметить, что в забугорной практике применение труб с двухслойным полиэтиленовым покрытием на нынешний денек ограничено. Главным типом внешнего защитного покрытия трубопроводов является заводское трехслойное полиэтиленовое покрытие труб. Конструкция трехслойного покрытия отличается от двухслойного наличием дополнительного слоя – эпоксидного праймера. Для нанесения праймирующего слоя могут употребляться как порошковые эпоксидные краски (лучшая толщина эпоксидного слоя при всем этом должна составлять 100-200 мкм и, по последней мере, на 40-50 мкм превосходить шероховатость чистой поверхности труб), так и водянистые эпоксидные краски (толщина сухой пленки праймера должна составлять 40-60 мкм). Эпоксидный праймер обеспечивает завышенную адгезию покрытия к стали,   стойкость к катодному отслаиванию и к долговременному воздействию воды. Не считая того, эпоксидный слой является проницаемым для токов катодной защиты, что делает неплохую сопоставимость трехслойного полиэтиленового покрытия с химической защитой трубопроводов. Полимерный адгезионный подслой является промежным слоем в конструкции трехслойного покрытия труб. Его функции состоят в обеспечении сцепления (адгезии) меж внешним полиэтиленовым слоем и внутренним эпоксидным слоем. Внешний полиэтиленовый слой характеризуется низкой влагокислородопроницаемостью, делает функции “диффузионного барьера” и обеспечивает покрытию высшую механическую и ударную крепкость. Сочетание всех 3-х слоев покрытия делает трехслойное полиэтиленовое покрытие одним из более действенных внешних защитных покрытий трубопроводов.

Трехслойное полиэтиленовое покрытие было внедрено  за рубежом в 80-х г.г. прошедшего века, и на нынешний денек является самым пользующимся популярностью и обширно используемым  заводским покрытием труб. В нашей стране внедрение технологии трехслойной полиэтиленовой изоляции труб началось всего лишь 10 годов назад, но к истинному времени данный способ нанесения на трубы защитного покрытия применяется уже на 13 русских предприятиях, включая все большие трубные заводы (Выксунский, Челябинский, Волжский, Ижорский). На неких заводах смонтировано по 2-3 полосы внешней изоляции труб, а на Выксунском металлургическом заводе – 5 современных поточных линий. Полосы изоляции труб могут работать в круглосуточном режиме, при всем этом производительность неких технологических линий добивается до 500-700 квадратных метров в час.

Достоинства трехслойных полиэтиленовых покрытий в сопоставлении с двухслойными покрытиями труб связаны не только с наличием в конструкции покрытия дополнительного слоя – эпоксидного праймера, да и с внедрением для нанесения адгезионного подслоя и внешнего полиэтиленового слоя более высококачественных изоляционных материалов. Если в системе двухслойных полиэтиленовых  покрытий для нанесения адгезионного подслоя используются композиции термоплавких сополимеров, имеющие недостаточно высочайшие механические свойства и пониженную температуру размягчения, то в качестве адгезивов трехслойных полиэтиленовых покрытий используются в главном привитые сополимеры на базе линейного целофана высочайшей плотности. Внедрение таких адгезивов увеличивает начальную адгезию покрытия к стали минимум в 2-3 раза, а при температурах   60-80оС – в 8-10 раз. Значимым является и то, что для заводской трехслойной изоляции труб поперечником от 720 мм и выше употребляются в большей степени  композиции целофана средней и высочайшей плотности. Применение таких марок целофана ввезенной поставки позволяет в пару раз повысить механическую крепкость покрытия, прирастить его стойкость к удару, к продавливанию (пенетрации) в широком интервале температур.

К бесспорным преимуществам трехслойных полиэтиленовых покрытий труб следует отнести их завышенную теплостойкость. Внедрение современных адгезионных композиций и эпоксидного праймера позволило расширить температурный спектр внедрения полиэтиленовых покрытий от плюс 50-60оС до плюс 80оС.

Для нанесения на трубы трехслойных полиэтиленовых покрытий употребляются, обычно, завезенные из других стран изоляционные материалы: порошковые эпоксидные краски поставки компаний: «3М», «AkzoNobel», «BSCoatings», «BasfCoatings» и др., композиции адгезива и целофана производства «BorealisA|S», «BasellPoliolefins», «TotalPetrochemicals», «DuPont», «IndustriePolieco-МРВ S.R.L», «KoreaPetrochemicalInd.Co», «LeunaEurokommerz» и др.

Из российских материалов для нанесения на трубы промышленных трехслойных покрытий аттестованы к применению порошковые эпоксидные краски «П-ЭП-0305 М» ООО НПК «Пигмент», г. Санкт-Петербург, «П-ЭП 0130» ООО «Ярославский завод порошковых красок», композиция адгезива «АТИ-06», разработки ЗАО «Терма», г. Санкт-Петербург» и композиция целофана высочайшей плотности «F 308 B» ООО «Ставролен», г. Буденновск, Ставропольского кр.

Получены положительные результаты всеохватывающих испытаний трехслойных полиэтиленовых покрытий труб нескольких русских и украинских компаний, где в качестве праймирующего слоя покрытия употреблялся водянистый однокомпонентный эпоксидный праймер «CoponPrimerL.4098» (толщина сухого слоя 40-60 мкм). Покрытия, приобретенные с внедрением  данного праймера, по главным  показателям параметров ни в чем же не уступали трехслойным покрытиям с праймером на базе порошковых  эпоксидных красок.  Применение однокомпонентного эпоксидного праймера в значимой степени расширяет способности внедрения технологии трехслойной полиэтиленовой изоляции труб на предприятиях, освоивших процесс нанесения на трубы двухслойного покрытия.

Главные задачки по внедрению и практическому применению промышленных трехслойных покрытий на сегодня связаны, сначала, с выбором системы изоляционных материалов, применяемых для их нанесения, с модернизацией линий и с оптимизацией технологии заводской изоляции труб.

Необходимо подчеркнуть, что фактически все полосы внешней изоляции труб, введенные в эксплуатацию на российских трубных заводах в последние годы, обустроены самым современным технологическим оборудованием. Смонтированное оборудование обеспечивает эффективную подготовку внешней поверхности труб (двойная дробеметная чистка, промывка чистой поверхности труб обессоленной водой, нанесение хроматного состава), регулируемый нагрев труб до требуемой температуры и нанесение на их защитного покрытия при управляемых и контролируемых режимах. Все это гарантирует высочайшее качество промышленных покрытий труб, а, как следует, и высшую надежность антикоррозионной защиты трубопроводов.

Заводские полипропиленовые покрытия
Вместе с заводскими покрытиями на базе экструдированного целофана все почаще для противокоррозионной защиты трубопроводов стали применяться заводские полипропиленовые покрытия. В Европе на долю промышленных полипропиленовых покрытий приходится до 7–10 % от объема производства труб с заводским полиэтиленовым покрытием. Основные достоинства полипропиленовых покрытий связаны с их завышенной теплостойкостью (могут применяться при температурах транспортируемых товаров   до 110-140оС), высочайшей механической прочностью, стойкостью к продавливанию, прорезанию и абразивному износу. Данный тип покрытия рекомендуется использовать при строительстве подводных переходов, на участках  «закрытой» прокладки (проколы под авто и стальными дорогами, прокладка труб способом «микротоннелирования», наклонно-направленного бурения), при  сооружении морских, шельфовых газонефтепроводов, также в качестве антикоррозионного покрытия «горячих» участков трубопроводов. В нашей стране трубы с заводским полипропиленовым покрытием использовались при строительстве подводных переходов, при обустройстве нефтепромысла на Балтийском море, при прокладке по дну Темного моря  магистрального газопровода «Голубой поток».

Благодаря высочайшей ударной прочности промышленного полипропиленового покрытия (до 80-110 Дж при 20оС), его общая толщина может быть на 20–25 % меньше толщины полиэтиленового покрытия, что делает данный тип покрытия по цены сравнимым с заводским полиэтиленовым покрытием труб. Режимы нанесения на трубы полипропиленового покрытия подобны режимам нанесения промышленных полиэтиленовых покрытий. Это позволяет производить заводскую полипропиленовую изоляцию труб без проведения работ по дооснащению и модернизации имеющихся технологических линий. Технология нанесения на трубы трехслойного полипропиленового покрытия к истинному времени отработана и реализована на Столичном трубозаготовительном комбинате, на Выксунском, Волжском и Челябинском трубных заводах.

Конструкция промышленного полипропиленового покрытия аналогична конструкции промышленного трехслойного полиэтиленового покрытия труб. Для нанесения покрытия употребляются  порошковые эпоксидные краски, термоплавкие полимерные композиции и термо-светостабилизированные композиции полипропилена. Главные производители и поставщики материалов для нанесения  заводских полипропиленовых покрытий – компании «3М», «Basf Coatings»,  «Industrie Polieco — МРВ S.R.L», «Basell Poliolefins», «Borealis A|S»и др. Вероятен вариант нанесения полипропиленового покрытия с внедрением водянистого эпоксидного праймера.
При всех бесспорных преимуществах промышленных полипропиленовых покрытий труб они владеют одним суровым недочетом — пониженной морозостойкостью. Стандартное полипропиленовое покрытие рекомендуется применять при температурах строительства трубопроводов до минус 10°С, а температура среды при хранении изолированных труб должна быть не ниже минус 20°С. Особое морозоустойчивое полипропиленовое покрытие может применяться при температурах строительства трубопроводов до минус 30° С и температурах хранения изолированных труб до минус 40 С.

Заводские эпоксидные покрытия труб шириной 350-500 мкм используются в качестве внешних антикоррозионных покрытий трубопроводов около 50 лет. Самую большую популярность эпоксидные покрытия труб получили в США, Канаде, Индии, в странах азиатско-тихоокеанского региона.  Данные покрытия характеризуются завышенной теплостойкостью, высочайшей адгезией к стали, хорошей стойкость к катодному отслаиванию,  устойчивостью к прорезанию, сдиру, абразивному износу. Трубы с эпоксидным покрытием, в отличие от труб с заводским полиэтиленовым покрытием, в течение долгого времени могут храниться под открытым небом. Эпоксидные покрытия проницаемы для токов катодной защиты. Под эпоксидными покрытиями не было зафиксировано случаев  стресс-коррозии трубопроводов. Издержки на нанесение эпоксидных покрытий существенно ниже издержек на заводские полиэтиленовые и полипропиленовые покрытия труб (из состава технологических линий исключаются энергоемкие экструдеры, системы загрузки и сушки гранулированных полиолефиновых композиций, миниатюризируется расход изоляционных материалов и т.д.).

Основными недочетами эпоксидных покрытий являются их недостаточно высочайшая упругость и низкая прочность при ударе, в особенности в области минусовых температур, что в значимой степени осложняет транспортировку изолированных труб и выполнение строительно-монтажных работ в трассовых критериях. Конкретно по этой причине согласно ГОСТ Р 51164–98 и ГОСТ Р 52568-2006   введены в с ограничения на внедрение труб с заводским эпоксидным покрытием  при строительстве магистральных трубопроводов (очень допустимый поперечник труб с заводским эпоксидным покрытием не должен превосходить 820 мм включительно). Рекомендуемая область внедрения однослойных эпоксидных покрытий – антикоррозионная защита трубопроводов малых и средних поперечников с температурой эксплуатации до плюс 60-80оС.

Для нанесения на трубы эпоксидных покрытий употребляются порошковые краски, содержащие в собственном составе эпоксидные смолы, отвердитель, активатор, пигмент, инертные наполнители и другие добавки. Процесс нанесения эпоксидного покрытия включает: абразивную чистку, технологический нагрев труб до 220-230оС, напыление порошковой краски с помощью пистолетов-распылителей и отверждение нанесенного защитного покрытия. Нанесение на трубы промышленных эпоксидных покрытий освоено на  ОАО «Волжский трубный завод», ОАО «Выксунский металлургический завод», ООО «Трубопласт», г. Екатеринбург.  В качестве антикоррозионного покрытия  труб с внешним теплоизоляционным пенополиуретановым покрытием заводские эпоксидные покрытия используются на  предприятиях ЗАО «Мосфлоулайн» (МОЭ ТЗК), г. Москва, ЗАО «ТВЭЛ-Теплоросс», г. Санкт-Петербург, ЗАО «Сибпромкомплект», г. Тюмень.
Главные производители трубных порошковых эпоксидных красок – забугорные компании: “3M”, “Jotun Powder Coatings Ltd.”, “BASF Coatings”, “Akzo Nobel Powder Coatings GmbH”, “BS Coatings” , “Kawakami Paint Mfg.” и др. В Русской Федерации порошковые эпоксидные краски выполняются на предприятиях: ООО НПК “Пигмент”, г. Санкт-Петербург, ООО “Ярославский завод порошковых красок”.
В 2008 году Компанией «3М» был введен в эксплуатацию завод по производству трубных порошковых эпоксидных красок в г. Волоколамске. На данном предприятии могут выполняться порошковые материалы, созданные для однослойных эпоксидных и трехслойных полиэтиленовых покрытий труб,  а также порошковые краски для внутренних защитных покрытий труб.

К истинному времени разработана и внедрена конструкция двухслойного эпоксидного покрытия Akzo Nobel», «3М», «BASF Coatings», также по результатам испытаний ОАО ВНИИСТ современные системы двухслойных эпоксидных покрытий труб способны обеспечить крепкость покрытия при ударе, сопоставимую с ударной прочностью промышленных покрытий труб, приобретенных на базе целофана низкой плотности (до 15-20 Дж — в интервале температур от минус 40°С до плюс 40°С). При таковой величине ударной прочности, и целом ряде других неопровержимых преимуществ (проницаемость для токов катодной защиты, стойкость к катодному отслаиванию, к прорезанию, атмосферостойкость), двухслойные эпоксидные покрытия могут в значимой степени потеснить заводские полиэтиленовые покрытия труб.  Освоение и внедрение технологии заводской двухслойной эпоксидной изоляции труб, на наш взор,  представляется одним из более многообещающих направлений в области антикоррозионной защиты трубопроводов. Данный тип покрытия может быть  использован, в первую очередь,  при строительстве морских, шельфовых трубопроводов (в том числе, при производстве теплоизолированных и  обетонированных труб), при прокладке трубопроводов на участках проколов под дорогами, при строительстве способом наклонно-направленного бурения. Кроме этого трубы с двухслойным эпоксидным покрытием могут получить самое обширное применение при строительстве промысловых и технологических трубопроводов, также при прокладке магистральных газонефтепроводов поперечником до 820 мм.