Антикорозійне покриття сталевих труб та спосіб його нанесення

Изобретение относится к области полимерных антикоррозионных покрытий, наносимых на металлические изделия, преимущественно на стальные трубы пригодные для магистральных нефте- и газопроводов. Известны антикоррозионные покрытия для трубопровода, полученные путем электростатического напыления эпоксидной порошковой композиции(ЭПК) на поверхность трубы нанесения на ЭПК сополимера олефина (преимущественно этилена) с винилацетатом [1], дикарбоновой кислотой [2], акрилатом или бутилакрилатом [1, 3] и далее выдавливаемой термопластичной ленты (преимущественно полиэтилена). Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение по заявке 3508811 ф.Манесман (ФРГ) [4], согласно которому при получении трехслойного покрытия перед нанесением эпоксидной грунтовки поверхность трубы подвергается дробеструйной обработке, а затем хромати-рованию и тщательной осушке. Далее на эпоксидную грунтовку наносят адгезив из сополимеров этилена толщиной 0,003 мм и полиэтиленовый слой толщиной 2,5-3,0 мм. Полученное таким способом покрытие имеет хорошие прочностные свойства (прочность при ударе при температуре от минус 45° С до 25° С не менее 2 Нм), адгезию (прочность связи покрытия с металлом трубы не менее 0,7 Нм), водостойкость (сохранение прочности и адгезии покрытия после выдержки в воде о течение 1000 ч не менее чем на 60%), а также стойкость к катодному отслаиванию (после 60 сут выдержки в 3% растворе NaCI при потенциале поляризации минус 1,5 В и температуре (20±5)° С - 5-7 мм). В основу предлагаемого изобретения поставлена задача повышения антикоррозионных защитных свойств (прочностных, адгезионных, водостойкости, сопротивления катодному отслаиванию и др.) путем использования при получении трехслойного полимерного покрытия в качестве эпоксидной грунтовки (праймера) порошковой композиции марки УП-1906 на основе твердой диановой смолы (с массовой долей эпоксидных групп 3,8-5,8% и температурой размягчения по методу "Кольцо и Шар" 82-104° С), отвер-дителя гидроксилсодержащего олигоэфира (с массовой долей гидроксильных групп 8,3-10,5 и температурой размягчения по методу "Кольцо и Шар 70-90° С), ускорителя 2-метилимидазола (2-МИ), пригодных наполнителей и пигментов (например мела, диоксида титана, пигмента железоокисного, технического углерода, отходов сталеплавильного производства и др.), а также других целевых добавок. В качестве адгезива (клеящего состава по предлагаемому изобретению используют модифицированный сополимер этилена с вйнилацетатом марок "Тризолен" и "Лука-лен" ф. "Bosf" и ф. "Sow Levna Olefinverbund" cooombemc, а для наружного слоя используют термостабилизированный полиэтилен (ТС ПЭ) марок "Daplen ДЕ 3964" и Clearflex SF 688" ф. "RSD Polymere" и "Enichem" coombemcmb. Трехслойное полимерное покрытие получают способом предварительной дробеструйной и химической обработки поверхности трубы, нагрева ее конвекционным методом до температуры 180-220° С, дальнейшего нанесения на обработанную и нагретую трубу праймера (порошковой эпоксидной композиции УП-1906) вибровихревым методом и затем нанесения клеящего и полиэтиленового слоя экструзионным выдавливанием в виде ленты при температуре в зонах обогрева экструдера для клеящего состава 100-180° С, для ТС ПЭ - 90-200° С и при линейной скорости подави трубы 0,76-1,0 м/мин, а окружной скорости вращения трубы 33-45 м/мин. распыление праймера производят при давлении 0,3-0,1 МПа. При этом получают эпоксидную грунтовку толщиной 70-100 мкм, адгезив толщиной 0,25-0,8 мм, трехслойное покрытие толщиной 30-4,5 мм. Праймер (порошковую композицию УП-1906) по примерам 1-6 (табл.1) получают путем "сухого" смешения компонентов в центробежном смесителе, гомогенизации на вальцах или шнековом смесителе при температуре 60-115° С, охлаждения гомогенизированной массы до температуры окружающей среды, измельчения до частиц размеров до 0,3 мм любым из известных способов и отбора фракции порошка с размером частиц не более 150 мкм рассевом на вибросите или сепарацией в воздушном потоке. Трехслойное покрытие на трубах диаметром 1220-1420 мм получают следующим образом. Стальную трубу подают с линейной скоростью 33-45 м/мин и окружной скоростью вращения 0,76-1,0 м/мин на дробеструйную, а затем на химическую обработку ее поверхности раствором хромовой кислоты. Затем трубу при тех же скоростях подачи и вращения нагревают в тоннельной электропечи до температуры 180-220° С и на высушенную нагретую поверхность наносят вибровихревым напылением эпоксидный праймер (порошковая композиция (УП-1906 по примерам 1-6) и далее на эпоксидное покрытие выдавливаемую из экструдера (температура в рабочей зоне 100-180° С) ленту клеящего состава и на адгезию наносят выдавливаемую из экструдера.(температура в рабочей зоне 90-200° С) ленту из ТС ПЭ шириной 400 мм, причем соотношение скорости подачи трубы и ее вращения позволяет наносить слой ПЭ-покрытия внахлест, при этом общая толщина защитного покрытия составляет 3,0-4,5 мм. Далее трубу с нанесенным покрытием охлаждают проточной водой и подвергают кондиционированию при нормальных условиях в течение не менее 24 ч, после чего из нее вырезают образцы и испытывают их по методикам соответствующих ГОСТов. Состав компонентов антикоррозионного покрытия стальных труб и результаты испытаний образцов из труб с этим покрытием приведены в табл.2. Использование антикоррозионного покрытия по предлагаемому изобретению позволит повысить надежность, эксплуатационные характеристики и срок службы магистральных трубопроводов.