Антикоррозионной защиты внутренней и наружной поверхности стальных труб. Рекомендации касаются технологии применения цинкнаполненных композиций (ЦНК) и покрытий на их основе для антикоррозионной защиты внутренней и наружной поверхности стальных труб, используемых в промышленном и гражданском строительстве, в нефтяной, газовой, химической и смежных с ними отраслях, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве. Цинкнаполненная композиции ЦВЭС и алюминийнаполненная композиция ПАЭС введены в "Руководство ЯКУТ 25-073-2001" для защиты от коррозии внутренней поверхности судовых трубопроводов.
Таблица 1. Характеристики ЦНК производства ЗАО НПП ВМП Наименование ЦНК | Тип пленкообразующего | Кол-во упаковок | Внешний вид покрытия | Содержание Zn в сухом покрытии | Термо- стойкость, оС , до | ЦВЭС | Модифицированное этилсиликатное | 2 | Матовое, темно-серое | 91 - 92 | 160 | ЦИНОЛ | Высокомолекулярный полимер | 1 | Матовое, ровное, светло-серое | 95 - 96 | 150 | ЦИНОТАН | Полиуретановое | 1 | Гладкое, серое | 83 - 86 | 150 | ЦИНЭП | Эпоксидное | 2 | Гладкое, серое | 86 - 95 | 150 | ЦИНОТЕРМ | Модифицированное полисилоксановое | 1 | Матовое, ровное, светло-серое | 90 - 95 | 350 | *Свойства композиций и особенности работы с ними приведены в рекомендациях и технологических инструкциях ЗАО НПП ВМП на каждый материал. | Таблица 2. Рекомендуемые системы защиты внутренней поверхности труб Среда эксплуатации | № | ЦНК | Кол-во слоев*** | Общая толщина, мкм | Чистый расход** на 1 м2 покрытия, г | Прогнози- руеммый срок службы покрытия *, лет, не менее | 1. Сырая нефть, водо-нефтяная эмульсия, наличие абразива | 123 | ЦВЭС №2 ЦИНОТАН ЦИНЭП | 3 - 4 3 - 4 2 - 3 | 100 - 140 100 - 140 100 - 140 | 690 590 600 | 5 | 2. Светлые нефтепродукты, топлива, минеральные масла, природные и сжиженные углеводородные газы | до 150°С | 123 | ЦВЭС №2 ЦИНОТАН ЦИНЭП | 2 - 3 2 - 3 2 | 80 - 120 80 - 120 80 - 120 | 580 490 500 | 8 | до 350°С | 1 | ЦИНОТЕРМ | 2 | 80 - 120 | 600 | 3 | 3. Морская и пресная вода, в том числе питьевого назначения | холодная | 12 | ЦВЭС №2 ЦИНОЛ | 3 - 4 3 - 4 | 100 - 140 100 - 140 | 690 780 | 5 | горячая | 1 | ЦВЭС №2 | 3 - 4 | 120 - 160 | 800 | перегретый пар | 1 | ЦИНОТЕРМ | 2 - 3 | 100 - 140 | 720 | 4. Агрессивные газы SO2,CO2, H2S | до 150°С | 1 2 | ЦИНОТАН ЦИНЭП | 2 - 3 2 | 80 - 120 80 - 120 | 490 500 | 5 | до 350°С | 1 | ЦИНОТЕРМ | 2 - 3 | 100 - 120 | 660 | 5. Агрессивные жидкости (растворы солей, кислот, щелочей, грунт.воды) | рН=5 - 9 | 1 | ЦИНЭП | 3 | 100 - 140 | 600 | 3 | рН=1-12 | 1 | ЦИНОТАН | 3-4 | 120-140 | 640 | 3 | *-указанные сроки службы соответствуют абразивоструйной подготовке поверхности, ухудшение качества подготовки приведет к снижению срока службы покрытия. Прогнозируемый срок службы покрытия определяет предполагаемую долговечность защитной лакокрасочной системы до первого капитального ремонта покрытия. Он расчитывается на основании ускоренных коррозионных испытаний и опыта практического использования. Прогнозируемый срок службы не является "гарантийным сроком", относящимся к юридическому аспекту. **Практический расход краски зависит от способа нанесения, условий окраски, а также от размера труб. В реальных условиях расход рекомендуется уточнять перед началом работ опытным прокрасом. ***Указанное количество слоев относится к нанесению покрытия методами распыления | Таблица 3. Системы защиты наружной поверхности. Условия эксплуатации наружной поверхности трубы | № | Система | Прогнози- руемый срок службы покрытия, лет, не менее | Грунт* | Покрывные слои | Общая толщина системы | ЦНК | Кол-во слоёв | Общая толщина, мкм | Чистый расход на 1 м2 покрытия, г | Наименование ЛКМ | Кол-во слоёв | 1. Атмосферные условия У1, УХЛ1, ХЛ1 (по ГОСТ 15150-69) | 1 | ЦВЭС № 2 | 2 | 80 | 460 | АЛЮМОТАН, ХВ-16, ХВ-785, Виниколор (Виникор – 62) | 1 - 2 | 140 | 10 | 2 | ЦИНОЛ | 2 | 80 | 520 | АЛПОЛ, ХП-7120, ПФ-115, Виниколор (Виникор-62)** | 2 | 150 | 3 | ЦИНОТАН | 2 | 80 | 390 | АЛЮМОТАН, ХП-7120, Виниколор (Виникор - 62)** | 15 - 30 | 150 | 4 | ЦИНЭП | 2 | 80 | 400 | АЛЮМОТАН, ХВ-16 Виниколор (Виникор – 62) | 1 - 2 | 150 | 2. Почва | 1 2 3 4 | ЦИНОТАН ЦИНЭП ЦВЭС № 2 ЦИНОЛ | 3 2 - 3 3 - 4 3 - 4 | 100 - 140 | 590 600 690 780 | Изолирующие покрытия, в т. ч. битумные, полиэтилен, ленты поливинилхлоридные и полиэтиленовые липкие, эмальэтиленовые покрытия Теплоизолирующие пенополиуретаны | 5-10, в зависимости от типа почв | * В случае, если к декоративному виду покрытия не предъявляются особые требования по цвету, возможно применение ЦНК в качестве самостоятельных покрытий. Суммарная толщина покрытия должна быть не менее 120 мкм, но не более 250 мкм. ** Система ЦИНОЛ-Виниколор (Виникор-62) применяется при отсутствии больших механических нагрузок | Технология нанесения защитного покрытия 1. Подготовка поверхности изделий. ЦНК наносят на предварительно подготовленную сухую металлическую поверхностью. Подготовка включает: Очистку от грязи, рыхлой и отслаивающейся ржавчины. Обезжиривание по ГОСТ 9.402-80: на чистой салфетке после протирки поверхности металла не должно быть масляных и других загрязнений. Очистка от окислов до степени 2 по ГОСТ 9.402-80 (Sa2? по ИСО 8501-1:1988). Для этого применяют абразивоструйные установки нагнетательного типа. Различные типы насадок аппарата позволяют применить этот метод к широкому интервалу размеров диаметров труб более 50 мм (верхний предел не ограничивается). В случаях, когда абразивоструйная обработка невозможна, допускается применение других методов: очистка с помощью механизированного инструмента (для труб малого диаметра - дисковые, концевые, и торцевые вращающееся проволочные щетки, большого диаметра – угловые пневматические машинки) и термическая обработка (газовыми горелками, острым паром). При этом возможно сокращение срока службы покрытия, особенно в средне- и сильноагрессивных средах. Если перед нанесением покрытия на обработанной поверхности будут обнаружены продукты коррозии или следы масел, поверхность следует вновь очистить и обезжирить. Поверхность, подготовленная к окрашиванию, должна быть сухой, обеспыленной, серого (от светло-серого до тёмно-серого) цвета. Разрыв во времени между подготовкой поверхности и нанесением покрытия не должен составлять: более 6 часов на открытом воздухе (при отсутствии конденсации влаги на поверхности и исключения любого вида её загрязнения); более 24 часов в помещении (при температуре не ниже + 20°С и относительной влажности не более 65%).
Нанесение покрытия. Таблица 4. Условия нанесения
ЦНК | Температура нанесения, °С | Относительная влажность, % | Время сушки 1 слоя, мин | ЦВЭС | минус 15 - плюс 40 | оптимально 50-80 | при 20°С - не более 30 (снижается с увеличением температуры) | ЦИНОЛ | минус 15 - плюс 40 | не более 90 | при 20°С - не более 30 (снижается с увеличением температуры) | ЦИНОТАН | минус 15 - плюс 50 | 40-98 | при влажности более 85% - 180 мин (увеличивается с уменьшением влажности) | ЦИНЭП | плюс 5 - плюс 40 | не более 90 | при 20°С - не более 90 (снижается с увеличением температуры) | ЦИНОТЕРМ | минус 15 - плюс 40 | не более 80 | при 20°С - не более 30 (снижается с увеличением температуры) | ЦНК наносятся безвоздушным и пневматическим распылением, кистью, валиком, окунанием, струйным обливом. Возможные методы нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб приведены в табл.5, аппаратурное оформление методов распыления – в табл.6. При любом методе нанесения необходимо учитывать склонность всех составов к оседанию частиц порошка цинка. Поэтому следует организовать периодическое перемешивание композиций. Кроме того, необходимо учитывать, что методы, сопряженные с неоднократным использованием одного и того же объема краски, приводят к преждевременной желатинизации двухупаковочных композиций ЦВЭС и ЦИНЭП, а также ЦИНОТАНа. При нанесении композиций ЦВЭС, ЦИНОЛ и ЦИНОТЕРМ следует соблюдать режимы и параметры нанесения быстросохнущих лакокрасочных материалов. Второй слой наносится после высыхания первого. Высыхание между слоями считается удовлетворительным, если при нажатии пальцем (в чистой резиновой перчатке) в течение 5 сек на покрытии не остается отпечатка. В закрытых полостях и труднодоступных местах продолжительность увеличивается в 1,2 - 1,5 раза. Для ускорения сушки можно продувать внутреннюю поверхность трубы нагретым до 60°С сухим чистым воздухом. Покрытие ЦИНОТЕРМ до заполнения агрессивной жидкой средой требуется предварительно отвердить на воздухе при 150°С в течение не менее 3 часов. Для промывки окрасочного оборудования и инструментов использовать растворители, рекомендуемые в нормативно-технической документации на материал. Допускается проводить сварку изделий с 1-2х слойным ЦНП (толщиной 30-40 мкм) при условии хорошей вентиляции помещения. Предпочтительным видом сварки является электросварка. После сварки шов тщательно очищается металлическими щетками от окалины и сварочной пыли, затем на него наносится покрытие.
Контроль качества покрытия. При оценке качества покрытия контролируется внешний вид, толщина и адгезия. Проверку характеристик проводят на определенном количестве труб от партии (но не менее 2-х ) на наружной поверхности и в доступных местах внутренней поверхности, а также на образцах-свидетелях, накручивающихся на один из концов окрашиваемой трубы с помощью переходной муфты. Внешний вид контролируется визуально. Покрытие не должно иметь посторонних включений, трещин, отслаивания. Допускаются следы захвата трубы подъемными приспособлениями. Толщина покрытия контролируется переносными электромагнитными толщиномерами типа КОНСТАНТА К 5 со специальным насадкой-датчиком для труб. Контроль толщины покрытия проводят не менее, чем в трех сечениях по длине трубы и не менее, чем в четырех точках сечения. Толщину покрытия измеряют по мере высыхания каждого слоя. Окончательная приемка - после полного высыхания покрытия. Адгезия покрытия определяется не ранее, чем через 24 часа методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-78 с торцов труб по возможности дальше от края. Адгезия должна быть не более 2 баллов. После проведения измерения место закрашивают тем же материалом.
Требования безопасности.
Таблица 5. Методы нанесения лакокрасочного покрытия на внутреннюю и наружную поверхность труб различного диаметра Метод нанесения | Сущность и аппаратурное оформление | Достоинства | Недостатки | Распыление (пневматическое, безвоздушное) | Наружная, а также внутренняя поверхность труб большого диаметра, окрашивается агрегатами общего назначения. Внутренняя труднодоступная поверхность требует применения специального оборудования с насадками, чаще всего автоматизированного. Аппаратура отечественного и зарубежного производства по нанесению на внутреннюю поверхность приведена в табл.6 | Высокая производительность Качественное покрытие Небольшое количество отходов лакокрасочного материала (ЛКМ) | Затратный метод (по капитальным вложениям), имеет экономический эффект только при окраске большого количества труб. Необходимость контроля за состоянием окрасочного оборудования и промывки шлангов подачи | Окунание в ванну с краской | Труба опускается в горизонтальном положении в ванну с краской, вращается вокруг оси | Одновременное окрашивание как наружной,так и внутренней поверхности | Большие потери ЛКМ, особенно для двухупаковочных композиций Разнотолщинностьи образование натеков Нанесение в один слой | Налив | В расположенную под небольшим углом к вертикали трубу сверху вручную или через шланг заливают материал, который, стекая, свободно распределяется по поверхности. Нижний конец трубы можно замкнуть пробкой, для равномерного распределения краски трубу поворачивают вокруг оси. Для ускорения процесса изготавливают специальные гребенки-держатели, позволяющие окрашивать несколько труб одновременно. Метод может быть применен к горизонтально расположенной трубе, которую замыкая пробками с обеих концов, вращают или качают.Излишки краски либо сливают, либо выдавливают струей воздуха | Простота | Потери ЛКМ Непрокрасы Разнотолщинность Потеки Нанесение в один слой | Окраскас помощью поршня | Краска заливается поверх поршня, устанавливаемого в верней части вертикально расположенной трубы, затем поршень со столбом краски перемещается вниз. | Простота | Неоднородность состава покрытия из-за высокой плотности наполнителя, устремляющегося вниз Нанесение в один слой Разнотолщинность и потеки из-за колебаний трубы по диаметру | Облив | Внутри горизонтально расположенной трубы перемещается устройство с отверстиями для подачи краски из внутренней полости и щетками по диаметру трубы, равномерно распределяющими ЛКМ по поверхности. Либо изделие либо труба вращается. | Относительно равномерное покрытие, прокрашивание рельефов поверхности, отсутствие натеков | Необходимость налаживания механической линии, промывка шлангов, оборудования | Окраска с помощью покрывных пробок | Краска заливается между двумя пробками, установленными внутри изделия, затем пробки прогоняются по изделию с помощью воздуха или механической тяги. Один из вариантов этого метода - протягивание трубы через неподвижный окрасочный узел, к которому подается с постоянной скоростью ЛКМ. | Простота | Разнотолщинность по периметру из-за колебаний в ? трубы, возможность образоваания натёков | Краски являются токсичными и пожароопасными материалами, что обусловлено свойствами входящих в их состав растворителей. При проведении работ должны соблюдаться общепринятые в лакокрасочной отрасли требования охраны труда и техники безопасности. Таблица 6. Аппаратурное оформление процесса распыления в применении к нанесению покрытия на внутреннюю поверхность труб Марка аппарата | Диаметр трубы, мм | Длина трубы, м | Производитель | Контактный тел. | Аппараты пневматического распыления | КРП внутренней окраски труб малого диаметра (опытный) | 25 - 60 | До 10 | ОМЗ "Виктория", г.Хотьково | (09654) 3-07-89 Зав. лабораторией Волков Владимир Сергеевич | КРВ 50/140 | 50 - 140 | 6 - 12 | КРВ - 60/100 (на опорах) | 60 - 100 (с заменой опор до 250) | До 10 | КРВТ - 2М (на штанге) | 146 - 325 | До 10 | КРВТ - 3 | 120 - 330 | До 10 | КРВ 200/500 | 200 - 500 | До 10 | ВТ - 500/2000 | 500 - 2000 | До 10 | Аппаратура безвоздушного распыления | Насадки для окрашивания внутренней поверхности | Свыше 170 мм | Распылительные устройства адаптируются фирмой-изготовителем к требуемой длине трубы | SP KREMLIN, Франция | Представительство SP KREMLIN, г. Москва (095) 291-33-09 | Распылитель вихревой | Свыше 76 мм | ОАО ВНИИТнефть | г.Самара (8462) 63-89-49 Игнатьев Андрей Анатольевич | Bulldog 33 : 1 для цинксодержащих материалов | Свыше 300 мм | GRACO | Фирма "Уссури", г. Москва (095) 238-16-54 Гоц Владимир Лазаревич | *Отечественные аппараты выпускаются только под заказ. |
|