Эпоксидные покрытия — это защитные покрытия от коррозии металлических изделий с помощью эпоксидных смол. Большая часть рынка эпоксидных покрытий составляет антикоррозийное покрытие труб, которые используются как для трубопроводов, так и для устройства фундаментов на трубчатых сваях. Примером такого сооружения является Крымский мост.
Защита от коррозии трубчатых свай эпоксидными покрытиями
править
Трубчатые сваи с антикоррозийным покрытием из эпоксидных смол для фундаментов применяются достаточно часто, практика показывает очень высокую стойкость покрытия к сдиранию, так как оно не отрывается при погружении сваи в грунт и её извлечении обратно при демонтаже временных конструкций[2][3].
Примеры эпоксидных покрытий — порошки двух сортов Scotchkote 8352N и Scotchkote 226N, произведённые американской корпорацией 3M, используются также аналогичные порошки Resicoat R-726A и Resicoat R-641 от голландской корпорации AkzoNobel. Контролёром качества выдающей сертификат надёжности покрытия является шотландская Exova[4].
Производственные мощности по производству покрытий уже перенесены в Россию на завод в Волоколамске[5].
Технология нанесения эпоксидных покрытий
правитьНиже рассмотрена стандартная технология нанесения эпоксидных покрытий на примере защиты трубчатых свай Керченского моста[4][6][7][8]:
- Сначала в печи трубу нагревают до 60 °C для осушения и дальнейшей подготовки к хромированию, для которого необходима горячая труба.
- Затем поверхность трубы очищается струями песка в дробеструйной установке.
- После этого выполняется процесс хромирования, который состоит в нанесении бихромата калия на горячую трубу[9]. Хромовое покрытие обладает высокими антикоррозийными свойствами[10], но основное назначение его в другом — это защита основного полимерного слоя от «катодного отслаивания» и сохранения адгезии (прилипания) покрытия, даже если отдельные молекулы воды проникли через полимерный слой[9]. Катодное отслаивание — это комплексный электрохимический процесс, связанный с электролитическим появлением пузырьков водорода на поверхности металла с утратой надёжного контакта с полимерной плёнкой[4][11]. При высокой разнице потенциалов катодное отслаивание может стать существенной проблемой. Отслаивание может достигать 3 мм, правда, без разрыва покрытия[12]. Слой хрома предотвращает этот электрохимический процесс, меняя электрические потенциалы на поверхности за счёт гальванической пары хрома с железом. Дополнительно хромирование обеспечивает высокое сцепление с полимерами, даже если они частично пропитались водой[9].
Керченский мост унаследовал технологии антикоррозийной защиты от эпоксидных покрытий нефтепроводов США. На снимке рабочие в 2010 году убеждаются в отсутствии повреждений эпоксидного покрытия, созданного корпорацией 3М в 1957 году (более 60 лет тому назад) для нефтепровода Enbridge Pipeline. - Далее на трубу наносится двухслойное порошковое покрытие[13] из эпоксидных смол[2][14]. Порошок расплавляется при температуре 270 °C и образует полимерные плёнки.
- Первый слой эпоксидных смол (праймер) создан из порошка Scotchkote® 226N или его аналога Resicoat® R-726 и адаптирован для химического барьера и прилипания к трубе за счёт адгезии[15]. Слой создан по технологии толщиной с 300—400 мк[16]. Тончайшее и ровное нанесение порошка до гелеобразования плёнки осуществляется за счёт технологии без участия человека c электростатическим прилипанием к трубе парящих частиц порошка. Для этого порошок компрессорами превращают в аэрозвесь и прогоняют через электрод под напряжением 40.000-120.000 вольт. Далее заряженные частицы начинают притягиваться к заземлённой трубе и, оседая на ней, начинают отталкивать другие частицы, что обеспечивает тонкий и равномерный слой[17].
- Второй слой адаптирован против внешних механических повреждений за счёт эпоксидных смол из порошка Scotchkote 8352N или его аналога Resicoat® R-641, что делает покрытие устойчивым к сколам, ударам, истиранию[15][18]. В дешёвом варианте технологии обычно данный слой выполняют из полиэтилена с итоговой толщиной покрытия около 2—3 мм. В случае Керченского моста используется второй слой из эпоксидной смолы с толщиной 400—600 мк[16]. Несмотря на меньшую толщину, эпоксидные смолы устойчивее по отношению к сдиранию и, кроме того, не обладают, в отличие от полиэтилена, заметной водопроницаемостью под осмотическим давлением[2][5][19].
- Далее труба изучается электроискровым дефектоскопом «Крона-С»[20], который обнаруживает минимальные дефекты: труба вращается под электродом дефектоскопа, и если толщина полимера уменьшена, то сквозь него произойдёт искровой пробой, и дефект будет обнаружен. Затем труба изучается по всей длине томографом на ультразвуковой фазированной решётке (УЗФР) для поиска дефектов в глубине металла, особенно в местах сварки. Контроль качества нанесения покрытия осуществляют эксперты мирового лидера сертификации антикоррозийных покрытий из шотландской компании Exova[4]. Процедура контроля качества такого эпоксидного покрытия регулируется также ГОСТ Р ИСО 21809-2-2013, что позволяет выполнять также государственный контроль за качеством покрытия и регламентирует процедуры и технологию устранения обнаруженных дефектов[4][21].
.jpg)
Порошковая антикоррозийная защита в химическом плане является практически вечной, так как эпоксидные смолы весьма инертны химически даже к сильным кислотам и щелочам. Разрушение этого слоя возможно только механическим способом, но механическая прочность такого покрытия весьма велика: прорезы под давлением на нож в 50 кг не более 0,4 мм, низкое поверхностное трение определяет крайне высокую устойчивость к сдиранию и абразивным нагрузкам, что позволяет несколько раз выполнять монтаж и демонтаж трубчатых свай без утраты эпоксидного покрытия[2][12].
По стандартам Министерства транспорта США даже для устаревших вариантов покрытия типа Scotchkote время службы не менее 75-100 лет[22]. Современные западные стандарты по гарантии покрытий также обычно составляют не менее 75 лет[23].
Примечания
править- ↑ Alexander Wöstmann. The Beryl Alpha oil platform in the North Sea — Alexander's Gas and Oil Connections (англ.). www.gasandoil.com. Дата обращения: 31 июля 2017. Архивировано из оригинала 1 августа 2017 года.
- ↑ 1 2 3 4 Порошковые покрытия для защиты труб. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано из оригинала 16 ноября 2017 года.
- ↑ Технические условия на антикор. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано из оригинала 8 февраля 2017 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 "Протекторная и антикоррозионная защиты Керченского моста: ответ строителей". Керчь ИНФО: больше, чем новости!. 2017-03-16. Архивировано 30 июля 2017. Дата обращения: 30 июля 2017.
- ↑ 1 2 Внутренние эпоксидные порошковые покрытия применение и выбор материала покрытия Scotchkote компании 3M. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано 13 мая 2017 года.
- ↑ О строительстве уникальных и технически сложных объектов капитального строительства | Мост через Керченский пролив. kerch-most.ru. Дата обращения: 7 февраля 2017. Архивировано 7 февраля 2017 года.
- ↑ "Строители начали возведение свайных фундаментов моста через Керченский пролив". Крымский мост. Архивировано 30 ноября 2016. Дата обращения: 10 декабря 2016.
- ↑ Нанесение наружного и внутреннего порошкового покрытия на трубы и детали трубопроводов ø57-426мм | Технологии | ZIT. www.zitt.ru. Дата обращения: 10 декабря 2016. Архивировано из оригинала 12 декабря 2016 года.
- ↑ 1 2 3 Презентация на тему: "3M Corrosion Protection Products Division © 3M All Rights Reserved. Заводское нанесение эпоксидных покрытий без этапа хроматирования Глеб Трофименко.". www.myshared.ru. Дата обращения: 11 февраля 2017. Архивировано 12 февраля 2017 года.
- ↑ Диффузионное хромирование и стойкость в солёной воде. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано 20 декабря 2016 года.
- ↑ Administrator. Защита трубопроводов с помощью полимочевины. www.pm21.ru. Дата обращения: 7 февраля 2017. Архивировано 7 февраля 2017 года.
- ↑ 1 2 Новости: Эпоксидное покрытие Scotchkote ® 8352N. solutions.3mrussia.ru. Дата обращения: 10 декабря 2016.
- ↑ Инженерная защита моста через Керченский пролив: от проекта до реализации | Мост через Керченский пролив. kerch-most.ru. Дата обращения: 10 декабря 2016. Архивировано 7 декабря 2016 года.
- ↑ Новости: Адгезия эпоксидных покрытий к полиэтилену в системе трёхслойной изоляции. solutions.3mrussia.ru. Дата обращения: 10 декабря 2016. Архивировано 20 декабря 2016 года.
- ↑ 1 2 Публикации: Scotchkote® 226N, Scotchkote® 226N+. solutions.3mrussia.ru. Дата обращения: 30 июля 2017. Архивировано 30 июля 2017 года.
- ↑ 1 2 Resicoat Dual Layer R-726+R-641. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано из оригинала 30 июля 2017 года.
- ↑ Описание технологии Resicoat. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано 10 августа 2016 года.
- ↑ "Дорожная держава. Проверенные технологии уникального моста". most.life. Архивировано 7 декабря 2016. Дата обращения: 10 декабря 2016.
- ↑ Полиэтилен, его виды и применение на сайте производителя и поставщика полиэтилена, плёнки. www.optplenka.ru. Дата обращения: 7 февраля 2017. Архивировано 8 февраля 2017 года.
- ↑ Спецификация Автодора по технологиям моста. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано из оригинала 30 июля 2017 года.
- ↑ ГОСТ Р ИСО 21809-2-2013 Трубы с наружным покрытием для подземных и подводных трубопроводов используемых в транспортных системах нефтяной и газовой промышленности. Часть 2. Трубы с эпоксидным покрытием. Технические условия, ГОСТ Р от 22 ноября 2013 года №ИСО 21809-2-2013. docs.cntd.ru. Дата обращения: 30 июля 2017. Архивировано 30 июля 2017 года.
- ↑ FHWA-HRT-04-090-Chapter 1. INTRODUCTION AND PROJECT HISTORY-Long-Term Performance of Epoxy-Coated Reinforcing Steel in Heavy Salt-Contaminated Concrete-JUNE 2004 (англ.). www.fhwa.dot.gov. Дата обращения: 30 июля 2017. Архивировано 30 июля 2017 года.
- ↑ Dual Layer FBE Coating. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано из оригинала 4 сентября 2016 года.
Литература
править- Александра Галактионова. Крыму в дар: как строят самый длинный и дорогой мост в России // Forbes : журнал. — 2016. — Август (№ 08 (149)). — С. 92—101. Архивировано 16 июня 2017 года.