Способ нанесения антикоррозионного покрытия на части трубопроводов, включающий применение водного раствора силана и эпоксидной порошковой краски
Внешний вид разрыва может соответствовать:
- адгезионному разрыву, т.е. отделению покрытия от металлической основы;
- когезионному разрыву, т.е. разрыву в массе без отрыва покрытия от металлической основы; такой сценарий предпочтителен перед предыдущим;
- полуадгезионный/полукогезионный разрыв, являющийся комбинацией двух первых типов;
- разрыв по клею, т.е. отрыв клея от поверхности покрытия; в этом случае сила, соответствующая адгезии покрытия к своей металлической основе, не определена, но она рассматривается как сила, которая равна или больше силы разрыва по клею; этот вид разрыва является благоприятным.
Второй способ оценки адгезии соответствует оценке адгезии в испытаниях на отдир покрытия, описанных в стандарте EN 10290 и EN 10289.
Отточенным ножом, прижатым к стальной линейке, делают прямые надрезы в покрытии размером от 30 до 50 мм до металлического субстрата, в виде буквы Х с углом, равным примерно 30 градусам в точке пересечения.
Кончиком ножа в горизонтальном положении (плоскость лезвия) поддевают покрытие в точке пересечения надрезов так, чтобы острие лезвия соприкасалось с поверхностью металла.
С помощью рычага, образующегося при опоре ножа на что-нибудь типа стальной палочки, плоскость лезвия отрывают от металлической пластины одним движением и вертикально, т.е. в направлении, составляющем 90 градусов к поверхности. Цель данной операции пытаться оторвать покрытие.
Потерю адгезии покрытия оценивают по длине в миллиметрах, соответствующей оторванной (или отодранной) части от точки пересечения.
Другие образцы погружают в водопроводную воду. Ванну с водой поддерживают при температуре 80+2°С.
Образцы вынимают из ванны с горячей водой и охлаждают до комнатной температуры через разные промежутки времени погружения.В охлажденных образцах оценивают адгезию двумя способами, описанными ранее. Результаты представлены в следующей таблице:
Тест | До погружения | После погружения в воду | |||
Через 3 дня | Через 10 дней | Через 14 дней | Через 28 дней | ||
Разрыв (Н/нм 2) | 25 | 24 | 14 | 14 | 13 |
Общий вид разрыва | По клею | адгезионный | адгезионный | адгезионный | адгезионный |
Отдир | 1 | 14 | 20 | >20 | >20 |
Результаты показывают, что покрытие из эпоксидной смолы, погруженное в воду при 80°С, быстро испытывает падение адгезионных свойств по отношению к металлическому субстрату.
ПРИМЕР 4В
Готовят несколько растворов силана:
- Раствор 1: 5% N-(бета-аминоэтил)-гамма-аминопропилтриметоксисилана («Dynasilan® A-1120) и 95% этанола.
- Раствор 2: 5% N-(бета-аминоэтил)-гамма-аминопропилтриметоксисилана («Dynasilan® A-1120) и 95% водопроводной воды.
- Раствор 3: 2,5% N-(бета-аминоэтил)-гамма-аминопропилтриметоксисилана («Dynasilan® A-1120) и 97,5% водопроводной воды.
- Раствор 4: 12,5% водного раствора 40%-ного масс. 3-аминопропилсилана («Dynasilan® 1151) (что составляет 5% чистого силана) и 87,5% водопроводной воды.Данные различные растворы готовят за 24 часа до их нанесения. Металлические субстраты, используемые для тестов, идентичны тем, что описаны в Примере 4А.
Металлические субстраты подвергают пескоструйной обработке и очистке от пыли, как в Примере 4А.По окончании данных стадий металлические субстраты предварительно нагревают до 40°С в сушильной печи, затем погружают в один из растворов силана. Время погружения, соответствующее нанесению силана пропиткой, длится 4±1 секунды.
Количество раствора силана, нанесенного на металлический субстрат, определяют взвешиванием. Это количество равно 50±10 г/м2.
Сразу после операции погружения в раствор силана металлические субстраты ставят в сушильную печь для предварительного нагревания до 220°С. По Примеру 4А, как только температура субстратов достигнет 220°С, субстраты вынимают из печи и покрывают эпоксидной порошковой краской, как в Примере 4А. Нанесение порошковой краски осуществляют точно по способу, описанному в Примере 4А.
После нанесения порошка пластины обжигают в печи при 200°С согласно способу по Примеру 4А.
Пластины далее охлаждают до комнатной температуры. Для тестов оставляют только образцы, в которых толщина эпоксидной пленки составляет 350-450 микрометров.
Результаты представлены в нижеследующей таблице:
Раствор силана | Тест | Перед погружением | После погружения в воду | |||
Через 3 дня | Через 10 дней | Через 14 дней | Через 28 дней | |||
Без контроля | Разрыв (Н/мм2) | 25 | 24 | 14 | 14 | 13 |
Тип разрыва | По клею | Адгезионное | Адгезионное | Адгезионное | Адгезионное | |
Отдир (мм) | 1 | 14 | 20 | >20 | >20 | |
1 | Разрыв (Н/мм 2) | 21 | 19 | 19 | 20 | 21 |
Тип разрыва | По клею | По клею | По клею | По клею | По клею | |
Отдир (мм) | 1 | 2 | 3 | 3 | 4 | |
2 | Разрыв (Н/мм 2) | 22 | 21 | 19 | 20,5 | 21,5 |
Тип разрыва | По клею | По клею | По клею | По клею | По клею | |
Отдир (мм) | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
3 | Разрыв (Н/мм 2) | 20 | 19,5 | 22 | 22 | 18,4 |
Тип разрыва | По клею | По клею | По клею | По клею | По клею | |
Отдир (мм) | 1 | 2 | 5 | 4 | 4 | |
4 | Разрыв (Н/мм 2) | 19 | 19 | 20 | 21 | 19 |
Тип разрыва | По клею | По клею | По клею | По клею | По клею | |
Отдир (мм) | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Результаты показывают, что каждый раствор силана, нанесенный согласно способу по изобретению, обеспечивает адгезию покрытия из эпоксидной смолы после погружения в горячую воду, значительно улучшенную по сравнению с контролем по Примеру 4А.
С другой стороны, применение силана, растворенного в воде, приводит к тем же результатам, что получены в случае силана, растворенного в органическом растворителе, таком как этанол. Использование воды в качестве растворителя силана не влияет на эффективность последнего.
ПРИМЕР 4С
Пример 4С касается нанесения трехслойного покрытия. Покрытие состоит из первого слоя эпоксидного порошка, адгезива и последнего слоя.
Эпоксидный порошок имеет следующий состав:
Твердая эпоксидная смола бифенол А типа 4 | 59% |
Акриловый агент напряжения | 0,7% |
Минеральный наполнитель (каолин) | 7,56% |
Минеральный наполнитель (сульфат барита) | 18% |
Пигмент красный (оксид железа) | 3% |
Фенольный отвердитель (содержащий 3,5% метил-2-имидазола) | 10,75% |
Пирогенный кремнезем | 0,2% |
Эпоксидная смола 0,2% с продуктом присоединения (метил-2-имидазол) | 0,59% |
Катализатор | 0,2% |
ИТОГО | 100% |
Содержание дано в массовых процентах относительно общей массы композиции.
Время остудневания при 180°С данной композиции, определенное в соответствии со стандартом ISO 8130-6, составляет 40±5 секунд.
Адгезив представляет собой полиолефин, точка размягчения которого, определенная путем дифференциальной сканирующей калориметрии, или DSC (ДСК), равна 135°С, который сшит радикалами на основе малеинового ангидрида. Например, адгезив представляет собой сшитый адгезив «Orevac® » 18510, выпускаемый в продажу фирмой Arkema.
Последний слой состоит из PEHD (полиэтилен высокой вязкости).
Раствор 5 силана состоит из 94,5% водопроводной воды, 5% силана «Dynasilan®» 1151 и 0,5% красящего вещества.
Покрытие наносят на внешнюю сторону трубы из стали толщиной 7 мм и внешним диаметром 116 мм.
После пескоструйной обработки, осуществляемой с использованием абразива Rugos 2000®, сорт 20-30, очистка от пыли обеспечивается обдувкой сжатым воздухом поверхности трубы. При обдувке абразивом поверхность трубы нагревается до температуры 40°С.
Раствор 5 силана наносят кистью на поверхность трубы. Определяемая масса квадратного метра в граммах составляет 50±10 г/м2.
После нанесения раствора 5 труба проходит в индуктор, в котором температура стали повышается до 220°С.