Защита труб порошковыми красками

Порошковые краски начали применять для изоляции труб в конце 60-х годов, когда возникла острая необходимость в более надежной, простой и долговремегпой их защите. Этому способствовало и резкое увеличение производства труб в связи с возросшими темпами строительства магистральных нефтегазопроводов.

Наибольшее промышленное применение для защиты труб получили эпоксидные порошковые краски; частично используются также составы на основе полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиамидов, пентапласта. Изоляция труб эпоксидными красками особенно распространена на американском континенте. В 1981 г. потребление этих красок трубной промышленностью США составило 18% общего сбыта порошковых лакокрасочных материалов, а ежегодный прирост их производства определяется цифрой 10%.

Уже в 1975 г. для окраски нефтепровода на Аляске (длина 1000 км) было израсходовано 1230 т порошковых эпоксидных материалов. Ряд компаний США на своих заводах имеет крупные установки для нанесения порошковых красок на трубы большого диаметра. Так, компанией Surfcoat Pipe на заводе в Хьюстоне были нанесены внешнее и внутреннее покрытия на трубы газопровода, предназначенные для укладки на дно Мексиканского залива. Трубы покрывали эпоксидной краской Scotchcoat 206N методом электростатического распыления. Средняя толщина внутреннего покрытия 350, наружного 350 600 мкм. Полагают, что такое покрытие обеспечит надежную защиту труб от коррозии и абразивного износа. Предохранение покрытия от механического повреждения во время транспортировки осуществлялось резиновыми прокладками.

На заводе компании Gaido Lingle (Техас) покрытия из эпоксидных порошков наносят на наружную поверхность труб разного диаметра. За сутки завод выпускает до 4,8 км труб диаметром 300 600 мм. Толщина покрытия 250 305 мкм.

Описана технология получения защитных покрытий на стальных трубах (диаметр 457,2 мм, толщина стенки 6,35 мм), применяемая на заводе фирмы Estel Rohr AG (ФРГ). Материалом покрытия служит порошковая эпоксидная краска Scotchcoat 206N. Трубы из накопителя поступают на сушку, абразивную очистку и обдувку воздухом. В случае загрязнения маслом предусмотрена очистка растворителями. Далее трубы нагреваются в газовой печи до 300 С с таким расчетом, чтобы в камере электростатического нанесения краски поверхность трубы имела температуру 246 С. Краска наносится 15 электростатическими распылителями, общая производительность которых 3,6 кг порошка в минуту. Из камеры нанесения трубы выходят с температурой 216 С; отверждение покрытия происходит за счет аккумулированной ими теплоты. После охлаждения (душевания водой) на трубы надевают защитные резиновые кольца (бандажи), предохраняющие покрытие от нарушения при транспортировке. Покрытия контролируют по толщине (она равна 400 450 мкм), сплошности, адгезионной прочности, твердости, устойчивости к удару и изгибу; проверяют также электрические свойства и устойчивость к катодному отслаиванию при напряжении 1,5 В и температуре 65 °С.

Значительный опыт нанесения порошковых эпоксидных красок на трубы накоплен в нашей стране. На Волжском трубном заводе в течение многих лет работает линия по защите наружной поверхности стальных труб большого диаметра (1420 мм и более) порошковой краской П-ЭП-534 (ранее применяли краску П-ЭП-971). Нанесение краски осуществляется в электрическом поле высокого напряжения, трубы предварительно подвергают дробеструйной обработке. Толщина покрытий 300 мкм. Осваивается технология изоляции труб эпоксидными порошковыми красками и на других трубных заводах страны.

В европейских странах при защите труб наряду с эпоксидными порошковыми красками широко применяют полиэтиленовые. Каждая из этих красок имеет свои положительные и отрицательные стороны. Эпоксидные краски значительно дороже полиэтиленовых, однако эксплуатационная толщина эпоксидных покрытий на трубах (а соответственно, и расход красок) в несколько раз меньше, чем полиэтиленовых (0,3-0,4 мм против 1,8-3,5 мм); верхняя температура эксплуатации эпоксидных покрытий равна 90 °С, полиэтиленовых 50 °С; кроме того, эпоксидные покрытия имеют более высокую твердость и лучшую адгезию к металлу.

Фирма Eisenmann (ФРГ) для покрытия труб применяет эпоксидные и полиэтиленовые краски. Порошковый состав Flamulit RPE 25/06 черного цвета, изготовляемый на основе полиэтилена низкой плотности с показателем текучести расплава 1,2-1,7 г/10 мин, наносят на предварительно нагретые трубы диаметром 2 м и длиной 4,6-16 м на автоматической окрасочной линии методом электростатического распыления. Температура и продолжительность нагрева зависят от толщины стенки трубы. Например, трубы с 8 = 4 мм нагревают до 340-360 °С; а с 8 = 8 мм до 300-320 °С. Минимальное время нагрева трубы т (в мин) при этих температурах ориентировочно может быть найдено по уравнению т = 25 + 4. Так, для нагрева труб с 8 = 4 мм требуется 12-15 мин, а с 8 = 8 мм-20-25 мин. Толщина готовых полиэтиленовых покрытий 2-4 мм.

Для улучшения адгезии полиэтиленовых покрытий на трубах применяют соответствующие методы подготовки поверхности, а также грунтование. Фирма L. В. Chemical предложила в качестве грунтовки адгезив RU-2; его наносят на трубы методом экструзии при 170°С. Также известен опыт грунтования труб порошковыми эпоксидными составами способом электростатического распыления, а также луполеном (сополимер этилена с этилакрилатом и акриловой кислотой) и сэвиленом, наносимыми методом экструзии.

Трубы с полиэтиленовым покрытием, как и с эпоксидным, широко используются при строительстве магистральных газонефтепроводов, при водоснабжении и перекачивании различных агрессивных жидкостей. Так, фирма Rurgas (ФРГ), эксплуатирующая около 8000 км газопровода, имеет приблизительно 2000 км труб, уложенных за последние 10 лет, с защитным покрытием из полиэтилена. Длительная их эксплуатация обеспечивается дополнительной электрохимической (катодной) защитой.

Трубы, работающие в воде и в агрессивной атмосфере, защищают поливинилхлоридными красками. Описан процесс их нанесения на наружную поверхность стальных труб диаметром 100-400 мм. Предварительно очищенная пескоструйным методом и загрунтованная груба нагревается до 260-350 °С и подается в камеру кипящего слоя для нанесения порошковой краски. После 30-60 с выдержки в кипящем слое порошка трубу охлаждают водой. Формирование покрытия осуществляется за счет теплоты, аккумулированной трубой.

При защите труб небольшого диаметра распространение получили полиамиды, в частности рильсан. Для получения наружных покрытий используется технологический процесс, разработанный фирмой Lurgi Gesellschaften (ФРГ). Защита производится следующим образом. Подготовленную и очищенную трубу нагревают и подают в камеру напыления. Здесь порошок, взвихренный потоком воздуха, равномерно омывает поверхность, осаждается на ней и частично плавится. После нанесения порошка производится вторичный нагрев трубы для полного плавления и растекания полимера. Трубы диаметром до 60 мм окрашиваются со скоростью 100 м/мин.

Рильсан наносят и на внутреннюю поверхность труб. Такие покрытия допускают горячую и холодную штамповку и сверление. Покрытые рильсаном трубы применяют для транспортирования газов, воды и высокоабразивных водных суспензий.

По материалам tikkurila powder coatings