Аннотация
Праздникова Т.Н., Азжеурова А.Г. Влияние катодного отслаивания и адгезионной прочности на долговечность и надежность полиэтиленовго покрытия стальных труб. Рассмотрены составы полиэтиленовых покрытий, проведены эксперименты, сделаны выводы о наилучшей полиолефиновой композиции
Общая постановка проблемы
Долговечность, а также надежность трехслойного полиэтиленового покрытия стальных труб для газонефтепроводов является основным фактором обеспечения безопасной экологической обстановки в стране.
Поэтому применяемые для нанесения покрытия полиолефиновые продукты должны обладать высокими изоляционными качествами в течении всего срока службы газонефтепровода.
Это обеспечит защиту от возникновения такого явления, как почвенная коррозия, которая является следствием электролиза, возникающем между металлом стальных труб, уложенных в грунт и непосредственно солями, кислотами, щелочами, растворенными в почвенной воде.
Во избежание экологической катастрофы, полиэтиленовое покрытие труб газонефтепроводов должно соответствовать ряду требований.
Это – высокие адгезионные показатели, трещиностойкость, стабильность, низкий уровень напряжений, возникающих в процессе нанесения покрытия, прочность.
Цель исследований
Цель исследований – изучение свойств защитного покрытия труб на основе экструдированных полиолефиновых композиций, в частности таких свойств, как адгезия покрытия к стали и коррозионная стойкость в различном диапазоне температур и после выдержки в воде.
Определить факторы, которые будут наиболее сильно влиять на эти свойства особенно в эксплуатации при технологических условиях.
Актуальность вопроса
Актуальность этого вопроса увеличивается ежедневно, так как с одной стороны постоянно повышается качество защитных покрытий трубопроводов, а с другой – становятся все более жесткими условия строительства и эксплуатации трубопроводов (строительство в условиях Крайнего Севера, освоение морских источников нефти и газа, эксплуатация при температуре выше 100°С).
Суть эксперимента и результаты
Был изучен такой состав полиэтиленового покрытия, как адгезив АТИ-06+полиэтилен Borcoat HE 3450 фирмы Borealis + эпоксидный праймер Resicote R-726 LD фирмы Akzo Nobel.
Это одна из первых систем для разработки наиболее эффективного полиэтиленового покрытия.
Эти материалы доступны, пользуются популярностью у заводов-изготовителей стальных труб и рекомендованы к исследованию для дальнейшего заключения о целесообразности использования.
Суть опыта заключалась в том, что потенциал металла специально сдвигали из области активного растворения полиолефиновой композиции в область относительно потенциала коррозии.
Электрод использовался стандартный поляризованный водородный, который должен соответствовать необходимой температуре испытания, стабилизатор напряжения при Un = -1260 mV. Образец выдерживали 30 дней , постепенно увеличивая температуру (диапазон от 25 до 90°С).
Результаты эксперимента можно увидеть в таблице 1:
Таблица 1 – Катодное отслаивание
Анализ результатов
Анализ результатов показал, что указанная выше система полиолефиновых соединений может эксплуатироваться только в нормальных условиях эксплуатации (температура до 60°С).
Специальные условия (Крайний Север и Юг) такое покрытие не выдержит. Но уже можно транспортировать жидкость с температурой до 80°С. Планируется дальнейшее комбинирование компонентов, составляющих систему полиэтиленового покрытия.
Таблица 2 – Адгезионная прочность
Примечание: а – отслаивание от праймера или от металла (очень тонкий слой праймера – трудно определить характер отслаивания); к – когезионное отслаивание
При выдержке в воде продолжительностью от 500 до 1500 часов показатели адгезии уменшаются.
Выбран оптимальный диапазон температур – это 60°С и выдержка в воде 500 часов дал наиболее оптимальный вариант.
Результаты исследований
Результаты исследований позволяют утверждать, что комбинирование систем полиолефиновых композиций для достижения наиболее оптимальних показателей эксплуатации прошло эффективно.
Выбранный тип покрытия рекомендуется использовать для нанесения на сероводородостойкие трубы с диаметром 530 мм и толщиной стенки 19 мм категории прочности К50.
В дальнейших экспериментах планируется усовершенствование трехслойного покрытия для использования в условиях Крайнего Севера и Юга в течении 50 лет без конструкционных разрушений.