Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ЭМАЛИ НА ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБЫ И СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам нанесения защитных покрытий в качестве антикоррозионной изоляции на внутреннюю поверхность труб, и к способам контроля качества такого покрытия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ нанесения защитной эмали на внутреннюю поверхность трубы, включающий предварительную очистку поверхности, нанесение эмали и сушку (см. патент RU №2179076, опубл. 10.02.2002).

Недостатком его является высокая трудоемкость, высокие энергозатраты и низкое качество.

Технической задачей предлагаемого технического решения является упрощение технологии, увеличение производительности, снижение энергозатрат, повышение качества покрытия.

Для решения поставленной технической задачи предлагается нанесение защитной эмали на внутреннюю поверхность трубы производить путем предварительной очистки поверхности, нанесения эмали и сушки, причем сначала трубу прогревают и сушат путем продувки через нее воздуха t=+40÷80°С, затем производят очистку внутренней поверхности абразивоструйным методом до устранения загрязнений и получения шероховатости не менее R_Z 40, после этого удаляют пыль продувкой воздухом, затем наносят не менее 2-х слоев эмали, причем каждый слой выполняют толщиной мокрого слоя 90÷180 мкм, а сушат каждый слой эмали путем продувки со скоростью 2÷8 м/сек через трубу воздуха температурой t=+15÷25°С в течение не менее 3 часов, при этом интервал между нанесением слоев должен составлять не более 24 часов. Отличительной особенностью предлагаемого способа, от известного наиболее близкого к предлагаемому решению, является то, что сначала трубу прогревают и сушат путем продувки через нее воздуха t=+40÷80°С, затем производят очистку внутренней поверхности абразивоструйным методом до устранения загрязнений и получения шероховатости не менее R_Z 40, после этого удаляют пыль продувкой воздухом, затем наносят не менее 2-х слоев эмали, причем каждый слой эмали выполняют толщиной мокрого слоя 90÷180 мкм, а сушат каждый слой путем продувки со скоростью 2÷8 м/сек через трубу воздуха температурой t=+15÷25°С в течение не менее 3 часов, при этом интервал между нанесением слоев должен составлять не более 24 часов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу контроля качества нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубы является способ, заключающийся в деформировании образца в определенных пределах и определения нарушения покрытия (см. патент RU №2231044, опубл. 20.06.2004).

Недостатком его является высокая трудоемкость способа и низкая точность контроля.

Технической задачей предлагаемого технического решения является упрощение способа, снижение трудоемкости и повышение точности контроля прочности сцепления защитного покрытия с трубой.

Для решения поставленной технической задачи предлагается контроль качества нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубы производить путем деформирования образца и определения нарушения покрытия, причем из трубы с нанесенным на нее покрытием в виде защитной эмали после полимеризации вырезают образец в виде цилиндра длиной, равной 0,5-1,5 диаметра трубы, который подвергают сжатию в радиальном направлении до нарушения покрытия, а о качестве защитного покрытия судят по величине деформации образца в момент обнаружения нарушения этого покрытия.

Отличительной особенностью способа является то, что из трубы с нанесенным на нее покрытием в виде защитной эмали после полимеризации вырезают образец в виде цилиндра длиной, равной 0,5-1,5 диаметра трубы, который подвергают сжатию в радиальном направлении до нарушения покрытия, а о качестве защитного покрытия судят по величине деформации образца в момент обнаружения нарушения этого покрытия.

Способ нанесения защитной эмали заключается в следующем. Сначала трубу прогревают и сушат путем продувки через нее горячего воздуха t=+40÷80°С. Затем производят очистку внутренней поверхности абразивоструйным методом до устранения загрязнений и получения шероховатости не менее R_Z 40. После этого удаляют пыль продувкой воздухом через трубу. Затем наносят не менее 2-х слоев эмали, причем каждый слой эмали выполняют толщиной мокрого слоя 90÷180 мкм, с помощью головки центробежного распыления, при этом скорость перемещения головки определяется по формуле:

где L - длина трубы (м), имеющей площадь поверхности для окраски, равную 1 м²;

Т - время нанесения эмали (сек) на 1 м² поверхности трубы.

где t - толщина слоя покрытия (мкм);

Q - расход эмали через жиклер (л/мин);

P_н - давление на выходе из насоса при работе распылительной головки (МПа);

P_ж - давление при снятии характеристики жиклера (МПа).

где D_тр - диаметр окрашиваемой поверхности трубы (мм);

D_расп - диаметр чаши распылительной головки (мм).

Сушат каждый слой эмали путем продувки со скоростью 2÷8 м/сек через трубу воздуха температурой t=+15÷25°С в течение на менее 3 часов, при этом интервал между нанесением слоев должен составлять не более 24 часов. Предлагаемая технология подготовки трубы перед нанесением покрытия и сушки слоев эмали обеспечивает надежное сцепление эмали с поверхностью трубы, а также между слоями. Нанесение эмали методом распыления центробежной головкой, вращающейся со скоростью 1800-2500 об/мин обеспечивает широкий факел распыления с величиной капель единицы микрон. А рассчитанная по выше приведенным формулам скорость перемещения обеспечивает заданную оптимальную величину мокрого слоя покрытия. Широкий факел распыления в сочетании с большой скоростью вращения головки обеспечивает перекрытие полос и более ровный слой покрытия.

Способ контроля качества нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубы заключается в следующем. Из трубы с нанесенным на нее покрытием в виде защитной эмали после полимеризации вырезают образец в виде цилиндра длиной, равной 0,5-1,5 диаметра трубы, который подвергают сжатию в радиальном направлении до нарушения покрытия, а о качестве защитного покрытия судят по величине деформации образца в момент обнаружения нарушения этого покрытия.

Данный способ наиболее эффективен при оценке качества покрытия труб, имеющих значительную кривизну, и позволяет произвести контроль на образцах выполненных из труб с нанесенным покрытием.

Пример. Предлагаемый способ нанесения защитной эмали на внутреннюю поверхность трубы был использован для покрытия внутренней поверхности насосно-компрессорных труб с внутренним диаметром 60 мм и длиной 12 м двухкомпонентной эпоксифенольной эмалью АРГОФ-ЭП. Прогрев и сушка трубы осуществлялась продувкой воздуха температурой t=+50±5°С. Очистка и получение шероховатости не менее R_Z 40 осуществлялась с использованием пескоструйного оборудования Airblast с наконечником Circleblast (см. приложение 1). На внутреннюю поверхность труб с помощью головки центробежного распыления типа WIWA (см. приложение 2) были нанесены два слоя эмали толщиной 140÷160 мм каждый слой. Скорость перемещения головки 0,41 м/сек. Сушка осуществлялась путем продувки воздухом температурой t=+18÷20°С со скоростью 3-4 м/сек. После сушки второго слоя и недельной выдержки из трубы был вырезан образец длиной 50 мм, который был подвергнут сжатию в радиальном направлении на испытательном прессе. Нарушения покрытия было обнаружено при достижении деформации трубы 7,5 мм. Испытания труб, покрытых предлагаемым способом, в эксплуатационных условиях показали на надежность и долговечность покрытия и длительное противостояние агрессивной среде.