RU2735438C1 - Method for application of coatings on tubing string - Google Patents
Method for application of coatings on tubing string Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735438C1 RU2735438C1 RU2019138980A RU2019138980A RU2735438C1 RU 2735438 C1 RU2735438 C1 RU 2735438C1 RU 2019138980 A RU2019138980 A RU 2019138980A RU 2019138980 A RU2019138980 A RU 2019138980A RU 2735438 C1 RU2735438 C1 RU 2735438C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- silicon oxide
- layer
- pipe
- silicon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F17/00—Multi-step processes for surface treatment of metallic material involving at least one process provided for in class C23 and at least one process covered by subclass C21D or C22F or class C25
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам нанесения покрытий, обеспечивающих износостойкость, коррозионную защиту, преимущественно к способам нанесения защитных покрытий насосно-компрессорных труб от коррозионного и эрозионного воздействия среды.The invention relates to methods of applying coatings that provide wear resistance, corrosion protection, mainly to methods of applying protective coatings for tubing against corrosive and erosive effects of the environment.
Известен /Патент РФ №2395666/ способ изготовления насосно-компрессорной трубы, включающий формирование на ее внутренней поверхности защитного покрытия, отличающийся тем, что на внутренней поверхности формируют, по меньшей мере, один слой полиуретанового покрытия, содержащего мочевинные группы, массовая доля которых в покрытии составляет от 6 до 14%, при этом для удаления газовых пузырей, кратеров, непрокрасов и местных утолщений полимеризующегося покрытия, производят его финишную обработку.Known / RF Patent No. 2395666 / a method of manufacturing a tubing, including the formation of a protective coating on its inner surface, characterized in that at least one layer of a polyurethane coating is formed on the inner surface containing urea groups, the mass fraction of which in the coating is from 6 to 14%, while to remove gas bubbles, craters, unpainted and local thickening of the polymerizing coating, it is finished.
Недостатком такого антикоррозионного покрытия является недостаточная адгезия покрытия, что приводит к коррозии металла под покрытием при малейших повреждениях покрытия и проникновения жидкой агрессивной среды к металлу. За счет капиллярных сил коррозия происходит вдоль всей трубы.The disadvantage of such an anti-corrosion coating is insufficient adhesion of the coating, which leads to corrosion of the metal under the coating with the slightest damage to the coating and penetration of a liquid aggressive medium to the metal. Due to capillary forces, corrosion occurs along the entire pipe.
Известен /Патент РФ №2028210/ способ нанесения полимерного защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, включающий введение в полость трубопровода рукава из полимерного термопластичного материала, закрепление одного из концов рукава на конце трубопровода, последовательные нагрев и прижатие рукава к стенке трубы с перемещением зоны нагрева перед зоной прижатия, отличающийся тем, что используют рукав из полиэтилена или композиций на его основе, предварительно подвергнутый радиационной обработке с последующим продольным растяжением, а нагревание рукава в трубопроводе производят до 200-400°С и скорости перемещения зоны нагрева 0,3-1,0 м/мин.Known / RF Patent No. 2028210 / a method of applying a polymeric protective coating to the inner surface of a pipeline, including introducing into the pipeline cavity a sleeve made of a polymeric thermoplastic material, fixing one of the ends of the sleeve at the end of the pipeline, successive heating and pressing the sleeve to the pipe wall with moving the heating zone before zone of pressure, characterized in that a sleeve of polyethylene or compositions based on it is used, previously subjected to radiation treatment with subsequent longitudinal stretching, and the heating of the sleeve in the pipeline is carried out up to 200-400 ° C and the speed of movement of the heating zone is 0.3-1.0 m / min.
Недостатком такого антикоррозионного покрытия является отсутствие адгезии покрытия, что приводит к коррозии металла под покрытием при малейших повреждениях покрытия и проникновения жидкой агрессивной среды к металлу. За счет капиллярных сил коррозия происходит вдоль всей трубы.The disadvantage of such an anti-corrosion coating is the lack of adhesion of the coating, which leads to corrosion of the metal under the coating with the slightest damage to the coating and penetration of a liquid aggressive medium to the metal. Due to capillary forces, corrosion occurs along the entire pipe.
Известен /патент РФ №2289061/ способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность в котором проводят нагрев металлической поверхности трубопровода, нанесение грунтовочного слоя, затем дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С и нанесение изоляционного полимерного ленточного покрытия с предварительным нагревом адгезионного слоя ленты до температуры 55-65°С горячим воздухом. Полученное изоляционное покрытие нагревают до его термоусаживания.Known / RF patent No. 2289061 / a method of applying an insulating coating on a metal surface in which the metal surface of the pipeline is heated, the application of a primer layer, then additional heating of the metal surface to a temperature of 40-50 ° C and the application of an insulating polymer tape coating with preheating of the adhesive layer of the tape to a temperature of 55-65 ° C with hot air. The resulting insulating coating is heated prior to shrinking.
Такой способ не подходит для нанесения внутреннего слоя (подходит только для внешнего слоя).This method is not suitable for applying the inner layer (only suitable for the outer layer).
Известен /Патент №2553742 RU/ способ нанесения защитного коррозионно-стойкого покрытия на наружную и внутреннюю поверхности металлической трубы, включающий предварительную подготовку ее кромок, механическую, термическую и абразивную очистку наружной и внутренней поверхностей трубы, последующее нанесение порошкового слоя коррозионно-стойкого покрытия на наружную и внутреннюю поверхности трубы, отличающийся тем, что предварительно наружную и внутреннюю кромки трубы калибруют под вид соединения труб, затем устанавливают на обе кромки трубы оснастки, с помощью которых осуществляют вращение трубы, при хранении наружной поверхности от воздействия внешних контактов, затем осуществляют гидродинамическую очистку внутренней и наружной поверхности трубы, а термическую очистку указанных поверхностей трубы проводят в печи при температуре 390-420°С, выдерживают один час, и затем нагретую трубу подвергают механической очистке абразивом вне печи с обеспечением заданной шероховатости поверхностям трубы, на наружную и внутреннюю поверхности которой наносят слой праймера с последующей его сушкой при комнатной температуре, при этом трубу с помощью оснасток вращают, после чего трубу нагревают в печи до температуры нанесения порошкового слоя коррозионно-стойкого покрытия и наносят указанный слой одновременно на наружную и внутреннюю поверхности трубы, затем проводят полимеризацию слоя упомянутого покрытия путем нагрева трубы в печи, которую вращают, и осуществляют последующее охлаждение водовоздушной смесью.Known / Patent No. 2553742 RU / method of applying a protective corrosion-resistant coating on the outer and inner surfaces of a metal pipe, including preliminary preparation of its edges, mechanical, thermal and abrasive cleaning of the outer and inner surfaces of the pipe, the subsequent application of a powder layer of corrosion-resistant coating on the outer and the inner surface of the pipe, characterized in that the outer and inner edges of the pipe are preliminarily calibrated to match the type of pipe connection, then fixtures are installed on both edges of the pipe, with the help of which the pipe is rotated, while the outer surface is stored from the influence of external contacts, then hydrodynamic cleaning of the inner and the outer surface of the pipe, and thermal cleaning of these surfaces of the pipe is carried out in a furnace at a temperature of 390-420 ° C, held for one hour, and then the heated pipe is subjected to mechanical cleaning with an abrasive outside the furnace to ensure a given roughness to the pipe surfaces , on the outer and inner surfaces of which a layer of primer is applied, followed by its drying at room temperature, while the pipe is rotated with the help of accessories, after which the pipe is heated in an oven to the temperature of applying a powder layer of a corrosion-resistant coating and the specified layer is applied simultaneously to the outer and inner the surface of the pipe, then the polymerization of the layer of said coating is carried out by heating the pipe in a rotary oven and subsequent cooling with a water-air mixture.
Такое покрытие даже при повышении температуры не смачивает полностью стальную поверхность. Так как покрывающая поверхность порошковая смесь, даже при нагревании, не затекает полностью во все углубления поверхности. Там остаются воздушные пузыри, что приводит к ухудшению адгезии и возможности отслаивания. Также покрытие имеет отличающийся от стали коэффициент термического расширения (КТР). У эпоксидной смолы КТР=55-120×10-6 °С-1, у стали КТР=11×10-6 °С-1. При колебаниях температуры (холод - тепло) разница удлинений покрытия и стали приводит к отслаиванию покрытия. Особенно это опасно при механических нагрузках на НКТ (насосно-компрессорную трубу).Such a coating does not completely wet the steel surface even when the temperature rises. Since the powder mixture covering the surface, even when heated, does not completely flow into all the recesses of the surface. Air bubbles remain there, resulting in poor adhesion and the possibility of flaking. Also, the coating has a coefficient of thermal expansion (CTE) that is different from steel. For epoxy resin, KTP = 55-120 × 10 -6 ° С -1 , for steel KTP = 11 × 10 -6 ° С -1 . With temperature fluctuations (cold - heat), the difference in elongation between the coating and steel leads to flaking of the coating. This is especially dangerous with mechanical stress on the tubing (tubing).
Известен /патент РФ №2296817/ способ комплексной защиты от коррозии стальных трубопроводов (варианты). В предлагаемом способе перед изоляцией разделывают кромки трубы, затем сушат и очищают трубу от загрязнений: механически обрабатывают внутреннюю поверхность трубы, проводят финишную зачистку внутренней поверхности трубы, наносят вблизи кромки трубы основное металлическое защитное покрытие, наносят на основное металлическое покрытие дополнительное металлическое защитное покрытие с частичным перекрытием основного металлического защитного покрытия, нагревают трубу до температуры плавления изоляционного пластмассового покрытия, наносят на внутреннюю поверхность трубы с частичным перекрытием основного слоя металлического защитного покрытия по меньшей мере один слой изоляционного пластмассового покрытия, механически обрабатывают наружную поверхность трубы, очищают наружную поверхность трубы от продуктов обработки, наносят по меньшей мере один слой изоляционного пластмассового покрытия.Known / RF patent No. 2296817 / method of complex corrosion protection of steel pipelines (options). In the proposed method, before insulation, the edges of the pipe are cut, then the pipe is dried and cleaned from contamination: the inner surface of the pipe is mechanically treated, the inner surface of the pipe is finished, the main metal protective coating is applied near the edge of the pipe, an additional metal protective coating is applied to the main metal coating with partial by overlapping the main metal protective coating, the pipe is heated to the melting temperature of the insulating plastic coating, at least one layer of the insulating plastic coating is applied to the inner surface of the pipe with partial overlapping of the main layer of the metallic protective coating, the outer surface of the pipe is mechanically treated, the outer surface of the pipe is cleaned from processing products , at least one layer of insulating plastic coating is applied.
Такое покрытие даже при повышении температуры не смачивает полностью стальную поверхность. Так как покрывающая поверхность порошковая смесь даже при нагревании не затекает полностью во все углубления поверхности. Там остаются воздушные пузыри, что приводит к ухудшению адгезии и возможности отслаивания. Также покрытие имеет отличающийся от стали коэффициент термического расширения (КТР). У эпоксидной смолы КТР=55-120×10-6 °С-1, у стали КТР=11×10-6 °С-1. При колебаниях температуры (холод - тепло) разница удлинений покрытия и стали приводит к отслаиванию покрытия. Особенно это опасно при механических нагрузках на НКТ (насосно-компрессорную трубу).Such a coating does not completely wet the steel surface even when the temperature rises. Since the powder mixture covering the surface, even when heated, does not completely flow into all the recesses of the surface. Air bubbles remain there, resulting in poor adhesion and the possibility of flaking. Also, the coating has a coefficient of thermal expansion (CTE) that is different from steel. For epoxy resin, KTP = 55-120 × 10 -6 ° С -1 , for steel KTP = 11 × 10 -6 ° С -1 . With temperature fluctuations (cold - heat), the difference in elongation of the coating and steel leads to flaking of the coating. This is especially dangerous with mechanical stress on the tubing (tubing).
Наиболее близким к заявляемому изобретению является /патент РФ №2525031/ способ нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность магистральной трубы, предусматривающий предварительную очистку этой поверхности, нанесение покрытия и его сушку, причем на стадии предварительной очистки внутреннюю поверхность трубы сушат, производят ее струйную обработку и удаляют с нее пыль продувкой воздухом, отличающийся тем, что в ходе предварительной очистки внутренней поверхности трубы сначала производят ее обезжиривание щелочным раствором с последующей промывкой деионизированной водой и сушкой, а струйную очистку производят дробеметным методом с использованием стальной колотой дроби размером не более 1,6 мм до получения на внутренней поверхности высоты микронеровностей Rz=30-120 мкм и содержания на ней солей не более 50 мг/м2, и после завершения предварительной очистки внутренней поверхности трубы, после продувки воздухом производят ее предварительный подогрев, после чего на эту поверхность методом безвоздушного распыления через форсунки наносят один или более слоев защитного покрытия, причем в качестве покрытия используют отверждаемую полиамином эпоксидную композицию, не содержащую растворителя, а после нанесения покрытия производят его отверждение путем нагрева до температуры 60-120°С и выдержки при этой температуре на протяжении не менее 4 часов.The closest to the claimed invention is / RF patent No. 2525031 / a method of applying a protective coating on the inner surface of a main pipe, providing for preliminary cleaning of this surface, coating and drying it, and at the stage of preliminary cleaning, the inner surface of the pipe is dried, it is blasted and removed dust from it by blowing air, characterized in that during the preliminary cleaning of the inner surface of the pipe, it is first degreased with an alkaline solution, followed by rinsing with deionized water and drying, and blast cleaning is performed using a shot-blasting method using steel crushed shot no larger than 1.6 mm to obtaining on the inner surface of the height of microroughness Rz = 30-120 microns and the content of salts on it not more than 50 mg / m 2 , and after the completion of preliminary cleaning of the inner surface of the pipe, after blowing with air, it is preheated, after which m By airless spraying, one or more layers of a protective coating are applied through nozzles, and as a coating, a polyamine cured epoxy composition that does not contain a solvent is used, and after coating, it is cured by heating to a temperature of 60-120 ° C and holding at this temperature for at least 4 hours.
Такое покрытие даже при повышении температуры не смачивает полностью стальную поверхность. Так как покрывающая поверхность порошковая смесь даже при нагревании не затекает полностью во все углубления поверхности. Там остаются воздушные пузыри, что приводит к ухудшению адгезии и возможности отслаивания. Также покрытие имеет отличающийся от стали коэффициенты термического расширения (КТР). У эпоксидной смолы КТР=55-120×10-6 °С-1 у стали КТР=11×10-6 °С-1 температуры (холод - тепло) разница удлинений покрытия и стали приводит к отслаиванию. Особенно это опасно при механических нагрузках на НКТ (насосно-компрессорную трубу).Such a coating does not completely wet the steel surface even when the temperature rises. Since the powder mixture covering the surface, even when heated, does not completely flow into all the recesses of the surface. Air bubbles remain there, resulting in poor adhesion and the possibility of flaking. Also, the coating has a coefficient of thermal expansion (CTE) different from steel. For epoxy resin KTP = 55-120 × 10 -6 ° C -1 for steel KTP = 11 × 10 -6 ° C -1 temperature (cold - heat), the difference in elongation of the coating and steel leads to flaking. This is especially dangerous with mechanical stress on the tubing (tubing).
Задачей предложенного технического решения является создание способа покрытия поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ), конструкции и геометрии слоев антикоррозионного износостойкого покрытия, с высокой адгезией, с длительным сроком службы, высокой химической стойкостью.The task of the proposed technical solution is to create a method for coating the surface of tubing, the structure and geometry of layers of anti-corrosion wear-resistant coating, with high adhesion, with a long service life, and high chemical resistance.
Технический результат заключается в высокой адгезии к поверхности НКТ, созданной за счет применения новой технологии и конструкции слоев антикоррозионного покрытия, за счет применения последовательности технологических операций для придания требуемых свойств используемым материалам покрытия, способу и последовательности нанесения материалов.The technical result consists in high adhesion to the tubing surface, created through the use of new technology and design of layers of anti-corrosion coating, through the use of a sequence of technological operations to impart the required properties to the used coating materials, method and sequence of application of materials.
Предлагаем:We offer:
П. 1. Способ антикоррозионного защитного покрытия преимущественно насосно-компрессорных труб предусматривающий предварительную очистку поверхности и последующее нанесение одного или более слоев защитного покрытия в качестве которого используют эпоксидную композицию, а после нанесения покрытия производят его отверждение путем нагрева, отличающийся тем, что после предварительной очистки внутренней поверхности трубы наносят слой кремния толщиной 0,2-3 микрона ударно-кинетическим методом, а на естественную окисную пленку оксида кремния наращивают слой пористого оксида кремния с размерами пор 10-100 микрон с использованием щелочи и порошкового оксида кремния при температуре 200-300°С, подготовленный пористый слой пропитывают полимерной композицией и подвергают финишной температурной обработке.Item 1. The method of anticorrosive protective coating of mainly tubing, which provides for preliminary cleaning of the surface and the subsequent application of one or more layers of a protective coating, which is used as an epoxy composition, and after applying the coating, it is cured by heating, characterized in that after preliminary cleaning On the inner surface of the pipe, a layer of silicon 0.2-3 microns thick is applied by the shock-kinetic method, and a layer of porous silicon oxide with pore sizes of 10-100 microns is grown on the natural oxide film of silicon oxide using alkali and powdered silicon oxide at a temperature of 200-300 ° C, the prepared porous layer is impregnated with the polymer composition and subjected to a finishing temperature treatment.
П. 2. Способ антикоррозионного защитного покрытия по п. 1, отличающийся тем, что полимерная композиция состоит не менее чем из двух полимеров с разным временем полимеризации.Item 2. The method of anticorrosive protective coating according to item 1, characterized in that the polymer composition consists of at least two polymers with different polymerization times.
П. 3 Способ антикоррозионного защитного покрытия по п. 1, отличающийся тем, что все операции проводят на вращающейся трубе со скоростью 0,1-5 оборотов/с.Item 3 The method of anticorrosive protective coating according to item 1, characterized in that all operations are carried out on a rotating pipe at a speed of 0.1-5 revolutions / s.
П. 4. Способ антикоррозионного защитного покрытия по п. 1, отличающийся тем, что финишную температурную обработку проводят при температуре 100-150°С.Item 4. The method of anticorrosive protective coating according to item 1, characterized in that the final temperature treatment is carried out at a temperature of 100-150 ° C.
П. 5. Способ антикоррозионного защитного покрытия по п. 1, отличающийся тем, что содержание щелочи по отношению к массе оксида кремния составляет 1-5 массовых процентов.Item 5. The method of anticorrosive protective coating according to item 1, characterized in that the alkali content in relation to the mass of silicon oxide is 1-5 mass percent.
Кремний сплавляется со сталью при нанесении ударно-кинетическим методом и обеспечивает абсолютную адгезию со сталью.Silicon is alloyed to steel by impact kinetic application and ensures absolute adhesion to steel.
Толщина кремниевого слоя около 0,1-3 мкм. Кремний сам по себе достаточно стоек к окислению, так как после покрывается на воздухе тонкой естественной (нативной) пленкой оксида кремния, что облегчает нанесение (улучшает адгезию к кремнию) последующего слоя.The thickness of the silicon layer is about 0.1-3 microns. Silicon itself is quite resistant to oxidation, since it is then covered in air with a thin natural (native) film of silicon oxide, which facilitates the application (improves adhesion to silicon) of the subsequent layer.
Нанесение кремния производят ударно-кинетическим методом /патент РФ №2702670/. В этом методе нанесение кремния производится за счет кинетической энергии удара тел (с массой несколько граммов) по микронным частицам кремния, так, что частицы проплавляют сталь и входят с ней в соединение. Частицы кремния вбиваются при комнатной температуре. В переходном слое частиц железо - кремний образуются различные по составу соединения FexSi1-x от железа до кремния. Поэтому покрытие кремния не имеет определенной границы и является монолитным материалом, в отличие от других методов (например - PVD) формирования слоя кремния на стали.The deposition of silicon is performed by the shock-kinetic method / RF patent No. 2702670 /. In this method, silicon is deposited due to the kinetic energy of impact of bodies (with a mass of several grams) on micron silicon particles, so that the particles melt through the steel and enter into a joint with it. Silicon particles are driven in at room temperature. In the transition layer of iron-silicon particles, Fe x Si 1-x compounds of different composition, from iron to silicon, are formed. Therefore, the silicon coating does not have a definite boundary and is a monolithic material, unlike other methods (for example, PVD) of forming a silicon layer on steel.
Оксид кремния (кварцевый песок размером 0,1 мм) наращивают к оксиду кремния расположенном на кремнии предыдущего подслоя и формирует пористую структуру в соответствии с размерами частиц кварца. Наращивание порошка оксида происходит при добавке 1-5 мас. % щелочи от массы оксида кремния. Температура окончания процесса нанесения оксида кремния - 200-300°С.Silicon oxide (quartz sand 0.1 mm in size) is grown to the silicon oxide located on the silicon of the previous sublayer and forms a porous structure in accordance with the size of the quartz particles. The build-up of the oxide powder occurs with the addition of 1-5 wt. % alkali by weight of silicon oxide. The temperature at the end of the silicon oxide deposition process is 200-300 ° C.
В пористую структуру с размерами пор размером 10-200 микрон добавляют смесь из двух полимерных составов с разным временем полимеризации. Так что один полимер, внутри себя, образует после смешивания капсулы полимера с большим времени полимеризации. При повреждении покрытия, полимер большим времени полимеризации затягивает образовавшийся дефект в покрытии. КТР у оксида кремния 1×10-6 °С-1 и это позволяет уменьшить КТР покрытия и согласовать КТР покрытия и КТР стали. (Добавление кварца снижает суммарный КТР всего покрытия и повышает его химическую и абразивную стойкость).A mixture of two polymer compositions with different polymerization times is added to a porous structure with pore sizes of 10-200 microns. So one polymer, inside itself, forms after mixing a polymer capsule with a long polymerization time. If the coating is damaged, the polymer over a long polymerization time tightens the formed defect in the coating. The CTE of silicon oxide is 1 × 10 -6 ° C -1 and this allows to reduce the CTE of the coating and to match the CTE of the coating and the CTE of steel. (The addition of quartz reduces the total CTE of the entire coating and increases its chemical and abrasion resistance).
Способ нанесения коррозионностойких покрытий реализуется на стенде, который обеспечивает: вращение трубы со скоростью 0,1-5 оборотов в секунду, для равномерности нанесения покрытий; нагревание трубы до температуры 300°С; ударную обработку шарами с массой 1-5 граммов в зависимости от необходимой энергии обработки (0,01-0,5 Дж) на 1 удар шара); соединение с оснасткой для нанесения полимерной композиции и оснасткой для нанесения оксида кремния. Один из компонентов полимера может наноситься в виде порошка или в жидком виде, а второй обязательно в жидком. Нанесение полимеров может быть осуществлено, как распылением, так и намазыванием.The method of applying corrosion-resistant coatings is implemented at the stand, which provides: rotation of the pipe at a speed of 0.1-5 revolutions per second, for uniformity of coating; heating the pipe to a temperature of 300 ° C; shock treatment with balls weighing 1-5 grams, depending on the required processing energy (0.01-0.5 J) per 1 ball impact); connection with tooling for applying polymer composition and tooling for applying silicon oxide. One of the polymer components can be applied in the form of a powder or in a liquid form, and the second must be in a liquid form. The application of polymers can be carried out both by spraying and spreading.
Предлагаемое многослойное покрытие (на сталь):Suggested multilayer coating (for steel):
- кремний толщиной 0,1-3 мкм;- silicon with a thickness of 0.1-3 microns;
- пористый оксид кремния (кварц) толщиной 10-400 мкм;- porous silicon oxide (quartz) with a thickness of 10-400 microns;
- поры заполняются композитными полимерами с различными временами полимеризации (не менее 2-х полимеров).- pores are filled with composite polymers with different polymerization times (at least 2 polymers).
Свойства покрытия.Coating properties.
Адгезия кремния к стали создается непрерывным монолитным слоем. К слою оксида на кремнии монолитно соединен пористый оксид кремния. Поры порошка пропитаны композицией из двух полимеров с разным временем полимеризации, которые обеспечивают адгезию с трубой. Причем один из полимеров более текучий, чем эпоксидные композиции аналогов и имеет повышенную смачиваемость с покрываемой поверхностью. Согласование коэффициента термического расширения (КТР) стали и покрытия происходит за счет того, что у кварца КТР меньше, чем у стали, а у полимерной композиции больше. Содержанием (величиной концентрации) кварца в покрытии выравнивают линейное расширение покрытия и стали. Наличие кварца обеспечивает большую стойкость покрытия к абразивным частицам, так как мягкие полимеры изнашиваются более интенсивно, чем твердый кварц. Химическая стойкость выше, чем у аналогов, так как покрытие герметично вдоль поверхности трубы, а кремний, и особенно оксид кремния, препятствуют коррозии в агрессивных жидкостях. Полимерная композиция не скалывается и не отслаивается при механических нагрузках. Компонент полимерной композиции с большим временем полимеризации дольше остается жидким, пластичным и залечивает возможные микротрещины и дефекты.The adhesion of silicon to steel is created by a continuous monolithic layer. Porous silicon oxide is monolithically bonded to the oxide layer on silicon. The pores of the powder are impregnated with a composition of two polymers with different cure times, which provide adhesion to the pipe. Moreover, one of the polymers is more fluid than the epoxy compositions of analogues and has increased wettability with the surface to be coated. Coefficient of thermal expansion (CTE) of steel and coating is coordinated due to the fact that the CTE of quartz is lower than that of steel, while that of the polymer composition is higher. The content (concentration value) of quartz in the coating equalizes the linear expansion of the coating and steel. The presence of quartz provides a greater resistance of the coating to abrasive particles, since soft polymers wear out more intensively than hard quartz. The chemical resistance is higher than that of analogs, since the coating is hermetically sealed along the pipe surface, and silicon, and especially silicon oxide, prevent corrosion in corrosive liquids. The polymer composition does not chip or flake off under mechanical stress. The component of the polymer composition with a long polymerization time remains liquid, plastic longer and heals possible microcracks and defects.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019138980A RU2735438C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Method for application of coatings on tubing string |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019138980A RU2735438C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Method for application of coatings on tubing string |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2735438C1 true RU2735438C1 (en) | 2020-11-02 |
Family
ID=73398256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019138980A RU2735438C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Method for application of coatings on tubing string |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2735438C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004025278A1 (en) * | 2003-07-27 | 2005-06-16 | Walter Stucke | Insulation for steel, e.g. natural gas, pipe has silicon dioxide and/or titanium dioxide coating(s) between thermoplastic synthetic sleeving, preferably of polyethylene or polypropylene, and pipe |
| RU2353702C2 (en) * | 2003-12-17 | 2009-04-27 | Сентр Де Решерш Металлюржик Асбл-Сентрум Воор Ресёч Ин Де Металлюржи Взв | Method of plating by ultrafine layer on metal products |
| RU2525031C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of applying protective coating on inner surface of main pipeline |
| RU2702670C2 (en) * | 2018-03-19 | 2019-10-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" | Method of metal surfaces hardening |
-
2019
- 2019-12-02 RU RU2019138980A patent/RU2735438C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004025278A1 (en) * | 2003-07-27 | 2005-06-16 | Walter Stucke | Insulation for steel, e.g. natural gas, pipe has silicon dioxide and/or titanium dioxide coating(s) between thermoplastic synthetic sleeving, preferably of polyethylene or polypropylene, and pipe |
| RU2353702C2 (en) * | 2003-12-17 | 2009-04-27 | Сентр Де Решерш Металлюржик Асбл-Сентрум Воор Ресёч Ин Де Металлюржи Взв | Method of plating by ultrafine layer on metal products |
| RU2525031C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of applying protective coating on inner surface of main pipeline |
| RU2702670C2 (en) * | 2018-03-19 | 2019-10-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" | Method of metal surfaces hardening |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3144349A (en) | Removable protective coating for articles of manufacture, such as aeronautical propeller blades | |
| US20170144270A1 (en) | Method for producing a corrosion-inhibiting or adhesion-promoting coating | |
| US3348995A (en) | Method of coating metal surfaces with polyethylene utilizing a polyethylene primer and articles produced thereby | |
| KR101494721B1 (en) | Method for manufacturing of coating steel pipe including grit blasting process and coating steel pipe manufactured by the same | |
| CN104177986B (en) | A kind of zinc-aluminium composite coating and construction technology thereof | |
| EP3351598A1 (en) | Composition, pipe threaded joint provided with solid lubricating coating formed from composition, and method for manufacturing pipe threaded joint | |
| RU2442666C2 (en) | Method of coating of the anticorrosion paint on pipes parts which includes application of the water solution of silane and epoxide powder paint | |
| CA1104883A (en) | Method of forming a filled polymer coating on an internal cylindrical surface and article produced thereby | |
| CN109174593A (en) | A kind of spraying method improving plastic-coated steel antiseptic property | |
| RU2735438C1 (en) | Method for application of coatings on tubing string | |
| US20100015461A1 (en) | Method and Apparatus for Anticorrosive Coating | |
| JP2016074980A (en) | Coating, coating system, and coating method | |
| CN106319420A (en) | Method for improving bonding strength of thermal spraying ceramic coating on 7075 aluminum alloy surface | |
| CZ292699B6 (en) | Coating for tube plates and heat exchanger coolant tubes extending therefrom as well as process for its preparation | |
| CA1068997A (en) | Resin coated metal substrates | |
| JP2009072768A (en) | Method for manufacturing internal coated steel pipe | |
| JP3095668B2 (en) | Anticorrosion structure and method of manufacturing the same | |
| JP2018193570A (en) | Manufacturing method of coated steel tube | |
| CN112708846A (en) | Rare earth oxide modified MoB-CoCr gradient coating resistant to molten AlSi corrosion and preparation method thereof | |
| CN102794263B (en) | Nylon 11 coating method of metal butterfly valve | |
| CN100525932C (en) | Anticorrosion powder-liquid cross-linked coating technology for inner wall of steel pipe | |
| JPH08187820A (en) | Polyolefin-covered steel pipe and manufacture thereof | |
| JP2020151702A (en) | Method for manufacturing metal pipe | |
| CN111231431A (en) | Elastic gradient material and preparation method thereof | |
| RU2525031C1 (en) | Method of applying protective coating on inner surface of main pipeline |