Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Повышение адгезионной прочности и ресурса эпоксифенольных лакокрасочных покрытий нефтегазового оборудования

Диссертация: Повышение адгезионной прочности и ресурса эпоксифенольных лакокрасочных покрытий нефтегазового оборудования
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В качестве защитных покрытий оборудования для процессов подготовки газа находят широкое распространение эпоксифенольные полимерные композиции. В некоторых случаях они не имеют альтернативы. Однако, наряду с комплексом ценных свойств, эти покрытия обладают недостаточно высокой сохранностью адгезионной прочности при длительном воздействии воды, водных растворов и эмульсийприсутствующих в составе… Читать ещё >

Повышение адгезионной прочности и ресурса эпоксифенольных лакокрасочных покрытий нефтегазового оборудования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Адгезионный механизм защитных свойств покрытий
    • 1. 2. Теории адгезии и экспериментальные методы исследования
    • 1. 3. Физико-химические основы регулирования адгезионной способности полимерных покрытий
  • 1. 4. Факторы, определяющие адгезионную прочность и ресурс защитного покрытия
  • 2. ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧИХ СРЕД, ОБРАЗЦОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
  • Ф
    • 2. 1. Характеристика рабочих сред
    • 2. 2. Обоснование выбора защитного покрытия и характеристика объекта исследования
    • 2. 3. Характеристика компонентов и материалов
    • 2. 4. Экспериментальная установка
    • 2. 5. Методы определения адгезии лакокрасочных покрытий
      • 2. 5. 1. Метод отслаивания покрытия от подложки
      • 2. 5. 2. Метод «грибков»
      • 2. 5. 3. Метод решетчатых надрезов
  • 3. ПОВЫШЕНИЕ АДГЕЗИОННОЙ СПОСОБНОСТИ f СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ К ЭПОКСИФЕНОЛЬ НОМУ ПОКРЫТИЮ
    • 3. 1. Анализ состояния стальной поверхности при нанесении лакокрасочных покрытий по общепринятой технологии
    • 3. 2. Влияние тепловой обработки стальной поверхности перед нанесением покрытия на адгезионную прочность
    • 3. 3. Опытно-промышленная апробация тепловой подготовки стальной поверхности путем совмещения с термоабразивной
  • Л очисткой перед нанесением покрытия
  • 4. ПОВЫШЕНИЕ АДГЕЗИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ЭПОКСИФЕНОЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ К СТАЛЬНОМУ СУБСТРАТУ
    • 4. 1. Изучение влияния модифицирования отвердителя на адгезионную прочность покрытий
    • 4. 2. Влияние дисперсности кварцевого наполнителя на адгезионную прочность эпоксифенольного покрытия- к стальной поверхности
    • 4. 3. Повышение адгезионной прочности эпоксифенольного ф покрытия модифицированием поверхности наполнителя
  • 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА ЭПОКСИФЕНОЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ И ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 5. 1. Выбор методики расчета
    • 5. 2. Результаты расчета и их обсуждение
    • 5. 3. Промышленная апробация эффективности эпоксифеноль-ных покрытий в условиях подготовки и переработки природного газа

В связи с интенсивным развитием нефтегазовой отрасли, модернизацией устаревших и появлением новых технологических установок, работающих в весьма жестких, условиях, к используемому оборудованию и конструкционным материалам предъявляются высокие требования. Применение оборудования с покрытиями, защищающими его от воздействия рабочих сред является одним из основных направлений повышения ресурса оборудования.

В качестве защитных покрытий оборудования для процессов подготовки газа находят широкое распространение эпоксифенольные полимерные композиции. В некоторых случаях они не имеют альтернативы. Однако, наряду с комплексом ценных свойств, эти покрытия обладают недостаточно высокой сохранностью адгезионной прочности при длительном воздействии воды, водных растворов и эмульсийприсутствующих в составе рабочих сред, что приводит к снижению ресурса защитных покрытий и оборудования.

Процессы конкурентной адсорбции на поверхности металла под покрытием чрезвычайно сложны и зависят от многих факторов, в том числе от характера адгезионного взаимодействия материалов покрытия и стальной поверхности.

Изучению материаловедческих аспектов адгезионного взаимодействия на границе раздела фаз между покрытием и металлом посвятили свои работы А. А. Берлин, В. Е. Басин, В. JI. Вакула, JI. М. Притыкин, А. Д. Яковлевым. И. Карякина, И. JI. Розенфельд, ФИ. Рубинштейн, Ю. А. Мулин, Ю. А. Паншин, Н. А. Явзина, Н. А. Гафаров, А. А. Гончаров, В. М. Кушнаренко, Л. С. Саакиян,.

А. П. Ефремов, И. А. Соболева и др. Накоплен значительный экспериментальный материал, являющийся базой для развития теоретических представлений о механизме взаимодействия различающихся по своей природе материалов адгезива и субстрата. Определились общие подходы к решению проблемы повышения защитных свойств полимерных покрытий. Признано, что величина адгезионной прочности и ее стабилизация в процессе эксплуатации являются важнейшими факторамиопределяющими ресурс защитного покрытия.

Таким образом, существует проблема повышения адгезионной прочности покрытий и ее стабилизации при длительном контакте с водой и водосодержащими средами.

Эпоксифенольные лакокрасочные покрытия, применяющиеся для защиты внутренних поверхностей металлического оборудования: и трубопроводов, имеют недостаточно высокие сроки защитного действия, при которых часто не обеспечивается безотказность работы нефтегазовых объектов. Повышение адгезионной прочности эпоксифе-нольных покрытий позволит увеличить сроки эксплуатации и эффективность использования оборудования, что имеет в условиях рыночной экономики первостепенное значение.

Целью диссертационной работы является исследование и повышение адгезионной прочности и ресурса эпоксифенольных лакокрасочных покрытий технологического оборудования на стадии подготовки природного газа с учетом воздействия воды и водосодержащих рабочих сред.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

По результатам диссертационной работы сделаны следующие основные выводы:

1. Использование тепловой обработки поверхности стальных изделий путем применения термоабразивной очистки от ржавчины и загрязнений и сокращение выдержки перед нанесением эпоксифенольных покрытий с 6 до 3 ч способствует удалению физически адсорбированной воды с поверхности изделий, повышению адгезионной прочности с 34 до 92 Н/м в интервале рабочих температур 293.353 К, что увеличивает долговечность покрытия с 10 до 29 мес.

21 Модифицирование полиаминного отвердителя непредельным соединением с тройной связью — фенилацетиленом — позволяет добиться* увеличения адгезионной прочности до 88 Н/м и долговечности до 20 мес. при традиционной технологии нанесения покрытия за счет появления новых адгезионных центровв покрытии при добавлении свободных валентных связей модификатора;

3. Модифицирование наполнителей на основе кремнеземов органическими соединениями приводит к повышению адгезионной прочности до 62 Н/м и долговечности до 15 мес. при традиционной технологии нанесения покрытия за счет отвлечения из объема* композита и адсорбции на поверхности кремнезема низкомолекулярных фракций, снижающих адгезионную прочность к субстрату.

4. Результаты диссертационной работы апробированы на Оренбургском газоперерабатывающем заводе и показали высокую эффективность. Ресурс защитных покрытий в сероводородсодержащих водных электролитах повысился с 6.8 мес. до 2.2,5 лет.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В. Е. Адгезионная прочность.— М.: Химия, 1981.— 208 с.
  2. В. А. и др. Полимерные покрытия.— М.: Наука и техника, 1976.—415 с.
  3. В. А., Егоренков Ю. М., Плескачевский Н. А. Адгезия полимеров к металлам.— Минск: Наука и техника, 1970.— 285 с.
  4. В. А. и др. Адгезия полимеров к металлам.— М: Химия, 1974.—288 с.
  5. А. А., Басин В. Е. Основы адгезии полимеров.— М: Химия, 1974.— 392 с.
  6. Е. Ф., Рискин И. В. Химия и технология пигментов.— Л.: Химия, 1974.— 656 с.
  7. А. О. II Успехи химии.— 1972.— Т. 41, вып. 8.— С. 2332.
  8. В. Л., Притыкин Л. М. Физическая химия адгезии полимеров—М: Химия, 1984.—224 с.
  9. Е. Л. Справочник по восстановлению деталей.— М.: Колос, 1981.—351 с.
  10. И. В., Кондратов Э. К. Долговечность адгезионных связей полимерных покрытий // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1991.—№ 1.—С. 25.
  11. С. С. Аутогезия и адгезия высокополимеров.— М.: Росте-хиздат, 1960.— 244 с.
  12. А. Д., Лексовский А. М., Орлов Л. Г. // Механика композитных материалов.— 1980.— № 1.— С. 16.
  13. Н. А., Гончаров А. А., Кушнаренко В. М. Коррозия и защита оборудования сероводородсодержащих нефтяных месторождений / Под ред. В. М. Кушнаренко.— М.: ОАО «Издательство «Недра», 1998.—437 с.
  14. . Т., Пекелис Г. Д. Применение пластмасс и клеев при ремонте оборудования.— М.: Химия, 1987.— 344 с.
  15. И. Л., Ермилов С. П., Яковлев А. Д. и др. // Эпоксидные олигомеры и лакокрасочные материалы на их основе: Тез. Докл. Всесоюз. совещ. (Котовск).— Черкассы: НИИТЭХИМ, 1980.— С. 49.
  16. А. А., Калимуллин А. А., Сафонов Е. Н. Защита нефтяных резервуаров от коррозии. — Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1996. — 264 с.
  17. А. А. Комплексная защита от коррозии нефтяных резервуаров по зонам агрессивного воздействия сероводородсодержащей среды // Практика противокоррозионной защиты.— № 5 (50) 2001.— С. 48.
  18. А. А. Коррозия нефтегазопромыслового оборудования и меры ее предупреждения.— М.: Недра, 1976 — 191 с.
  19. И. А. Повышение степени диспергирования—важнейший путь увеличения экономической эффективности производства и применения красок // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1981.— № 3.— С. 55.
  20. В. Ш, Экилик В. В. Химическая структура и защитное действие ингибиторов коррозии.— Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1978.—184 с.
  21. В. ^. Структура и прочность полимеров.—М.: Химия, 1978.— 326 с.
  22. . В., Кротова Н. А., Смилга В. П. Адгезия твердых тел.—1. М.: Наука, 1973.— 263 с.
  23. . В. и др. Склеивание полимеров.— М.: Лесная промышленность, 1968.— 267 с.
  24. В. В. И Лакокрасочные материалы и их применение.— 1989.—№ 1.—С. 44.
  25. В. Г., Шрейдер А. В. Защита от сероводородной коррозии оборудования нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.— М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984.— 35 с.
  26. Н. 3. Стабилизация адгезии лакокрасочных покрытий в водных средах // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1992.—№ 6.— С. 38.
  27. П. И. Диспергирование пигментов.— М.: Химия, 1971.— 300 с.
  28. П. И., Захарычев В. П. // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1970.— № 6.— С. 79.
  29. П. И., Индейкин Е. А. Физическая химия пигментов и пигментированных материалов.— Ярославль: ЯПИ, 1979.— 80 с.
  30. П. И. Производство и использование пигментов — на новый технический уровень // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1980.— № 4.— С. 69.
  31. Защитные покрытия и футеровки на основе термопластов / Ю. А. Мулин, Ю. А. Паншин, Н. А. Бугоркова и др.— Л.: Химия, 1984. — 176 с.
  32. Г. Е., Разумовский С. Д. Высокомолекулярные соединения.— 1981.— Сер. А, т. 23, № 3.
  33. О. А., Трегуб В. Д. Контроль качества при производствепротивокоррозионных работ.— Киев: Буд1вельник, 1978.— 138 с.
  34. А. Д. Адгезия пленок и покрытий.— М.: Химия, 1977.— 352 с.
  35. Зубов П: И., Сухарев JI. А. Структура и свойства полимерных покрытий.— Mi: Химия, 19 831— 256 с.
  36. В. С., Якунина Г. В., Ермилов П. И. // Лакокрасочные материалы и их применение.—1971.— № 3.— С. 21.
  37. М. И. Механизм защитного действия лакокрасочных покрытий // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1991.— № 6.— С. 49.
  38. С. И. // Известия вузов «Машиностроение».— 1986.— № 10.—С. 14.
  39. С. И. // Вестник машиностроения.—1986.— № 1.— С. 31.
  40. КорсунскийЛ. Ф., Школънинова Э: Н., Горохова Н. А. // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1975.— № 5.— С. 10.
  41. Кравцов В- В., Плугатырь В. И., Ахматдинов Д. /У. Влияние сорбционных свойств полимерных покрытий на их защитные свойства в сероводородсодержащих средах // Материалы- 54-й науч.-техн. конф.: Тез. докладов.— Уфа: УГНТУ, 2002-
  42. В. В., Плугатырь В. И., Красиков Д. В. Повышение водостойкости и адгезии лакокрасочных покрытий к стальным поверхностям // Новоселовские чтения: Материалы 2-й Междунар. науч.-техн. конф.— Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.— С. 77.
  43. В. В., Плугатырь В: И. Ремонт поверхностных изъянов трубопроводов и оборудования с использованием полимерных композиций // Новоселовские чтения: Материалы-2-й Междунар. науч.-техн. конф.—Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.— С. 72.
  44. Т. С., Ермилов П. И., Малинина 71 И. Диспергирование неорганических пигментов в водорастворимых пленкообразующих системах // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1978.— № 6.— С. 16.
  45. Ю. Н. II Лакокрасочные материалы и их применение.—1972.—№ 6.—С. 61.
  46. В. С., Вольберг В. В. Контроль окрасочных работ в машиностроении.— М.: Высшая школа, 1984.— 199 с.
  47. ЛейбзонЛ. Н., Ермилов П. И. Адсорбция и интенсивность диспергирования // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1981.— № 1.— С. 14.
  48. Ю. С., Фабуляк Ф. Г., Горичко В. В. // ДАН УССР, 1981. Сер. Б.— № 1.— С. 38.
  49. Ю. С., Шифрин В. В., Василенко О. И. Высокомол. соед.— 1985.— Т. А27, № 11.— С. 2314.
  50. Ю. С., Файнерман А. Е., Анохин О. В. И ДАН СССР, 1976.— Т. 231, № 3.—С. 596.
  51. Ю. С., Файнерман А. Е., Шифрин В. В. // ДАН СССР, 1977.— Т. 234, № 3.— С. 596.
  52. Ю. С. Коллоидная химия полимеров.— Киев: Наукова думка, 1984.
  53. Ю. С. Физикохимия наполненных полимеров.— Киев: Наукова думка, 1968.— 376 с.
  54. Ю. С. Физическая химия полимерных композиций.— М.: Химия, 1977.— 304 с.
  55. Ю. С., Файнерман А. Е., Шифрин В. В.— ДАН СССР, 1977.— Т. 231, № 2.— С. 381.
  56. Ли X., Невилл К. U Справочное руководство по эпоксидным смолам / Пер. с англ. / Под ред. Н. В. Александрова.— М.: Энергия, 1973. — 416 с.
  57. . Лакокрасочные материалы и их применение.— 1976.—№ 2.—С. 5- 1981.—№ 2.—С. 1.
  58. П. М. и др. Механика полимеров.— М: Наука, 1975.— 528 с.
  59. С. В. и др. Н Механика композитных материалов.— 1989.—№ 3.—С. 18.
  60. В. И. Коррозия металлических конструкций и защитные покрытия в сероводородсодержащих средах.— М.: Химия, 2004.— 128 с.
  61. Поверхностные свойстватвердых тел / Пер. с англ. / Под. ред. М. Грина.—М.: Мир, 1972.—456 с.
  62. Т. А., Карякина М. П., Майорова Н. В. // Модификация свойств полимеров. — Рига: Зинатне, 1974.— С. 132.
  63. В. Р. и др. // Механика композитных материалов.—1987.— № 3.— С. 38.70: Рейбман А. И. Защитные лакокрасочные покрытия.— JL: Химия, 1982. —320 с.
  64. И. Л., Рубинштейн Ф. И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия.— М.: Химия, 1980.— 200 с.
  65. Л. С., Ефремов А. П. Защита нефтегазопромыслового оборудования от коррозии.—М.: Недра, 1982-—227 с.
  66. Л. С., Ефремов А. П. Соболева И. А. Повышение коррозионной стойкости нефтегазопромыслового оборудования.— М.: Недра, 1988.—211 с.
  67. С. Е и др. Структура и свойства композиционных материалов.— М.: Машиностроение, 1979.— 255 с.
  68. А. Т. Методы определения механических и адгезионных свойств полимерных покрытий.—М.: Наука, 1974.— 114 с.
  69. А. Т. Физико-механические свойства полимерных и лакокрасочных покрытий.— М.: Химия, 1978.— 318 с.
  70. . М. и др. Физикохимия композитных материалов.— М.: МГУ, 1978.—265 с.
  71. Л. А., Иванова С. С., Зубов П. if. Исследование механизма структурообразования при формировании эпоксидных покрытий // Высокомолекулярные соединения.-— 1973.— Т. 15А, № 11.— С. 2506.
  72. Л. А. Долговечность полимерных материалов.-— М.: Химия, 1982. —256 с.
  73. Л. А., Иванова С. С., Зубов 77. /^. Влияние условий формирования покрытий на механизм кратерообразования // Коллоидный журнал.— 1973.—Т. 35, № 1.—С. 69.
  74. С. А., Шипилевский Б. А., Тиимн В. А. и др. Адгезионные свойства эпоксидных полимеров в присутствии высокодисперсных кремнеземов с модифицированной поверхностью // Лакокрасочные материалы и их применение- 1991.— № 6.— С. 21.
  75. М., Коутецкий Я. В кн.: Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках.— М.: Мир, 1969.— С. 71.
  76. Л. И., Плохое А. В. Исследование структуры и физикомеханических свойств покрытий.— Новосибирск: Наука, 1986.— 200 с.
  77. А. Е., Вологина Л. Н., Кулик Н. В. // Коллоидный журнал.— 1970.— Т. 32, № 4.— С. 620.
  78. М. И. Промышленное применение эпоксидных лакокрасочных материалов.— JL: Химия, 1983. — 120 с.
  79. А. С. Прочность и долговечность клеевых соединений.— М.: Химия, 1981.—272 с.
  80. И. 3., Смехов Ф. М., ЖердевЮ. В. Эпоксидные полимерные композиции.— М.: Химия, 1982.— 230 с.
  81. М. А. и др. // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1970.—№ 5.—G. 47.
  82. . А., Мокшанов В. Н. //Атмосферостойкие лакокрасочные покрытия и прогнозирование сроков службы покрытий.— М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1982.— С. 70.
  83. В. Г. // Защита металлов.— 1985.— Т. 21, № 1.— С. 80.
  84. В. Г., Волнистое А. Г., Марченко В. А. // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1984.— № 1.— G. 38.
  85. В. Г., Полуэктова Л. А., Рудич В. И. и др. Водостойкие покрытия адгезионно-ингибирующего защитного действия // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1992.— № 2.— С. 50.
  86. В. Г., Сорокин М. Ф., Оносова Л. А: и др. Адгезионные свойства эпоксидных покрытий, отвержденных модифицированными полиаминами // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1992.—№ 5.—С. 32.
  87. С. В. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий.— М.: Госхимиздат, 1962.— 480 с.
  88. А. Д., Куликов В. С. Влияние различных факторов на стабильность адгезии лакокрасочных покрытий в воде // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1980.— № 6.— С. 22.
  89. А. Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий: Учеб. пособие для вузов.— Л.: Химия, 1981.— 352 с.
  90. Г. В., Ермилов П. И., Говорова Г. Я. // Лакокрасочные материалы и их применение.— 1970.— № 4.— С. 9.
  91. W. //Theories of adhesion and use of adhesives polymer.— V. 19, № 3.— P. 291.
  93. F. M. // Feccut, Advanced, Corden and Breach.— New-York, 1983.—P. 39.
  94. Minford J. D. In: Durability of Structural Adhesives / Ed. A. J. Kinloch.— London: Applied Science Pub., 1983.— P. 135.
  96. Brewis D. M., Comyn., Tredhwell S. T. // Int. J. Adhesion Adhesives.-— 1987.—V. 7.—P. 30.
  97. Brockmann W. Structural Adhesives in Engineering. — London: Institute of Mechanical Engineering.— 1986.— P. 61.
  98. Parker В. M. Proceedings of the International Conference on Jointing in Fibre Reinforced Plastics. — Guildford, Butterworths.— 1978.— P. 95.
  99. Bow ditch M. R., Stannard К. U J. Composites — 1982.— V. 13.— P. 298.
  100. T. J., Saltsburh H. M., Hair M.L. И J. Appl. Phys.— 1976.— V. 47, № 7.—p. 42.
  101. Lewis T. J// Polymer Surfaces. Chichester etc., Wiley.— 1978.—P. 65.
  102. Prasad C.V., Sundaram К. I/ Intern. // J. Quantum Chem.— 1981.— V. 20, № 3.-613.
  103. Yu. S. Feinerman A. E. //Adhesion.— 1974.— V. 6, № .— P. 165.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!