EA024617B1

EA024617B1 - Композиция покрывной шпатлевки

Info

Publication number: EA024617B1
Application number: EA201490330A
Authority: EA
Inventors: Тунбо Чжан; Цзюнь Ли; Нин Ли; Яньсюэ Лю; Вэй Чжу; Юн Шэнь; Фуэнь Чжао; Хуагуан Гэ; Вэйхэ Е; Юнцзе Чжан; Бо Шан
Original assignee: Синьсин Дактайл Айен Пайпс Ко., Лтд.
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2016-10-31
Also published as: EA024617B8; EP2740986A1; AU2012292776A1; IN2014CN00297A; EP2740986A4; BR112014002582B1; WO2013020449A1; EA201490330A1; CN102297317A; AU2012292776B2; BR112014002582A2; CN102297317B

Abstract

Изобретение относится к композитной антикоррозионной внутренней облицовке, содержащей покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, и ее применению. Композитная антикоррозионная внутренняя облицовка содержит слой внутренней облицовки на основе цементного раствора и покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, нанесенную на слой внутренней облицовки на основе цементного раствора. Композитная антикоррозионная внутренняя облицовка обладает преимуществами предупреждения выделения щелочных веществ и вредных компонентов из цементного раствора; вода из цементного раствора может быть изолирована с помощью эпоксидной шпатлевки на водной основе с предупреждением, таким образом, образования трещин; в то же время композитная антикоррозионная внутренняя облицовка обеспечивает активную антикоррозионную функцию внутренней облицовки на основе цементного раствора и пассивную антикоррозионную функцию органического покрытия; коэффициент шероховатости внутренней облицовки на основе цементного раствора может быть снижен и композитная антикоррозионная внутренняя облицовка может выдерживать изменения давления воды в процессе перемещения воды, не подвергаясь разрушению.

Description

Настоящее изобретение относится к применению эпоксидного покрытия.

Предпосылки изобретения

В настоящее время существуют два основных типа антикоррозионных внутренних облицовок для чугунных труб, первый тип представляет собой внутренние облицовки на основе цементного раствора, а другой тип представляет собой антикоррозионные внутренние облицовки на основе органических покрытий.

Внутренние облицовки на основе цементного раствора представляли собой надежные антикоррозионные покрытия для труб из чугуна с шаровидным графитом и действуют активным образом, но вследствие их специфических щелочных свойств внутренние облицовки на основе цементного раствора способствуют повышению значения рН воды, увеличению содержания ионов алюминия и влияют на санитарные показатели воды на начальной стадии подачи воды по трубопроводам, особенно трубопроводам малого диаметра. Несмотря на то что с применением антикоррозионных внутренних облицовок с органическим покрытием (таких как эпоксидные или полиуретановые внутренние облицовки) можно решить данную проблему, некоторый антикоррозионный эффект может быть достигнут только при их толщине не менее 500 мкм, что существенно увеличивает стоимость, при этом они действуют пассивным образом. Например, в патенте Китая ΕΝ1250856Λ раскрывают трубу из чугуна с шаровидным графитом с безобжиговым керамическим покрытием, а также способ ее изготовления, причем покрытие трубы из чугуна с шаровидным графитом содержит эпоксидную смолу и подобное, при этом эпоксидную смолу распыляют непосредственно на внутреннюю стенку трубы из чугуна с шаровидным графитом и толщина покрытия составляет 1-2 мм. Очевидно такая толщина должна приводить к повышению производственных расходов; и в то же время, после того как покрытие незначительно разрушается или на нем имеется пропуск, который может привести к вредному воздействию зародышевых центров на трубопровод, коррозия при ослабленной связи будет усиливаться, а затем возникнет сквозная коррозия.

В патенте Японии ίΡ Н03-14988 раскрывают антикоррозионную внутреннюю облицовку для чугунной трубы, причем слоем внутренней облицовки на основе цементного раствора 2 облицовывают и покрывают внутреннюю стенку чугунной трубы 1 под действием центробежной силы, и затем слой пленки круговой внутренней облицовки, образованный с применением поливинилхлорида, полиэтилена и полистирола, наносят на слой цементного раствора 2 с образованием внутренней облицовки в трубе с эффектом устойчивости к жидкостной коррозии. Согласно запатентованной технологии круговую пленку на основе смолы наносят непосредственно на поверхностный слой цементного раствора чугунной трубы и во избежание отслаивания дополнительно используют выравнивание по форме. Несмотря на то что используется способ нанесения многослойного покрытия, вещества, подобные полиэтилену, применяемые в данном патенте, обладают недостаточной эрозионной устойчивостью и с трудом прикрепляются к чистому цементному раствору; при этом обычно для того, чтобы повысить адгезию, во внутреннюю облицовку на основе цементного раствора необходимо добавление органических веществ, следовательно, весь способ производства усложняется, а также повышается стоимость.

Таким образом, очевидно, что выбор внутренней облицовки с превосходными антикоррозионными характеристиками и относительно высокими экономическими характеристиками комбинации активного антикоррозионного эффекта и пассивного антикоррозионного эффекта является очень важным при исследовании чугунных труб; кроме того, изменение давления и перекрытие для ремонта, а также повторное повышение будут неизбежно возникать в процессе перемещения воды, таким образом, прочность при циклическом гидравлическом испытании является важным показателем для определения, соответствуют ли требованиям чугунные трубы и фитинги или нет. Если показатель соответствует требованиям или непосредственная взаимосвязь с толщиной покрытия отсутствует, увеличение толщины должно приводить к повышению производственных расходов. Из этого следует, что ограничение толщины дополнительно становится сложным аспектом при исследовании таких труб и фитингов.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на обеспечение антикоррозионной внутренней облицовки, содержащей покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, а также чугунной трубы и фитинга с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой. Композитная антикоррозионная внутренняя облицовка обладает следующими преимуществами: эпоксидная шпатлевка на водной основе может замедлять выделение щелочных веществ и вредных компонентов из цементного раствора и обеспечивать санитарные показатели воды; вода в цементном растворе может быть изолирована покрывной эпоксидной шпатлевкой на водной основе таким образом, чтобы способствовать реакции гидратации цементного раствора, способствовать отверждению и предотвращению образования трещин; в то же время покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе объединяют с внутренней облицовкой на основе цементного раствора для повышения активной антикоррозионной функции внутренней облицовки на основе цементного раствора и пассивной антикоррозионной функции органического покрытия, и даже если эпоксидная шпатлевка является разрушенной и на ней имеется пропуск, внутренняя облицовка на основе цементного раствора может обеспечить активную антикоррозионную функцию для обеспечения длительной коррозионной стойкости трубопровода; внутренняя стенка чугунной трубы, содержащая компо- 1 024617 зитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, является настолько гладкой, что коэффициент шероховатости внутренней облицовки на основе цементного раствора может быть снижен, а эффект улучшенной пропускной способности может быть реализован, по сравнению с цементной внутренней облицовкой; композитная антикоррозионная внутренняя облицовка может выдерживать изменение давления воды в процессе перемещения воды, не подвергаясь разрушению, и, кроме того, полная стоимость композитной антикоррозионной внутренней облицовки значительно ниже антикоррозионной внутренней облицовки на основе органического покрытия, при этом полная стоимость трубопровода может быть эффективно снижена.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, содержащую слой внутренней облицовки на основе цементного раствора, при этом эпоксидная шпатлевка на водной основе покрывает слой внутренней облицовки на основе цементного раствора.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где эпоксидное покрытие на водной основе из эпоксидной покрывной шпатлевки на водной основе содержит компонент А и компонент В, где компонент А содержит следующие компоненты, мас.%: эпоксидная смола Е-51: 10,0-50,0, аллилглицидиловый эфир и/или бутилглицидиловый эфир: 0-5,0; и компонент В содержит следующие компоненты, мас.%: отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе: 20,0-60,0; деионизированная вода: 20,0-55,0;

краситель и наполнитель: 0-50,0; смачивающее и диспергирующее средство: 0-4,0; противовспенивающее средство: 0-1,0; тиксотропное средство: 0-2,0.

Отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе относится к модифицированному полиамиду с функцией самоэмульгирования, или модифицированному амину жирного ряда с функцией самоэмульгирования, или эпокси-полиаминному аддукту с функцией самоэмульгирования, при этом толщина эпоксидной шпатлевки на водной основе составляет 20-250 мкм. Процентное содержание по массе относится к проценту по массе частей соответствующего компонента в эпоксидном покрытии на водной основе. Аллилглицидиловый эфир называют АОЕ, а бутилглицидиловый эфир называют ВОЕ.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где эпоксидное покрытие на водной основе из покрывной эпоксидной шпатлевки на водной основе содержит компонент А и компонент В, где компонент А содержит следующие компоненты, мас.%: эпоксидная смола Е-51: 15,0-30,0, аллилглицидиловый эфир и/или бутилглицидиловый эфир: 0-4,0; и компонент В содержит следующие компоненты, мас.%: отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе: 27-45,0; деионизированная вода: 24,0-50,0;

краситель и наполнитель: 0-30,0; смачивающее и диспергирующее средство: 0-1,0; противовспенивающее средство: 0-0,5; тиксотропное средство: 0-0,9.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где самоэмульгирующимся модифицированным полиамидом предпочтительно является ΑΝ0υΑΜΙΝΕ360 или ΑΝ0υΑΜΙΝΕ287. произведенные Атепсап Αίτ Ргобис18 апб СЬетюаЦ 1пс.; самоэмульгирующимся модифицированным амином жирного ряда предпочтительно является 8573-^у-60, произведенный 8Ье11 Сотрапу, ΑΝΟυΑΜΙΝΕ 701, ΑΝ0υΑΜΙΝΕ721 или ΑΝ0υΑΜΙΝΕ777, произведенные Атепсап Αίτ РгобисК 1пс., НТУ-208, произведенный Лапдки 8пде1 8рес1аИу Рейт Со., Ыб., или ХУАТЕРРОХУ 751, произведенный ί',ΌΟΝΙδ Сотрапу; и самоэмульгирующимся эпокси-полиаминным аддуктом предпочтительно является УЕС-402, произведенный Научно-исследовательским институтом химии морской среды Циндао.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где красителем и наполнителем предпочтительно является титановый белый пигмент, и/или порошок талька, и/или кварцевый порошок, и/или углеродная сажа, и/или осажденный сульфат бария.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где тиксотропным средством является органический бентонит, или диоксид кремния, или гидрогенизированное касторовое масло; противовспенивающее средство представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество, или противовспенивающее средство на основе модифицированного эфиром полисилоксана, или димерное поверх- 2 024617 ностно-активное вещество, или противовспенивающее средство на молекулярном уровне; а смачивающее и диспергирующее средство представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество, или полимерное смачивающее и диспергирующее средство, или димерное поверхностно-активное вещество, или смачивающее и диспергирующее средство с высокой молекулярной массой. Тиксотропное средство, противовспенивающее средство, а также смачивающее и диспергирующее средство, применяемые в настоящем изобретении, выбирают традиционно.

Когда противовспенивающее средство представляет собой противовспенивающее средство на молекулярном уровне, оно предпочтительно является §шГуио1 ΜΌ20 или §иг£уио1 ΜΌ30; когда противовспенивающее средство представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество, оно предпочтительно является продуктом §иг£уио1 серии 400; когда противовспенивающее средство представляет собой противовспенивающее средство на основе модифицированного эфиром полисилоксана, оно может быть выбрано из 5>игГупо1 ΌΡ-62, или Роатех 815Ν, или Роатех 822; и когда противовспенивающее средство представляет собой димерное поверхностно-активное вещество, оно предпочтительно является ЕиУ1гоОет ΆΌ01.

Когда смачивающее и диспергирующее средство представляет собой неионогенное поверхностноактивное вещество, оно может быть выбрано из продукта 8шГуио1 серии 400, предпочтительно 8шГуио1 420; когда смачивающее и диспергирующее средство представляет собой полимерное смачивающее и диспергирующее средство, оно предпочтительно является ТЕОО Эйреп, 715\У; когда смачивающее и диспергирующее средство представляет собой димерное поверхностно-активное вещество, оно предпочтительно является ТЕОО Тдаи 4000 или ЕиуйоСет ΛΌ01; и когда смачивающее и диспергирующее средство представляет собой смачивающее и диспергирующее средство с высокой молекулярной массой, оно предпочтительно является ΌΙδΡΕΚΒΎΚ-190.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где толщина эпоксидной шпатлевки на водной основе составляет предпочтительно 40-250 мкм и более предпочтительно 40-200 мкм.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где исходные материалы слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора содержат следующие компоненты в массовых частях: 100

ч. портландцемента или сульфатостойкого цемента, 100-150 ч. речного песка, 30-70 ч. воды и 0-1,5 ч. водоредуцирующего средства.

Водоредуцирующее средство может быть выбрано из высокоэффективных водоредуцирующих средств на основе многоосновных карбоновых кислот.

Настоящее изобретение раскрывает композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, где толщина слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора составляет 1,5-15 мм, предпочтительно 3-13 мм и более предпочтительно 5,5-10 мм. Толщина слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора будет изменяться в соответствии с различным диаметрами трубы; для внутренней стенки чугунной трубы внутренняя облицовка на основе цементного раствора с минимальной толщиной 1,5 мм достаточна для обеспечения антикоррозионных характеристик чугунной трубы; однако в ходе процесса литья на внутренней стороне чугунной трубы образовывался слой шлака чугуна, при этом, чем больше диаметр трубы, тем толще слой шлака, и слой шлака чугуна не может быть покрыт, если толщина внутренней облицовки на основе цементного раствора слишком мала; и конечно, если внутренняя облицовка на основе цементного раствора слишком толстая, результатом являются отходы исходных материалов, при этом, разумеется, уменьшается внутренний диаметр, а также становится затруднительным нанесение эпоксидного покрытия. Полученную внутреннюю облицовку на основе цементного раствора приводят в соответствие со стандартом ΆδΤΜ Ό4541, а отпускная прочность составляет 2-8 МПа.

Способ получения композитной антикоррозионной внутренней облицовки, содержащей покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, характеризуется тем, что включает следующие этапы: (1) получение, отверждение и осуществление обработки поверхности слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора; (2) нанесение эпоксидного покрытия на слой внутренней облицовки на основе цементного раствора после обработки поверхности с помощью безвоздушного напыления под высоким давлением или способа нанесения покрытия с помощью валика, при этом способ получения эпоксидного покрытия на водной основе представляет собой следующее:

способ получения компонента А представляет собой следующее: смешивание эпоксидной смолы Е51 и активного разбавителя до однородности в соответствии с определенным соотношением, где активный разбавитель относится к аллилглицидиловому эфиру и/или бутилглицидиловому эфиру;

способ получения компонента В представляет собой следующее: добавление всего требуемого отверждающего средства для эпоксидной смолы в контейнер, медленное добавление 50-80 мас.% требуемой деионизированной воды, 20-40 мас.% требуемого противовспенивающего средства, всего требуемого смачивающего и диспергирующего средства, а также всего требуемого красителя и наполнителя при медленном перемешивании с дальнейшим повышением скорости до 1000-2000 об/мин, осуществление высокоскоростного диспергирования в течение 10 мин, осуществление измельчения песка до дисперсно- 3 024617 сти не более 40 мкм, конечное добавление остатка воды, остатка противовспенивающего средства и всего требуемого тиксотропного средства, перемешивание при низкой скорости 200-600 об/мин в течение 30 мин и фильтрация; и компонент А, и компонент В следует смешивать перед применением, и компонент А, и компонент В применяют непосредственно после перемешивания.

Настоящее изобретение раскрывает чугунную трубу с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой, включающую чугунную трубу и одну из вышеуказанных композитных антикоррозионных внутренних облицовок, которой облицовывают и покрывают внутреннюю стенку чугунной трубы.

Настоящее изобретение раскрывает чугунную трубу с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой, где чугунным материалом чугунной трубы является чугун с шаровидным графитом.

Настоящее изобретение раскрывает чугунный фитинг с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой, включающий чугунный фитинг и одну из вышеуказанных композитных антикоррозионных внутренних облицовок, которой облицовывается и покрывается внутренняя стенка чугунного фитинга.

Настоящее изобретение раскрывает чугунный фитинг с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой, где чугунным материалом чугунного фитинга является чугун с шаровидным графитом.

Способ изготовления чугунной трубы или фитинга с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой в соответствии с настоящим изобретением следующий.

(1) Облицовка и нанесение покрытия на основе цементного раствора.

Данный этап известен из предшествующего уровня техники в отношении чугунной трубы (прямой чугунной трубы), он включает подачу смеси цементного раствора к внутренней стенке чугунной трубы посредством винтового шнекового питателя или способа закачки при вращении чугунной трубы на центрифуге таким образом, что смесь распределялась в трубе из чугуна с шаровидным графитом равномерно в продольном направлении, затем чугунную трубу вращали с высокой скоростью и внутреннюю облицовку на основе цементного раствора равномерно распределяли посредством действия центробежной силы с образованием слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора; и таким образом, внутренняя облицовка на основе цементного раствора соединяется вплотную с внутренней стенкой чугунной трубы, адгезия между внутренней облицовкой на основе цементного раствора и стенкой чугунной трубы увеличивается, и дефекты паза, а также им подобные могут быть устранены.

Данный этап известен из предшествующего уровня техники в отношении чугунного фитинга (трубы особой формы), на данном этапе внутреннюю облицовку на основе цементного раствора создавали способом набрызгивания или способом нанесения вручную, при этом способ набрызгивания осуществляли путем набрызгивания цементного раствора на внутреннюю поверхность трубы посредством высокоскоростной вращающейся распылительной головки или путем набрызгивания цементного раствора на внутреннюю поверхность трубы посредством цемент-пушки с помощью сжатого воздуха таким образом, что образовывался слой внутренней облицовки на основе цементного раствора с определенной толщиной.

(2) Отверждение внутренней облицовки на основе цементного раствора.

Способ отверждения паром можно применять для отверждения слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора, при этом температура отверждения составляет 40-80°С, влажность составляет более 90%, и время отверждения составляет 7-12 ч; и, таким образом, прочность внутренней облицовки на основе цементного раствора за короткое время может соответствовать 70% или более прочности при 28-дневном естественном отверждении.

(3) Облицовка поверхности внутренней облицовки на основе цементного раствора.

После отверждения слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора, проводят обработку поверхности путем внутреннего шлифования и/или промывки водой под давлением, и/или способом пескоструйной обработки с удалением всплывающей массы и другого загрязнения с поверхности; а также путем промывки водой под давлением или способом продувки воздухом под высоким давлением удаляют пыль и другое загрязнение со слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора.

(4) Нанесение эпоксидного покрытия на водной основе.

Сначала компонент А и компонент В смешивают до однородного состояния в соответствии с определенным соотношением и применяют непосредственно после смешивания, при этом эпоксидное покрытие наносят на слой внутренней облицовки на основе цементного раствора после обработки поверхности способом безвоздушного напыления под высоким давлением или путем нанесения покрытия с помощью валика.

Чугунные трубы или фитинги с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой в соответствии с настоящим изобретением обладают следующими преимуществами и положительными свойствами.

1. Композитная антикоррозионная внутренняя облицовка обладает комбинированными характеристиками активной антикоррозионной функции и пассивной антикоррозионной функции, а именно применение слоя эпоксидной шпатлевки может снизить или исключить контакт между водой и внутренней облицовкой на основе цементного раствора, причем данный тип антикоррозионной функции является пассивным; при этом возможность высвобождения щелочных веществ из внутренней облицовки на ос- 4 024617 нове цементного раствора наружу может быть снижена или предупреждена, что обеспечивает обогащение щелочными веществами в цементном растворе внутренней стенки трубы из чугуна с шаровидным графитом в течение длительного времени так, что внутренняя стенка железной трубы пассивируется, причем данный тип антикоррозионной функции является активным, что обеспечивает длительную антикоррозионную характеристику.

2. Возможность высвобождения щелочных веществ из внутренней облицовки на основе цементного раствора в воду может быть снижена или предупреждена, обеспечивая дополнительно при этом хорошее качество воды за счет применения покрывной эпоксидной шпатлевки на композитной антикоррозионной внутренней облицовке. Замедление выделения щелочных веществ из внутренней облицовки на основе цементного раствора подтверждается, главным образом, следующими характеристиками.

1) Характеристики динамической долговременной герметизирующей способности.

Испытание динамической долговременной герметизирующей способности проводят путем вымывания шпатлевки чугунных труб или фитингов, используя промывочную воду со скоростью потока 1,83,5 м/с и значением рН 8 в течение 3 месяцев и непрерывно повышая/понижая давление воды, при этом измеренное значение рН циркуляционной воды составляет, как указано далее, 8<рН<9,5.

2) Характеристики статической долговременной герметизирующей способности.

Всю чугунную трубу или фитинг с антикоррозионной внутренней облицовкой полностью заполняют подготовленной водой со значением рН 8, промачивая в течение 2 месяцев, при этом измеренное изменение Ь значения рН воды для промачивания составляет, как указано далее: Ь<0,5.

3. Материалы покрывной эпоксидной шпатлевки на водной основе не содержат какой-либо органический растворитель, и шпатлевка является нетоксичной после высушивания. Следовательно, покрывная эпоксидная шпатлевка на водной основе может безопасно применяться в качестве антикоррозионной внутренней облицовки трубопровода для питьевой воды, при этом отсутствует загрязнение воды, а также не образуются вещества, вредные для организма человека.

4. Поверхность эпоксидной шпатлевки на водной основе является гладкой, снижено сопротивление трению, скорость потока воды повышена, а энергия для подачи воды снижена.

5. Вышеуказанные чугунные трубы или фитинги с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой обладают характеристикой, заключающейся в том, что слой внутренней облицовки не будет отслаиваться или разрушаться в гидравлической циклической среде.

Подробное описание вариантов осуществления

Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано ниже конкретными вариантами осуществления.

Труба с антикоррозионной внутренней облицовкой, раскрытая настоящим изобретением, представляет собой трубу из чугуна с шаровидным графитом ΌΝ100, и способ изготовления является таким, как указано далее.

Данный этап известен из предшествующего уровня техники в отношении чугунной трубы (прямой чугунной трубы), он включает подачу смеси цементного раствора к внутренней стенке чугунной трубы посредством винтового шнекового питателя или способа закачки при вращении чугунной трубы на центрифуге таким образом, что смесь распределялась в трубе из чугуна с шаровидным графитом равномерно в продольном направлении, затем чугунную трубу вращают с высокой скоростью и внутреннюю облицовку на основе цементного раствора равномерно распределяют посредством действия центробежной силы с образованием слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора; и таким образом, внутренняя облицовка на основе цементного раствора соединяется вплотную с внутренней стенкой чугунной трубы, адгезия между внутренней облицовкой на основе цементного раствора и стенкой чугунной трубы увеличивается и дефекты паза, а также подобные могут быть устранены.

Данный этап известен из предшествующего уровня техники в отношении чугунного фитинга (трубы особой формы), на данном этапе внутреннюю облицовку на основе цементного раствора создавали способом набрызгивания или способом нанесения вручную, при этом способ набрызгивания осуществляют путем набрызгивания цементного раствора на внутреннюю поверхность трубы посредством высокоскоростной вращающейся распылительной головки или путем набрызгивания цементного раствора на внутреннюю поверхность трубы посредством цемент-пушки с помощью сжатого воздуха таким образом, что образуется слой внутренней облицовки на основе цементного раствора с определенной толщиной.

Способ отверждения паром можно применять для отверждения слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора, при этом температура отверждения составляет 40-80°С, влажность составляет более 90% и время отверждения составляет 7-12 ч; и, таким образом, прочность внутренней облицовки на основе цементного раствора за короткое время может соответствовать 70% или более прочности при 28-дневном естественном отверждении.

- 5 024617 (3) Обработка поверхности внутренней облицовки на основе цементного раствора.

После отверждения слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора проводят обработку поверхности путем внутреннего шлифования и/или промывки водой под давлением, и/или способом пескоструйной обработки с удалением всплывающей массы и другого загрязнения с поверхности; а также путем промывки водой под давлением или способом продувки воздухом под высоким давлением удаляют пыль и другое загрязнение со слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора.

Сначала компонент А и компонент В смешивают до однородного состояния в соответствии с определенным соотношением и применяют непосредственно после смешивания, при этом наносят эпоксидное покрытие на слой внутренней облицовки на основе цементного раствора после обработки поверхности способом безвоздушного напыления под высоким давлением или нанесения покрытия с помощью валика.

Сначала компонент А и компонент В смешивают до однородного состояния в соответствии с определенным соотношением и эпоксидное покрытие наносят на слой внутренней облицовки на основе цементного раствора после обработки поверхности путем безвоздушного напыления под высоким давлением или способом нанесения покрытия с помощью валика из предшествующего уровня техники. При этом способ получения эпоксидного покрытия на водной основе заключается в следующем:

смешивание эпоксидной смолы Е-51 и активного разбавителя до однородности в соответствии с определенным соотношением, где активный разбавитель относится к аллилглицидиловому эфиру и/или бутилглицидиловому эфиру;

способ получения компонента В представляет собой следующее: добавление всего требуемого отверждающего средства для эпоксидной смолы в контейнер, медленное добавление 50-80 мас.% требуемой деионизированной воды, 20-40 мас.% требуемого противовспенивающего средства, всего требуемого смачивающего и диспергирующего средства и всего требуемого красителя и наполнителя при медленном перемешивании с дальнейшим повышением скорости до 1000-2000 об/мин, осуществление высокоскоростного диспергирования в течение 10 мин, осуществление измельчения песка до дисперсности не более 40 мкм, конечное добавление остатка воды, остатка противовспенивающего средства и всего требуемого тиксотропного средства, перемешивание при низкой скорости 200-600 об/мин в течение 30 мин и фильтрация.

Вышеуказанные способы применяют для получения композитной антикоррозионной внутренней облицовки в соответствии с настоящим изобретением с применением компонентов, перечисленных в табл. 1-3 соответственно, и получают чугунные трубы или фитинги с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой.

Таблица 1

Композиция исходных материалов слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора

Примеры	а	Ь
Цементный раствор (частей по массе)	Сульфатостойкий цемент	100
Портландцемент		100
Речной песок	105	130
Вода	35	65
Водоредуцирующее средство	1,3	0
Толщина внутренней облицовки на основе цементного раствора (мм)	10	5,5
Отпускная прочность внутренней облицовки на основе цементного раствора (МПа)	8,0	2,0

Таблица 2

Композиция и толщина эпоксидного покрытия на водной основе

Покрытие на основе эпоксидной смолы на водной основе №	А	В	С	О	Е	Р	С
Компо нент А	Эпоксидная смола Е-51(в процентном содержании по массе)	20.0	29,0	25,4	18,0	15	15	30,0
Активный разбавитель	0	4.0 (АСЕ)	4,0 (АСЕ)	2.0 (АСЕ)	1,8 (ВСЕ)	1,6 (АСЕ)	0

- 6 024617

	(в процентном содержании по массе)
Компо нент В	Отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе (в процентном содержании по массе)	30.0 (ТН\У- 208)	34,0 (\¥АТЕ ΚΡΟΧΥ 751)	45.0 (ΑΝρυ ΑΜΙΝΕ 360)	30,4 (ΑΝρυΑ ΜΙΝΕ721)	27 (ЛУАТЕКРО ΧΥ751)	27 (ТНЛУ- 208)	45,0 (\¥Р С- 402 )
Деионизирован ная вода (в процентном содержании по массе)	50,0	33,0	25,6	25,0	24	24	25,0
Краситель и наполнитель (в процентном содержании по массе)	0	0	0	22,5 (Титановый белый пигмент)	30 (Кварцевый порошок)	30 (Сульфат бария)	0
Смачивающее и диспергирующ ее средство (в процентном содержании по массе)	0	0	0	1,о (зикрта ОЬ 420)	0,8 (ΌΙ5ΡΕΡΒΥ К-190)	1,0 (ТЕОО О1зрег$ 715\У)	0
Противовспе- нивающее средство (в процентном содержании по массе)	0	0	0	0,2 (ЕтйгоСе гл АГЮ1)	0,5 (Роатех 815Ν)	0,5 (Роатех 815Ν)	0
Тиксотропное средство Органический бентонит (в процентном содержании по массе)	0	0	0	0,9	0,9	0,9	0
Толщина шпатлевки (мкм)	20	40	60	200	250	400	5

Согласно характеристикам облицованных чугунных труб с различными толщинами и композициями диапазон толщины шпатлевок определяют путем контроля внешнего вида эпоксидных шпатлевок с различными толщинами внутренних облицовок на основе цементного раствора и изменения значения рН воды для промачивания, анализа результатов циклического гидравлического испытания на прочность, а также анализа результатов определения кратковременной герметизирующей способности и динамической долговременной герметизирующей способности.

1) Определение состояния поверхности покрывной эпоксидной шпатлевки на водной основе:

a) способ испытания: визуальное определение проводили на чугунной трубе с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой;

b) способ оценки: ⁰ - гладкая поверхность; ^и - плоская поверхность и ^Δ - внутренняя облицовка на основе цементного раствора может быть покрыта.

2. Определение статической долговременной герметизирующей способности эпоксидной шпатлевки на водной основе:

a) способ испытания: чугунную трубу с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой полностью заполняли подготовленной водой с рН 8, проводили промачивание в течение 2 месяцев и затем определяли изменение значения рН воды для промачивания;

b) способ оценки: ⁰ - повышение значения рН воды в трубе <0,5 и х - повышение значения рН воды в трубе >1,0.

3. Определение динамической долговременной герметизирующей способности эпоксидной шпатлевки на водной основе:

a) способ испытания: шпатлевку в чугунной трубе с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой вымывали стандартной водой со скоростью потока 1,8-3,5 м/с и значением рН 8 при циркуляции в течение 3 месяцев, непрерывно повышали/понижали давление и определяли значение рН циркуляционной воды;

b) способ оценки: ⁰ - через 3 месяца значение рН циркуляционной воды в трубе составляло, как указано далее: 8<рН<9,5, при этом шпатлевка являлась неповрежденной; и х - через 3 месяца значение рН воды в трубе составляло, как указано далее: рН>9,5, при этом на шпатлевке наблюдали образование вздутий и явление осыпания.

- 7 024617

4. Определение прочности при циклическом гидравлическом испытании покрывной эпоксидной шпатлевки на водной основе:

a) способ испытания:

1) два конца чугунной трубы с внутренней антикоррозионной облицовкой и ее фитинг с покрывной эпоксидной шпатлевки на основе цементного раствора герметизировали и устанавливали измеритель давления, а также соответствующее оборудование для закачки воды;

2) в трубу закачивали воду, повышали давление до 16-35 бар и поддерживали данное давление в течение 2 ч;

3) затем давление снижали до 0 и данное давление поддерживали в течение 2 ч;

4) один процесс циклического изменения давления представлял собой 1) и 2) и

5) всего осуществляли 30 циклов.

b) способ оценки: состояния образования вздутий и осыпания определяли визуально и состояние адгезии оценивали посредством сложности соскребания лезвием.

Таблица 3

Композиция и технические испытания композитной антикоррозионной внутренней облицовки

Примеры

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Сравнительный пример 1

Сравнительный пример 2

Слой внутренней облицовки на основе цементного раствора, используемый в данном примере

а

ь

а

Покрывная эпоксидная шпатлевка на водной

А

в

с

О

Е

А

в

с

ϋ

Е

Р

О

основе, используемая в данном примере

Состояние поверхности покрывной эпоксидной шпатлевки

г

□

⁰

Δ

Статическая долговременная герметизирующая способность покрывной эпоксидной шпатлевки

о

О

о

О

х

Динамическая долговременная герметизирующая способность покрывной эпоксидной шпатлевки

о

О

о

-

х

Определение прочности покрывной эпоксидной шпатлевки при циклическом гидравлическом испытании

В шпатлевке отсутствует образование вздутий или осыпание и присутствует хорошая адгезия.

В шпатлевке присутствует явление образование вздутий.

В шпатлевке отсутствует образование вздутий и явление осыпания.

Из табл. 3 можно увидеть, что при толщине эпоксидной шпатлевки на водной основе 20-250 мкм, эпоксидная шпатлевка на водной основе обладает эффектом снижения щелочности внутренней облицовки на основе цементного раствора и способна выдерживать циклическое гидравлическое испытание на прочность при максимальном давлении 35 бар; кроме того, в шпатлевке отсутствует явление образования вздутий, осыпания или снижения адгезии.

Промышленная применимость

Композитная антикоррозионная внутренняя облицовка обладает комбинированными характеристиками активной антикоррозионной функции и пассивной антикоррозионной функции, а именно применение покрывной эпоксидной шпатлевки может снизить или исключить контакт между водой и внутренней облицовкой на основе цементного раствора, причем данный тип антикоррозионной функции является пассивным; при этом возможность высвобождения щелочных веществ из внутренней облицовки на основе цементного раствора наружу может быть снижена или предупреждена, что обеспечивает обогащение щелочными веществами в цементном растворе внутренней стенки трубы из чугуна с шаровидным графитом в течение длительного времени таким образом, что внутренняя стенка железной трубы пассивируется, причем данный тип антикоррозионной функции является активным, что обеспечивает длительную антикоррозионную характеристику.

- 8 024617

Материалы эпоксидной шпатлевки на водной основе не содержат какой-либо органический растворитель, и шпатлевка является нетоксичной после высушивания. Следовательно, эпоксидная шпатлевка на водной основе может безопасно применяться в качестве антикоррозионной внутренней облицовки трубопровода для питьевой воды, при этом отсутствует загрязнение воды, а также не образуются вещества, вредные для организма человека.

Поверхность эпоксидной шпатлевки на водной основе является гладкой, снижено сопротивление трению, скорость потока воды повышена и энергия для подачи воды снижена.

Вышеуказанные чугунные трубы или фитинги с композитной антикоррозионной внутренней облицовкой обладают характеристикой, заключающейся в том, что слой внутренней облицовки не будет отслаиваться или разрушаться в гидравлической циркулирующей среде.

Вышеперечисленные преимущества позволяют композитной антикоррозионной внутренней облицовке, содержащей покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе, и ее применению улучшить производство или применение в промышленности по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Композиция покрывной эпоксидной шпатлевки на водной основе для антикоррозионной внутренней облицовки, отличающаяся тем, что содержит компонент А и компонент В, где компонент А содержит следующие компоненты композиции, мас.%: эпоксидная смола Е-51: 10,0-50,0;

аллилглицидиловый эфир и/или бутилглицидиловый эфир: 0-5,0; и компонент В содержит следующие компоненты композиции, мас.%: отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе: 20,0-60,0; деионизированная вода: 20,0-55,0;

краситель и наполнитель: 0-50,0; смачивающее и диспергирующее средство: 0-4,0; противовспенивающее средство: 0-1,0; тиксотропное средство: 0-2,0, при этом отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе является модифицированным полиамидом с функцией самоэмульгирования, или модифицированным амином жирного ряда с функцией самоэмульгирования, или эпокси-полиаминным аддуктом с функцией самоэмульгирования.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что компонент А содержит следующие компоненты композиции, мас.%:

эпоксидная смола Е-51: 15-30,0;

аллилглицидиловый эфир и/или бутилглицидиловый эфир: 0-4,0; и компонент В содержит следующие компоненты композиции, мас.%: отверждающее средство для эпоксидной смолы на водной основе: 27-45,0; деионизированная вода: 24,0-50,0;

краситель и наполнитель: 0-30,0; смачивающее и диспергирующее средство: 0-1,0; противовспенивающее средство: 0-0,5; тиксотропное средство: 0-0,9.
3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что красителем и наполнителем является титановый белый пигмент, и/или порошок талька, и/или кварцевый порошок, и/или углеродная сажа, и/или осажденный сульфат бария.
4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что тиксотропным средством является органический бентонит, или диоксид кремния, или гидрогенизированное касторовое масло; противовспенивающее средство представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество, или противовспенивающее средство на основе модифицированного эфиром полисилоксана, или димерное поверхностно-активное вещество, или противовспенивающее средство на молекулярном уровне; смачивающее и диспергирующее средство представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество, или полимерное смачивающее и диспергирующее средство, или димерное поверхностно-активное вещество, или смачивающее и диспергирующее средство с высокой молекулярной массой.
5. Способ получения композиции покрывной эпоксидной шпатлевки на водной основе для антикоррозионной внутренней облицовки по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что включает следующие этапы:

получение компонента А путем смешивания эпоксидной смолы Е-51 в процентном содержании 1530,0 мас.% композиции и активного разбавителя в процентном содержании 0-5,0 мас.% композиции до однородности, где активный разбавитель относится к аллилглицидиловому эфиру и/или бутилглицидиловому эфиру;

получение компонента В следующим образом: добавление всего требуемого отверждающего средства эпоксидной смолы в контейнер, добавление 50-80 мас.% деионизированной воды, 20-40 мас.% про- 9 024617 тивовспенивающего средства, всего смачивающего и диспергирующего средства и всего красителя и наполнителя при медленном перемешивании с дальнейшим повышением скорости до 1000-2000 об/мин, осуществление высокоскоростного диспергирования в течение 10 мин, добавление тиксотропного средства, перемешивание при низкой скорости 200-600 об/мин в течение 30 мин и фильтрация;

смешивание компонентов А и В перед применением.
6. Чугунная труба, отличающаяся тем, что ее внутренняя стенка имеет композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую слой внутренней облицовки на основе цементного раствора и покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе из композиции по любому из пп.1-4.
7. Чугунная труба по п.6, отличающаяся тем, что материалом чугунной трубы является чугун с шаровидным графитом.
8. Чугунная труба по п.6 или 7, отличающаяся тем, что слой внутренней облицовки на основе цементного раствора содержит следующие компоненты, мас.ч.: 100 портландцемента или сульфатостойкого цемента, 100-150 речного песка, 30-70 воды и 0-1,5 водоредуцирующего средства.
9. Чугунный фитинг, отличающийся тем, что его внутренняя стенка имеет композитную антикоррозионную внутреннюю облицовку, содержащую слой внутренней облицовки на основе цементного раствора и покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе из композиции по любому из пп.1-4.
10. Чугунный фитинг по п.9, отличающийся тем, что материалом чугунного фитинга является чугун с шаровидным графитом.
11. Чугунный фитинг по п.9 или 10, отличающийся тем, что слой внутренней облицовки на основе цементного раствора содержит следующие компоненты, мас.ч.: 100 портландцемента или сульфатостойкого цемента, 100-150 речного песка, 30-70 воды и 0-1,5 водоредуцирующего средства.
12. Способ нанесения композитной антикоррозионной внутренней облицовки, содержащей слой внутренней облицовки на основе цементного раствора и покрывную эпоксидную шпатлевку на водной основе из композиции по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что содержит следующие этапы: (1) нанесение цементного раствора на внутреннюю стенку чугунной трубы, отверждение и осуществление обработки поверхности слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора; (2) нанесение эпоксидного покрытия на слой внутренней облицовки на основе цементного раствора после обработки поверхности.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что толщина эпоксидной шпатлевки на водной основе составляет предпочтительно 40-250 мкм и более предпочтительно 40-200 мкм.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что при покрытии композитной антикоррозионной внутренней облицовки композицией по п.2 слой внутренней облицовки на основе цементного раствора содержит следующие компоненты, мас.ч.: 100 портландцемента или сульфатостойкого цемента, 100-150 речного песка, 30-70 воды и 0-1,5 водоредуцирующего средства.
15. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что толщина слоя внутренней облицовки на основе цементного раствора составляет 1,5-15 мм, предпочтительно 3-13 мм и более предпочтительно 5,5-10 мм.