RU2573334C1 - Pipe with multilayer coating, and method of its manufacturing - Google Patents
Pipe with multilayer coating, and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573334C1 RU2573334C1 RU2014126084/06A RU2014126084A RU2573334C1 RU 2573334 C1 RU2573334 C1 RU 2573334C1 RU 2014126084/06 A RU2014126084/06 A RU 2014126084/06A RU 2014126084 A RU2014126084 A RU 2014126084A RU 2573334 C1 RU2573334 C1 RU 2573334C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protection layer
- layer
- resin
- damage
- polypropylene resin
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 238
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 230
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 230
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 202
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 200
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 162
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 149
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 149
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 85
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 85
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 claims abstract description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 61
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 481
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 31
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 12
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 12
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 10
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 8
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 1-decene Chemical compound CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000005270 abrasive blasting Methods 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- 238000007719 peel strength test Methods 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 101100008049 Caenorhabditis elegans cut-5 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000600039 Chromis punctipinnis Species 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 229920005674 ethylene-propylene random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011016 integrity testing Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001225 nuclear magnetic resonance method Methods 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 230000008832 photodamage Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
- F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
- F16L58/04—Coatings characterised by the materials used
- F16L58/10—Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics
- F16L58/1054—Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics the coating being placed outside the pipe
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
- B32B15/085—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/14—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
- F16L9/147—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups comprising only layers of metal and plastics with or without reinforcement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2597/00—Tubular articles, e.g. hoses, pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к трубе с многослойным покрытием, которая в качестве покровного слоя имеет слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений, которая является подходящей для использования в качестве газовой трубы, защитной трубы для кабелей, водопроводной трубы и для других применений, и, более конкретно, к трубе с многослойным покрытием, которая имеет слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений и обладает надлежащей адгезивной способностью и надлежащими показателями отслаивания, даже когда данная труба с многослойным покрытием производится на непрерывной линии с увеличенной производительностью, и которая обладает высокой обрабатываемостью в полевых условиях, а также к способу производства такой трубы с многослойным покрытием.The invention relates to a pipe with a multilayer coating, which as a coating layer has a layer of corrosion protection and a layer of protection against damage, which is suitable for use as a gas pipe, a protective pipe for cables, a water pipe and for other applications, and more specifically , to a pipe with a multilayer coating, which has a layer of corrosion protection and a layer of protection against damage and has the proper adhesive ability and the proper peeling performance, even when this pipe with a multilayer the coating is produced on a continuous line with increased productivity, and which has high workability in the field, as well as to a method for producing such a pipe with a multilayer coating.
Уровень техникиState of the art
Трубы с покрытием, получаемые нанесением на стальную трубу слоя полиэтиленовой смолы, служащего в качестве защитного слоя от коррозии, обладают высокой противокоррозионной эффективностью, широким диапазоном рабочих температур, хорошими электроизоляционными свойствами и высокой стойкостью к химическим воздействиям. Поэтому такие трубы с покрытием широко используются в качестве газовых труб, водопроводных труб и защитных труб для кабелей. Рассматривая обрабатываемость в полевых условиях, в целях предохранения антикоррозионного слоя (слой полиэтиленовой смолы) от внешних механических воздействий, которым трубы подвергаются при погрузочно-разгрузочных работах, некоторые трубы с покрытием поверх слоя защиты от коррозии (внешняя поверхность) имеют слой полипропиленовой смолы в качестве слоя защиты от повреждений и являются трубами с многослойным покрытием.Coated pipes obtained by applying a layer of polyethylene resin to the steel pipe, which serves as a protective layer against corrosion, have high anticorrosive efficiency, a wide range of operating temperatures, good electrical insulation properties and high resistance to chemical influences. Therefore, such coated pipes are widely used as gas pipes, water pipes and cable protection pipes. Considering workability in the field, in order to protect the anticorrosion layer (polyethylene resin layer) from external mechanical influences to which pipes are exposed during loading and unloading, some pipes coated over a corrosion protection layer (outer surface) have a layer of polypropylene resin as a layer protection against damage and are pipes with a multilayer coating.
Как показано на фиг. 1, такая труба с многослойным покрытием имеет слой 3 защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы) на внешней поверхности стальной трубы 1, которая представляет собой основной материал, с адгезивным слоем 2, расположенным между ними, и слой 4 защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы), расположенный на поверхности (внешняя поверхность) слоя 3 защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы). В зависимости от желаемого применения, внутренняя поверхность стальной трубы также может иметь покрытие для дополнительного повышения эффективности антикоррозионной защиты.As shown in FIG. 1, such a multilayer coated pipe has a corrosion protection layer 3 (polyethylene resin layer) on the outer surface of the
Обычно такие трубы с многослойным покрытием изготавливаются на непрерывных производственных линиях, а слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений образуются как экструзионное покрытие на линии для нанесения многослойных покрытий, как показано на фиг. 2. и, подогревается до температуры в диапазоне от приблизительно 40°С до 80°С в устройстве 10 предварительного нагрева стальной трубы и покрывается адгезивным материалом (не показан), нагретым до температуры в диапазоне от 150°С до 200°С, с помощью аппликатора 20 для нанесения покрытия из адгезивного слоя. Стальная труба 1 после этого покрывается смолой 300 для антикоррозионного слоя, находящейся в расплавленном состоянии (приблизительно от 200°С до 260°С), посредством экструзионного нанесения в экструдере 30 для получения антикоррозионного слоя. Смола 300 для слоя защиты от коррозии охлаждается в устройстве 31 охлаждения антикоррозионного слоя для образования слоя 3 защиты от коррозии. Слой 3 защиты от коррозии стальной трубы 1 после этого покрывается смолой 400 для слоя защиты от повреждений, находящейся в расплавленном состоянии (приблизительно от 260°С до 270°С), посредством экструзионного нанесения в экструдере 40 для получения защитного слоя. Смола 400 для слоя защиты от повреждений охлаждается в устройстве 41 охлаждения слоя защиты от повреждений для образования слоя 4 защиты от повреждений.Typically, such multilayer coated pipes are manufactured on continuous production lines, and the corrosion protection layer and the damage protection layer are formed as an extrusion coating on the multilayer coating line, as shown in FIG. 2. and, it is heated to a temperature in the range from approximately 40 ° C to 80 ° C in the steel pipe preheater 10 and coated with an adhesive material (not shown) heated to a temperature in the range from 150 ° C to 200 ° C using applicator 20 for coating from the adhesive layer. The
Трубы с покрытием, используемые в качестве газовых труб или труб для защиты кабелей, во время укладки соединяются встык, например, сваркой. Перед соединением встык посредством сварки труб с многослойным покрытием, имеющих слой защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы) на поверхности (внешняя поверхность) слоя защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы), для обеспечения свариваемости и ремонтопригодности раскрытой стали после сваривания, как проиллюстрировано на фиг. 3, слой 3 защиты от коррозии и слой 4 защиты от повреждений на концевом участке трубы с многослойным покрытием (приблизительно от 100 до 150 мм от концевого участка стальной трубы) счищаются для раскрытия стали и отделяется слой 4а защиты от повреждений (приблизительно от 100 до 150 мм от конца участка антикоррозионного слоя). Таким образом, слой защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы) должен обладать способностью к отслаиванию, так, чтобы слой защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы) мог перед свариванием счищаться со слоя защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы).Coated pipes used as gas pipes or pipes to protect cables are butt-joined during installation, for example by welding. Before butt-welding, by welding multilayer-coated pipes having a damage protection layer (polypropylene resin layer) on the surface (outer surface) of a corrosion protection layer (polyethylene resin layer), to ensure weldability and maintainability of the disclosed steel after welding, as illustrated in FIG. . 3, the
Однако чрезмерно выраженная способность слоя защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы) к отслаиванию ведет к низкой способности к склеиванию между слоем защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы) и слоем защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы), вызывая различные проблемы. Например, когда на концевом участке стальной трубы по окружности слоя 4 защиты от повреждений образуется разрез 5 для отслоения слоя 4а защиты от повреждений от слоя 3 защиты от коррозии на концевом участке трубы с многослойным покрытием, слой 4 защиты от повреждений из-за низкой адгезивности может быть частично отделен от слоя 3 защиты от коррозии 3 по разрезу 5. В результате после того, как слой 4а защиты от повреждений отслаивается от слоя 3 защиты от коррозии, концевой участок 4′ слоя 4b защиты от повреждений, остающийся на слое 3 защиты от коррозии, отделяется от слоя 3 защиты от коррозии, тем самым образовывая зазор 6 между слоем 3 защиты от коррозии и слоем 4 защиты от повреждений. Это также приводит к ухудшению внешнего вида. После выполнения сварного соединения встык труб с многослойным покрытием место соединения восстанавливается, например, обертыванием соединения защищающей от коррозии лентой. Однако такая потеря адгезии слоем защиты от повреждений может вызвать сложности при ремонте. Кроме того, низкая способность к склеиванию между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений может привести к попаданию между ними воздуха при ударной нагрузке, приводя к ухудшению внешнего вида.However, the over-peeling ability of the damage protection layer (polypropylene resin layer) to peel off leads to a low bonding ability between the damage protection layer (polypropylene resin layer) and the corrosion protection layer (polyethylene resin layer), causing various problems. For example, when a
Как описано выше, способность к склеиванию между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений должна быть такой, чтобы слой защиты от повреждений на участке конца трубы с многослойным покрытием мог быть легко отделен от слоя защиты от коррозии, не вызывая потерю адгезии. Другими словами, чрезмерно высокая или чрезмерно низкая способность к склеиванию между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений является неблагоприятной. Слой защиты от коррозии, образованный некоторой полиэтиленовой смолой, и слой защиты от повреждений, образованный некоторой полипропиленовой смолой, могут иметь недостаточную способность к отслаиванию из-за плавления смол, или же могут страдать от потери адгезивных свойств и не могут применяться на практике.As described above, the bonding ability between the corrosion protection layer and the damage protection layer must be such that the damage protection layer at the end portion of the multilayer coated pipe can be easily separated from the corrosion protection layer without causing loss of adhesion. In other words, an excessively high or excessively low bonding ability between the corrosion protection layer and the damage protection layer is unfavorable. The corrosion protection layer formed by some polyethylene resin and the damage protection layer formed by some polypropylene resin may have insufficient peelability due to melting of the resins, or may suffer from loss of adhesive properties and cannot be applied in practice.
Были предложены различные методики оптимизации способности к отслаиванию полиэтиленовой смолы из слоя защиты от коррозии и полипропиленовой смолы из слоя защиты от повреждений в трубах с многослойным покрытием.Various techniques have been proposed to optimize the ability to peel a polyethylene resin from a corrosion protection layer and a polypropylene resin from a damage protection layer in multilayer pipes.
Например, патентный источник 1 раскрывает методику предотвращения плавления слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений и оптимизации способности к отслаиванию слоя защиты от повреждений. Данная методика включает охлаждение слоя защиты от коррозии, образованного на внешней поверхности стальной трубы посредством экструзионного нанесения, до 25°С или ниже и образование слоя защиты от повреждений на слое защиты от коррозии посредством экструзионного нанесения. Указывается, что эта методика способна предотвращать плавление слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений без ухудшения пленкообразующих свойств слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений.For example,
Однако при раскрываемой в патентном источнике 1 методике охлаждения слоя защиты от коррозии до 25°С или ниже требуется длительное время охлаждения. Такое длительное время охлаждения с точки зрения промышленного производства неблагоприятно, поскольку требует длинной линии охлаждения или низкой скорости передачи по линии при изготовлении трубы с многослойным покрытием. Хотя слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений в целом образуются на одной непрерывной линии, как описано выше, существует усиливающаяся тенденция увеличения скорости линии для повышения производительности. Таким образом, достижение соответствующих свойств плавления с использованием известного способа оказывается непростым.However, when the method for cooling the corrosion protection layer to 25 ° C. or lower is disclosed in
Патентный источник 2 раскрывает методику предотвращения плавления слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений посредством диспергирования между этими слоями неорганического порошкообразного материала, такого как оксид кальция. Заявляется, что в трубе с покрытием, полученной с применением этой методики, участок слоя защиты от повреждений, смежный с соединением, может быть легко отделен перед сваркой, и слой защиты от повреждений в ответ на изменения в окружающей температуре расширяется или сжимается ничтожным образом. Однако методика, раскрываемая в патентном источнике 2, также невыгодна с точки зрения промышленного производства, поскольку требует оборудования для диспергирования порошка и усложненного обращения с порошком в заводских условиях.
Патентный источник 3 раскрывает методику добавления антиоксиданта или зародышеобразующей добавки к слою защиты от коррозии или слою защиты от повреждений. Патентный источник 4 раскрывает методику добавления смазочного средства или неорганического наполнителя к слою защиты от коррозии или слою защиты от повреждений. Патентный источник 5 раскрывает методику добавления антистатического средства к слою защиты от коррозии или слою защиты от повреждений. Заявляется, что применение в этих методиках данных вспомогательных средств может предотвращать расплавление смол и значительно улучшает способность к отслаиванию слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений. Однако в методиках, раскрываемых в патентных источниках 3-5, добавление небольших количеств вспомогательных веществ оказывается недостаточным для улучшения свойств плавления смол на непрерывной линии при увеличенной скорости продвижения. С другой стороны, добавление больших количества вспомогательных средств невыгодно с точки зрения увеличения затрат и приводит к проявлению нежелательных физических свойств смол.
Патентный источник 6 раскрывает методику образования одного из слоев защиты от коррозии и защиты от повреждений с использованием одного полиэтилена и другого с сополимером или смешанной смолой, от 20 масс. % до 40 масс. % (от 27,3 моль. % до 50 моль. %) которых составлены полиэтиленом и от 60 масс. % до 80 масс. % (от 50 моль. % до 72,7 моль. % молью) которых составлены полипропиленом. Указывается, что эта методика способна предотвращать расплавление слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений без использования препятствующего плавлению средства даже в случаях непрерывного нанесения покрытия в ходе производства трубы с покрытием совместной экструзией.
Список упоминаемых документовList of referred documents
Патентные источникиPatent Sources
PTL 1 - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №49-130956.PTL 1 - Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 49-130956.
PTL 2 - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №50-139422.PTL 2 - Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 50-139422.
PTL 3 - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №10-76601.PTL 3 - Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-76601.
PTL 4 - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №10-76602.PTL 4 - Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-76602.
PTL 5 - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №10-76603.PTL 5 - Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-76603.
PTL 6 - публикация нерассмотренной патентной заявки Японии №54-158720.PTL 6 - Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 54-158720.
Краткое описание существа изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Техническая задачаTechnical challenge
Однако методика, раскрытая в патентном источнике 6, не позволяет получить слой защиты от повреждений, обладающий достаточной твердостью. Слой защиты от повреждений трубы с многослойным покрытием предпочтительно имеет более высокую стойкость к царапанию. Таким образом, смола для слоя защиты от повреждений должна иметь достаточно высокую твердость. Трубы с многослойным покрытием поэтому обычно включают слой защиты от коррозии, образованный из полиэтиленовой смолы, и слой защиты от повреждений, образованный из полипропиленовой смолы. Слой защиты от повреждений, образованный из смолы, от 20 масс. % до 40 масс. % (от 27,3 моль. % до 50 моль. %), которой составлено этиленовым компонентом, имеет низкую стойкость к царапанию, поскольку смола размягчается. Таким образом, слой защиты от повреждений не может выполнять свою функцию. В соответствии с исследованием авторов настоящего изобретения, с учетом ударных нагрузок в ходе транспортировки и в полевых условиях, слой защиты от повреждений предпочтительно должен иметь твердость 70 или более (при измерениях с помощью способа испытаний согласно ASTM (Американское общество по испытанию материалов) D 2240 (тип D)).However, the technique disclosed in
Методика, раскрытая в патентном источнике 6, не может предотвращать расплавление слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений на непрерывной линии при увеличенной скорости линии в ходе производства трубы с многослойным покрытием. Как описано выше, при производстве трубы с многослойным покрытием все процессы, начиная от предварительного нагрева стальной трубы 1 и до охлаждения слоя 4 защиты от повреждений, обычно выполняются на непрерывной линии, как показано на фиг. 2. Свойства плавления слоя 3 защиты от коррозии и слоя 4 защиты от повреждений зависят от температур этих слоев, при которых внешняя поверхность слоя 3 защиты от коррозии покрывается расплавленным слоем 4 защиты от повреждений. Слой 3 защиты от коррозии и слой 4 защиты от повреждений, имеющие более высокие температуры, с большей вероятностью сплавятся друг с другом. Слой 3 защиты от коррозии и слой 4 защиты от повреждений с более низкими температурами сплавятся с меньшей вероятностью. Скорость линии предпочтительно увеличивается в целях увеличения производительности. При повышенной скорости линии также увеличиваются скорости экструзии смол (смолы 300 для слоя защиты от коррозии и смолы 400 для слоя защиты от повреждений). В результате температура экструдированной смолы в целом возрастает из-за сдвигового нагрева в ходе экструзии.The technique disclosed in
Например, температура смолы слоя 3 защиты от коррозии при увеличенной скорости линии приблизительно в 10 м/мин или более достигает величин в диапазоне от 230°С до 280°С при экструзионном нанесении покрытия из находящейся в расплавленном состоянии смолы 300 для слоя защиты от коррозии (полиэтилен, температура плавления 120°С или более) с помощью экструдера 30 для слоя защиты от коррозии. Даже когда смола для слоя защиты от коррозии охлаждается с применением водяного охлаждения, которое является промышленно оправданным способом охлаждения, после нанесения слоя 3 защиты от коррозии, при рассмотрении практической эффективности водяного охлаждения на непрерывной линии производства, выясняется, что температура поверхности слоя 3 защиты от коррозии непосредственно перед нанесения слоя 4 защиты от повреждений на трубу большого диаметра или трубу, имеющую согласно JIS (японские промышленные стандарты) G 3452 (2010) номинальный диаметр 100А или более, снижается лишь до величин в диапазоне приблизительно от 40°С до 70°С. При экструзионном нанесении смолы 400 для слоя защиты от повреждений (полипропилен, температура плавления 160°С или более) в расплавленном состоянии с помощью экструдера 40 для защитного слоя, смола 400 для слоя защиты от повреждений, наносимая на слой 3 защиты от коррозии, имеет температуру от 260°С до 290°С.For example, the temperature of the resin of the
Таким образом, имеется тенденция того, что при высокой скорости производственной линии слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений имеют высокую температуру и легко сплавляются друг с другом. Однако методика, раскрытая в патентном источнике 6, при высокой скорости линии не проверялась. Таким образом, у раскрытой в патентном источнике 6 методики имеется проблема, связанная с тем, что увеличение скорости линии в целях повышения производительности приводит к недостаточной способности к отслоению из-за сплавления слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений.Thus, there is a tendency that at a high production line speed, the corrosion protection layer and the damage protection layer have a high temperature and are easily fused to each other. However, the technique disclosed in
Кроме того, раскрытая в патентном источнике 6 методика не рассматривает вопрос о производительности экструзии смолы для слоя защиты от повреждений и прочности смолы для слоя защиты от повреждений в случае увеличения скорости производственной линии. Снижение эффективности экструзии приводит к увеличенной нагрузке на экструдер и падению скорости экструзии полипропиленовой смолы. Снижение прочности смолы для слоя защиты от повреждений приводит к царапинам на слое защиты от коррозии, который имеет ключевое значение для антикоррозионной защиты конечной стальной трубы от воздействий через слой защиты от повреждений. Таким образом, методика, раскрытая в патентном источнике 6, не может обеспечить бесперебойное получение высококачественной трубы с многослойным покрытием с высокой эффективностью производства.In addition, the technique disclosed in
Преимуществом настоящего изобретения является то, что оно решает проблемы существующего уровня техники. Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении трубы с многослойным покрытием, которая включает слой защиты от коррозии, образованный из слоя полиэтиленовой смолы на внешней поверхности стальной трубы, которая является основным материалом, и слой защиты от повреждений, образованный из слоя полипропиленовой смолы на слое защиты от коррозии. Способность к отслаиванию слоя полиэтиленовой смолы слоя защиты от коррозии и слоя полипропиленовой смолы слоя защиты от повреждений значительно улучшена. Слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений имеют надлежащую способность к склеиванию друг с другом, при этом потери адгезии во время сваривания не происходит. Желательно, чтобы слой защиты от повреждений обладал стойкостью к царапанию. Смола для слоя защиты от повреждений обеспечивает высокую экструзионную производительность и высокую ударную вязкость сварного шва (для целей настоящего изобретения ударная вязкость сварного шва относится к ударной вязкости по Изоду). Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение способа производства трубы с многослойным покрытием.An advantage of the present invention is that it solves the problems of the state of the art. The purpose of the present invention is to provide a pipe with a multilayer coating, which includes a layer of corrosion protection formed from a layer of polyethylene resin on the outer surface of the steel pipe, which is the main material, and a layer of protection against damage formed from a layer of polypropylene resin on a layer of corrosion protection . The peeling ability of the polyethylene resin layer of the corrosion protection layer and the polypropylene resin layer of the damage protection layer is significantly improved. The corrosion protection layer and the damage protection layer have an appropriate ability to adhere to each other, without loss of adhesion during welding. It is desirable that the damage protection layer be scratch resistant. Resin for the damage protection layer provides high extrusion performance and high toughness of the weld (for the purposes of the present invention, the toughness of the weld refers to Izod impact strength). Another objective of the present invention is the provision of a method of manufacturing a pipe with a multilayer coating.
В частности, целью настоящего изобретения является предоставление трубы с многослойным покрытием, удовлетворяющей описанным выше признакам даже в случаях, когда труба с многослойным покрытием производится на высокоскоростной линии или когда труба является трубой большого диаметра (например, имеющей номинальный диаметр согласно JIS G 3452 (2010) 100А или более), и способа производства такой трубы с многослойным покрытием.In particular, it is an object of the present invention to provide a multilayer coated pipe satisfying the features described above even in cases where the multilayer coated pipe is produced on a high speed line or when the pipe is a large diameter pipe (e.g. having a nominal diameter according to JIS G 3452 (2010) 100A or more), and a method for producing such a multilayer coated pipe.
Решение задачиThe solution of the problem
Для решения описанных выше проблем авторы настоящего изобретения тщательно изучили различные факторы, которые воздействуют на свойства отслаивания и способность к склеиванию слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений в трубе с многослойным покрытием, которая включает слой защиты от коррозии, образованный из слоя полиэтиленовой смолы на внешней поверхности стальной трубы, которая является основным материалом, и слой защиты от повреждений, образованный из слоя полипропиленовой смолы на слое защиты от коррозии.To solve the problems described above, the inventors of the present invention have carefully studied various factors that affect the peeling properties and the ability of a corrosion protection layer to adhere to and a damage protection layer in a multilayer pipe, which includes a corrosion protection layer formed from a polyethylene resin layer the outer surface of the steel pipe, which is the main material, and the damage protection layer formed from the polypropylene resin layer on the corrosion protection layer.
Прежде всего, что касается методики, раскрытой в патентном источнике 6, то есть методики применения в слое защиты от повреждений сополимера полиэтилена и полипропилена, авторы настоящего изобретения исследовали этиленовый компонент, содержащийся в полипропиленовой смоле на трубе с многослойным покрытием, изготовленной на непрерывной производственной линии при увеличенной скорости линии.First of all, with regard to the methodology disclosed in
В результате авторы настоящего изобретения обнаружили, что количество этиленового компонента в полипропиленовой смоле согласно методике, раскрытой в патентном источнике 6, является настолько большим, что сплавление слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений при увеличенной скорости линии оказывается значительным. Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что количество этиленового компонента в полипропиленовой смоле может быть снижено для существенного уменьшения сплавления слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений и достижения надлежащих свойств отслаивания и способности к склеиванию. Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что количество этиленового компонента в полипропиленовой смоле может быть уменьшено для улучшения твердости смолы для слоя защиты от повреждений и образования слоя защиты от повреждений, обладающего желательной стойкостью к царапанию.As a result, the inventors of the present invention found that the amount of ethylene component in the polypropylene resin according to the method disclosed in
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что регулирование только этиленового компонента в полипропиленовой смоле не приводит к достаточной экструзионной производительности и ударной вязкости сварного шва смолы для слоя защиты от повреждений. Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что регулирование только этиленового компонента может привести к ненадлежащим свойствам отслаивания и способности к склеиванию. В результате дальнейших исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что оптимизация показателя текучести расплава полипропиленовой смолы и вязкости сдвига при 280°С может резко улучшить производительность экструзии и ударную вязкость сварного шва смолы для слоя защиты от повреждений и, кроме того, улучшить свойства отслаивания и способность к склеиванию между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений.The inventors of the present invention have found that controlling only the ethylene component in the polypropylene resin does not lead to sufficient extrusion performance and toughness of the resin weld for the damage protection layer. The inventors of the present invention have also found that controlling only the ethylene component can lead to inadequate peeling properties and bonding properties. As a result of further studies, the inventors of the present invention found that optimizing the melt flow rate of a polypropylene resin and shear toughness at 280 ° C. can dramatically improve the extrusion performance and toughness of the resin weld for the damage protection layer and, in addition, improve the peeling properties and the ability to bonding between the corrosion protection layer and the damage protection layer.
Настоящее изобретение было выполнено на основе этих обнаружений и далее изложена сущность настоящего изобретения.The present invention has been made on the basis of these findings and the essence of the present invention is further described.
1. Труба с многослойным покрытием, включающая слой защиты от коррозии, образованный из слоя полиэтиленовой смолы на внешней поверхности стальной трубы, которая является основным материалом; и слой защиты от повреждений, образованный из слоя полипропиленовой смолы на слое защиты от коррозии, при этом полипропиленовая смола, образующая слой защиты от повреждений является сополимерной смолой, от 19 до 23 моль. % которой составлено этиленовым компонентом, данная полипропиленовая смола имеет показатель текучести расплава в диапазоне от 0,53 до 0,60 г/10 мин и данная полипропиленовая смола имеет вязкость сдвига при 280°С в диапазоне от 1,7×103 до 2,0×103 Па·с при измерениях на скорости сдвига 10/с или от 5,3×102 до 6,0×102 Па·с в случае измерений при 280°С на скорости сдвига 100/с.1. The pipe with a multilayer coating, comprising a layer of corrosion protection formed from a layer of polyethylene resin on the outer surface of the steel pipe, which is the main material; and a damage protection layer formed from a polypropylene resin layer on the corrosion protection layer, wherein the polypropylene resin forming the damage protection layer is a copolymer resin, from 19 to 23 mol. % of which is made up of an ethylene component, this polypropylene resin has a melt flow rate in the range of 0.53 to 0.60 g / 10 min and this polypropylene resin has a shear viscosity at 280 ° C. in the range of 1.7 × 10 3 to 2, 0 × 10 3 Pa · s when measuring at a shear rate of 10 / s or from 5.3 × 10 2 to 6.0 × 10 2 Pa · s in the case of measurements at 280 ° C at a shear rate of 100 / s.
2. Труба с многослойным покрытием согласно п. 1, в которой прочность на раздир между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений составляет 0,6 Н/10 см ширины или более и 15 Н/10 см ширины или менее.2. A multilayer-coated pipe according to
3. Способ производства трубы с многослойным покрытием, которая включает слой защиты от коррозии, образованный из слоя полиэтиленовой смолы на внешней поверхности стальной трубы, которая является основным материалом, и слой защиты от повреждений, образованный из слоя полипропиленовой смолы на слое защиты от коррозии, при этом данный способ включает:3. A method of manufacturing a pipe with a multilayer coating, which includes a corrosion protection layer formed from a layer of polyethylene resin on the outer surface of the steel pipe, which is the main material, and a damage protection layer formed from a layer of polypropylene resin on a corrosion protection layer, this method includes:
нанесение полиэтиленовой смолы на внешнюю поверхность стальной трубы и охлаждение полиэтиленовой смолы до температуры поверхности 40°С или более и 70°С или менее для образования слоя защиты от коррозии иapplying polyethylene resin to the outer surface of the steel pipe and cooling the polyethylene resin to a surface temperature of 40 ° C or more and 70 ° C or less to form a layer of corrosion protection and
нанесение полипропиленовой смолы, имеющей температуру 260°С или более и 290°С или менее, на поверхность слоя защиты от коррозии таким образом, чтобы полипропиленовая смола имела толщину 0,9 мм или более и 1,8 мм или менее, и охлаждение полипропиленовой смолы до температуры поверхности 170°С или менее при скорости охлаждения 153°С/с или более и 450°С/с или менее для образования слоя защиты от повреждений, при этом полипропиленовая смола является сополимерной смолой, 19 моль. % или более и 23 моль. % или менее которой составлены этиленовым компонентом, имеет показатель текучести расплава 0,53 г/10 мин или более и 0,60 г/10 мин или менее и имеет вязкость сдвига 1,7×103 Па·с или более и 2,0×103 Па·с или менее при измерениях при 280°С в случае скорости сдвига 10/с или 5,3×102 Па·с или более и 6,0×102 Па·с или менее при измерениях при 280°С в случае скорости сдвига 100/с.applying a polypropylene resin having a temperature of 260 ° C or more and 290 ° C or less on the surface of the corrosion protection layer so that the polypropylene resin has a thickness of 0.9 mm or more and 1.8 mm or less, and cooling the polypropylene resin to a surface temperature of 170 ° C or less at a cooling rate of 153 ° C / s or more and 450 ° C / s or less to form a layer of protection against damage, while the polypropylene resin is a copolymer resin, 19 mol. % or more and 23 mol. % or less of which are constituted by the ethylene component, has a melt flow rate of 0.53 g / 10 min or more and 0.60 g / 10 min or less, and has a shear viscosity of 1.7 × 10 3 Pa · s or more and 2.0 × 10 3 Pa · s or less when measured at 280 ° C in the case of a shear rate of 10 / s or 5.3 × 10 2 Pa · s or more and 6.0 × 10 2 Pa · s or less when measured at 280 ° C in the case of a shear rate of 100 / s.
4. Способ производства трубы с многослойным покрытием согласно п. 3, в котором полипропиленовую смолу наносят при степени вытяжки 5 или более и 10 или менее.4. A method of manufacturing a pipe with a multilayer coating according to
Полезный эффект изобретенияThe beneficial effect of the invention
В соответствии с настоящим изобретением, труба с многослойным покрытием может легко производиться с невысокими затратами даже на производственной линии с увеличенной скоростью. Данная труба с многослойным покрытием характеризуется высокой производительностью экструзии смолы для слоя защиты от повреждений, надлежащей способностью к склеиванию и надлежащими свойствами отслаивания между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений, не приводящими к потере адгезии между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений из-за сваривания. Слой защиты от повреждений обладает высокой стойкостью к царапанию. Так как смола для слоя защиты от повреждений имеет высокую ударную вязкость сварного шва, слой защиты от повреждений данного продукта не разрушается при воздействии на сваренный участок слоя защиты от повреждений (место соединения смол в экструдере для получения защитного слоя), в частности, при низкой температуре. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, высококачественная труба с многослойным покрытием может производиться непрерывным способом с высокой эффективностью производства. То есть настоящее изобретение является полезным с точки зрения промышленного производства.In accordance with the present invention, a multilayer coated pipe can be easily produced at low cost even on a production line at an increased speed. This multilayer coated pipe is characterized by high resin extrusion performance for the damage protection layer, proper adhesion and peeling properties between the corrosion protection layer and the damage protection layer, which do not lead to loss of adhesion between the corrosion protection layer and the damage protection layer due to welding. The damage protection layer is highly scratch resistant. Since the resin for the damage protection layer has a high toughness of the weld, the damage protection layer of this product does not deteriorate when exposed to the damage protection layer on the welded section (the joint of the resins in the extruder to obtain a protective layer), in particular at low temperature . Thus, in accordance with the present invention, a high quality multilayer coated pipe can be produced in a continuous process with high production efficiency. That is, the present invention is useful from the point of view of industrial production.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 является схематическим представление слоистой структуры трубы с многослойным покрытием.FIG. 1 is a schematic representation of a layered structure of a multilayer pipe.
Фиг. 2 дает схематическое представление части линии непрерывного производства для изготовления трубы с многослойным покрытием (линия многослойного покрытия).FIG. 2 gives a schematic representation of a part of a continuous production line for manufacturing a pipe with a multilayer coating (multilayer coating line).
Фиг. 3 дает схематическое представление отслаивания слоя защиты от повреждений на концевом участке трубы с многослойным покрытием перед свариванием трубы.FIG. 3 gives a schematic representation of the peeling of the damage protection layer at the end portion of a multilayer coated pipe before welding the pipe.
Фиг. 4 дает схематическое представление отслаивания слоя защиты от повреждений трубы с многослойным покрытием согласно одному примеру.FIG. 4 gives a schematic representation of the peeling of a layer of protection against damage to a multilayer coated pipe according to one example.
Описание воплощенийDescription of embodiments
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно.The present invention will now be described in more detail.
Труба с многослойным покрытием согласно настоящему изобретению включает слой защиты от коррозии, образованный из слоя полиэтиленовой смолы на внешней поверхности стальной трубы, которая является основным материалом, и слой защиты от повреждений, образованный из слоя полипропиленовой смолы на слое защиты от коррозии. Полипропиленовая смола, образующая слой защиты от повреждений, является сополимерной смолой, от 19 моль. % до 23 моль. % которой составлено этиленовым компонентом, имеет показатель текучести расплава в диапазоне от 0,53 до 0,60 г/10 мин и имеет вязкость сдвига в диапазоне от 1,7×103 до 2,0×103 Па·с при 280°С в случае измерений при скорости сдвига 10/с или от 5,3×102 до 6,0×102 Па·с в случае измерений при 280°С на скорости сдвига 100/с.The multilayer coated pipe according to the present invention includes a corrosion protection layer formed from a layer of polyethylene resin on the outer surface of the steel pipe, which is the main material, and a damage protection layer formed from a layer of polypropylene resin on the corrosion protection layer. Polypropylene resin, forming a layer of protection against damage, is a copolymer resin, from 19 mol. % to 23 mol. % of which is composed of an ethylene component, has a melt flow rate in the range from 0.53 to 0.60 g / 10 min and has a shear viscosity in the range from 1.7 × 10 3 to 2.0 × 10 3 Pa · s at 280 ° C in the case of measurements at a shear rate of 10 / s or from 5.3 × 10 2 to 6.0 × 10 2 Pa · s in the case of measurements at 280 ° C at a shear rate of 100 / s.
В соответствии с настоящим изобретением, труба с многослойным покрытием, которая включает слой защиты от коррозии, образованный слоем полиэтиленовой смолы на внешней поверхности стальной трубы, которая является основным материалом, и слой защиты от повреждений, образованный слоем полипропиленовой смолы на слое защиты от коррозии, изготавливается с высокой эффективностью производства на непрерывной производственной линии при высокой скорости линии, в частности, на скорости линии приблизительно 10 м/мин или более.In accordance with the present invention, a multilayer coated pipe that includes a corrosion protection layer formed by a layer of polyethylene resin on the outer surface of the steel pipe, which is the main material, and a damage protection layer formed by a polypropylene resin layer on the corrosion protection layer, are manufactured with high production efficiency on a continuous production line at a high line speed, in particular at a line speed of about 10 m / min or more.
В производстве трубы с многослойным покрытием согласно одному воплощению настоящего изобретения полипропиленовая смола, образующая слой защиты от повреждений, является сополимерной смолой, 19 моль. % или более и 23 моль. % или менее которой составлено этиленовым компонентом, имеет показатель текучести расплава 0,53 г/10 мин или более и 0,60 г/10 мин или менее и имеет вязкость сдвига 1,7×103 Па·с или более и 2,0×103 Па·с или менее в случае измерений при 280°С на скорости сдвига 10/с, или 5,3×10 Па·с или более и 6,0×10 Па·с или менее в случае измерений при 280°С на скорости сдвига 100/с.In the manufacture of a multilayer coated pipe according to one embodiment of the present invention, the polypropylene resin forming the damage protection layer is a 19 mol copolymer resin. % or more and 23 mol. % Or less, which is composed ethylene component has a melt flow index 0.53 g / 10 min or more and 0.60 g / 10 min or less and a
В соответствии с настоящим изобретением, труба с многослойным покрытием изготавливается посредством нанесения полиэтиленовой смолы на внешнюю поверхность стальной трубы, которая является основным материалом, и охлаждением полиэтиленовой смолы до температуры поверхности 40°С или более и 70°С или менее с тем, чтобы образовать слой защиты от коррозии, и нанесением полипропиленовой смолы, имеющей описанные выше признаки и имеющей температуру 260°С или более и 290°С или менее, на поверхность слоя защиты от коррозии таким образом, чтобы полипропиленовая смола имела толщину 0,9 мм или более и 1,8 мм или менее, и охлаждением полипропиленовой смолы до температуры поверхности 170°С или менее при скорости охлаждения 153°С/с или более и 450°С/с или менее с тем, чтобы образовать слой защиты от повреждений.In accordance with the present invention, a multilayer coated pipe is made by applying a polyethylene resin to the outer surface of a steel pipe, which is the main material, and cooling the polyethylene resin to a surface temperature of 40 ° C or more and 70 ° C or less so as to form a layer corrosion protection, and applying a polypropylene resin having the characteristics described above and having a temperature of 260 ° C or more and 290 ° C or less on the surface of the corrosion protection layer so that the polyprop ylene resin had a thickness of 0.9 mm or more and 1.8 mm or less, and cooling the polypropylene resin to a surface temperature of 170 ° C or less at a cooling rate of 153 ° C / s or more and 450 ° C / s or less to form a layer of protection against damage.
Стальная трубаSteel pipe
В настоящем изобретении тип стальной трубы, которая применяется в качестве основного материала трубы с многослойным покрытием, специальным образом не ограничивается и может быть известным типом стальной трубы, таким как стальная труба, полученная кузнечной сваркой, стальная труба, полученная электросваркой сопротивлением, газовая или водопроводная труба, или же труба для защиты кабелей. Размер стальной трубы специальным образом не ограничивается. В целом, в зависимости от желаемого применения, данная стальная труба является трубой из углеродистой стали для трубопроводов, имеющей номинальный диаметр согласно JIS G 3452 (2010) в диапазоне от 25А до 500А. Настоящее изобретение касается стальной трубы, имеющей номинальный диаметр 100А или более и 200А или менее. Это связано с тем, что трубы с многослойным покрытием, используемые в описанных выше заявках, в целом являются определяемыми в JIS G 3452 (2010) трубами из углеродистой стали для трубопроводов, при этом стальные трубы, имеющие меньший размер, чем указанный выше номинальный диаметр, не имеют значительных проблем относительно сплавления или отслаивания слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений даже при нанесении покрытия с высокой скоростью, а стальные трубы, имеющие размер больше, чем описанный выше номинальный диаметр, не могут покрываться при существенно более высоких скоростях из-за определяемых заводским оборудованием ограничений и поэтому описанные здесь проблемы для них не актуальны.In the present invention, the type of steel pipe that is used as the base material of the multilayer coated pipe is not particularly limited and may be a known type of steel pipe, such as a steel pipe obtained by blacksmith welding, a steel pipe obtained by resistance electric welding, a gas or water pipe , or a pipe to protect cables. The size of the steel pipe is not specifically limited. In general, depending on the desired application, this steel pipe is a carbon steel pipe for pipelines having a nominal diameter according to JIS G 3452 (2010) in the range from 25A to 500A. The present invention relates to a steel pipe having a nominal diameter of 100A or more and 200A or less. This is because the multilayer pipes used in the applications described above are generally defined in JIS G 3452 (2010) carbon steel pipes for pipelines, while steel pipes having a smaller size than the above nominal diameter, have no significant problems regarding the fusion or peeling of the corrosion protection layer and the damage protection layer even when coating is applied at a high speed, and steel pipes having a size larger than the nominal diameter described above cannot cover tsya at much higher speeds because of the restrictions determined by the factory equipment and therefore are described problem for them is not relevant.
Внешняя поверхность стальной трубы, которая является основным материалом, может быть подвергнута предгрунтовочной обработке, такой как известные обработки травлением или абразивной обдувкой. После грунтующей обработки на стальную трубу может быть нанесен известный и определяемый в JIS G 3469 (2010) грунтовочный слой или адгезив в целях улучшения адгезии между слоем защиты от коррозии и стальной трубой. Внутренняя поверхность стальной трубы может быть необработанной или же может быть подвергнута нанесению покрытия до и после нанесения многослойного покрытия на внешнюю поверхность стальной трубы.The outer surface of the steel pipe, which is the main material, can be subjected to pre-treatment, such as the known treatment by etching or abrasive blasting. After priming, a primer or adhesive known or defined in JIS G 3469 (2010) may be applied to the steel pipe in order to improve adhesion between the corrosion protection layer and the steel pipe. The inner surface of the steel pipe may be untreated or may be coated before and after applying the multilayer coating to the outer surface of the steel pipe.
Слой защиты от коррозииCorrosion protection layer
Полиэтиленовая смола, предназначенная для применения в слое защиты от коррозии, является полимером на основе этилена, включающим гомополимер этилена или сополимер этилена и α-олефин, например, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 4-метилпент-1-пепен, 1-октен или 1-децен. Предпочтительная полиэтиленовая смола в настоящем изобретении имеет плотность в диапазоне от 920 до 950 кг/м3, более предпочтительно от 940 до 950 кг/м3, температуру размягчения по Вика в диапазоне от 110°С до 130°С, предел текучести при растяжении в диапазоне от 30 до 50 Н/мм2 (МПа) и относительное удлинение при разрыве в диапазоне от 500% до 900%. Слой защиты от коррозии предпочтительно имеет толщину в диапазоне от приблизительно от 0,6 до 1,5 мм. Плотность, температура размягчения по Вика, предел текучести при растяжении и относительное удлинение при разрыве измерялись в соответствии с JIS G 3469 (2010).A polyethylene resin for use in a corrosion protection layer is an ethylene-based polymer comprising an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene and an α-olefin, for example, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methylpent-1 pepen, 1-octene or 1-decene. The preferred polyethylene resin in the present invention has a density in the range from 920 to 950 kg / m 3 , more preferably from 940 to 950 kg / m 3 , a Vicat softening point in the range from 110 ° C. to 130 ° C., tensile strength in the range from 30 to 50 N / mm 2 (MPa) and elongation at break in the range from 500% to 900%. The corrosion protection layer preferably has a thickness in the range of about 0.6 to 1.5 mm. Density, Wick softening point, tensile strength and elongation at break were measured in accordance with JIS G 3469 (2010).
Слой полиэтиленовой смолы (слой защиты от коррозии) образуется на внешней поверхности стальной трубы экструзией из расплава полиэтиленовой смолы. Слой полиэтиленовой смолы может быть монослоем или композитным слоем, образованным совместной экструзией полиэтиленовой смолы и кислотно-модифицированного полиэтилена (модифицированный кислотой полиэтилен прилегает к стальной трубе).A polyethylene resin layer (a corrosion protection layer) is formed on the outer surface of a steel pipe by melt extrusion of a polyethylene resin. The polyethylene resin layer may be a monolayer or a composite layer formed by the joint extrusion of a polyethylene resin and acid-modified polyethylene (acid-modified polyethylene adheres to a steel pipe).
Слой защиты от поврежденийDamage protection layer
Предназначаемая для применения в слое защиты от повреждений полипропиленовая смола является составленным из мономеров этилена и пропилена полимером, полученным с помощью известного способа, такого как использующий катализатор Циглера-Натта, то есть хорошо известным в промышленности блок-сополимером полипропилена или смесью полипропилена, полиэтилена и этилен-пропиленового статистического сополимера. В настоящем изобретении этиленовый компонент составляет от 19 до 23 моль. % (от 13,5 до 16,6 масс. %) полипропиленовой смолы.The polypropylene resin to be used in the damage protection layer is a polymer composed of ethylene and propylene monomers obtained by a known method such as using a Ziegler-Natta catalyst, i.e. a well-known block copolymer of polypropylene or a mixture of polypropylene, polyethylene and ethylene -propylene random copolymer. In the present invention, the ethylene component is from 19 to 23 mol. % (from 13.5 to 16.6 wt.%) polypropylene resin.
Процентная доля этиленового компонента может быть определена посредством растворения полипропиленовой смолы в растворителе и выполняя анализа компонентов смолы с помощью метода ядерного магнитного резонанса.The percentage of ethylene component can be determined by dissolving the polypropylene resin in a solvent and performing analysis of the resin components using nuclear magnetic resonance method.
Когда процентная доля этиленового компонента составляет менее 19 моль. % (13,5 масс. %), полипропиленовая смола обладает чрезмерно слабым сродством (способностью к склеиванию) к полиэтиленовой смоле слоя защиты от коррозии, и между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений происходит потеря адгезии, как описано выше. Когда процентная доля этиленового компонента составляет более 23 моль % (16,6 масс. %), полипропиленовая смола проявляет тенденцию к сплавлению с полиэтиленовой смолой слоя защиты от коррозии и имеет недостаточную способность к отслаиванию. Кроме того, когда процентная доля этиленового компонента составляет более 23 моль. % (16,6 масс. %), полипропиленовая смола имеет низкую твердость, а слой защиты от повреждений имеет низкую стойкость к царапанию.When the percentage of the ethylene component is less than 19 mol. % (13.5 wt.%), The polypropylene resin has an excessively weak affinity (adhesion) to the polyethylene resin of the corrosion protection layer, and loss of adhesion occurs between the corrosion protection layer and the damage protection layer as described above. When the percentage of the ethylene component is more than 23 mol% (16.6 mass%), the polypropylene resin tends to fuse the corrosion protection layer with the polyethylene resin and has insufficient peeling ability. In addition, when the percentage of the ethylene component is more than 23 mol. % (16.6 wt.%), Polypropylene resin has a low hardness, and the damage protection layer has a low scratch resistance.
В настоящем изобретении полипропиленовая смола слоя защиты от повреждений имеет показатель текучести расплава в диапазоне от 0,53 до 0,60 г/10 мин. Показатель текучести расплава представляет собой массовую скорость течения расплава (MFR), определенную в JIS К 6921-2 (2010) и измеренную с помощью способа согласно JIS К 7210 (1999). Полипропиленовая смола, имеющая показатель текучести расплава менее 0,53 г/10 мин, имеет недостаточную производительность экструзии, что приводит к увеличенной нагрузке на экструдер и снижению выхода экструзии полипропиленовой смолы. Эта проблема становится особенно актуальной при производстве с высокой скоростью линии, то есть на высокой скорости нанесения смолы.In the present invention, the polypropylene resin of the damage protection layer has a melt flow rate in the range of 0.53 to 0.60 g / 10 min. The melt flow rate is the mass melt flow rate (MFR) as defined in JIS K 6921-2 (2010) and measured using the method according to JIS K 7210 (1999). A polypropylene resin having a melt flow rate of less than 0.53 g / 10 min has insufficient extrusion performance, which leads to an increased load on the extruder and a decrease in the extrusion yield of the polypropylene resin. This problem becomes especially relevant when manufacturing at a high line speed, that is, at a high resin deposition rate.
Показатель текучести расплава менее 0,53 г/10 мин приводит к низкой прочности свариваемого участка полипропиленовой смолы при цилиндрической экструзии полипропиленовой смолы. Показатель текучести расплава более 0,60 г/10 мин приводит к низкой прочности получающегося слоя защиты от повреждений и недостаточной производительности экструзии.The melt flow rate of less than 0.53 g / 10 min leads to low strength of the welded portion of the polypropylene resin during cylindrical extrusion of the polypropylene resin. The melt flow rate of more than 0.60 g / 10 min leads to low strength of the resulting layer of protection against damage and insufficient extrusion performance.
Для трубы с многослойным покрытием согласно настоящему изобретению, изготовленной на непрерывной линии при увеличенной скорости линии, существенно важно, чтобы полипропиленовая смола слоя защиты от повреждений имела показатель текучести расплава в диапазоне от 0,53 до 0,60 г/10 мин.For a multilayer coated pipe according to the present invention made on a continuous line at an increased line speed, it is essential that the polypropylene resin of the damage protection layer has a melt flow rate in the range of 0.53 to 0.60 g / 10 min.
В настоящем изобретении полипропиленовая смола имеет вязкость сдвига в диапазоне от 1,7×103 до 2,0×103 Па·с в случае измерений при 280°С на скорости сдвига 10/с, и от 5,3×102 до 6,0×102 Па·с в случае измерений при 280°С на скорости сдвига 100/с. Вязкость сдвига измеряется капиллярным вискозиметром (также упоминаемым как вискозиметр капиллярного типа), как указывается в JIS К 7199 (1999). Капилляр имеет L/D=10/1, где D обозначает внутренний диаметр капилляра, L обозначает длину капилляра.In the present invention, the polypropylene resin has a shear viscosity in the range from 1.7 × 10 3 to 2.0 × 10 3 Pa · s in the case of measurements at 280 ° C at a shear rate of 10 / s, and from 5.3 × 10 2 to 6.0 × 10 2 Pa · s in the case of measurements at 280 ° C at a shear rate of 100 / s. Shear viscosity is measured by a capillary viscometer (also referred to as a capillary type viscometer), as indicated in JIS K 7199 (1999). The capillary has L / D = 10/1, where D is the inner diameter of the capillary, L is the length of the capillary.
Когда вязкость сдвига составляет менее 1,7×103 Па·с при измерениях на скорости сдвига 10/с, или менее 5,3×102 Па·с при измерениях на скорости сдвига 100/с, это приводит к чрезмерно высокой прочности на раздир (усилие отслаивания) и недостаточным свойствам отслаивания между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола).When the shear viscosity is less than 1.7 × 10 3 Pa · s when measured at a shear rate of 10 / s, or less than 5.3 × 10 2 Pa · s when measured at a shear rate of 100 / s, this leads to an excessively high tensile strength tearing (peeling force) and insufficient peeling properties between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin).
Когда вязкость сдвига составляет более 2,0×103 Па·с при измерениях на скорости сдвига 10/с, или более 6,0×102 Па·с при измерениях на скорости сдвига 100/с, это приводит к слишком низкой прочности свариваемого участка полипропиленовой смолы при цилиндрической экструзии полипропиленовой смолы. Это также приводит к чрезмерно низкой прочности на раздир (усилие отслаивания) между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола), и проявляется тенденция к потере адгезии между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений при сваривании.When the shear viscosity is greater than 2,0 × 10 3 Pa · s at a shear rate measurements at 10 / s, or more than 6,0 × 10 2 Pa · s at a shear rate measurements at 100 / s, it results in too low strength to be welded plot of polypropylene resin during cylindrical extrusion of polypropylene resin. This also leads to an excessively low tear strength (peeling force) between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin), and there is a tendency to loss of adhesion between the corrosion protection layer and the welding damage protection layer .
Причиной того, что вязкость сдвига полипропиленовой смолы измеряется в настоящем изобретении при 280°С на двух скоростях сдвига (10 и 100/с), является то, что такое измерение учитывает скорость сдвига полипропиленовой смолы (смола для слоя защиты от повреждений), нанесенной на поверхность слоя защиты от коррозии посредством экструзионного нанесения. Измерить скорость сдвига полипропиленовой смолы (смола для слоя защиты от повреждений) в расплавленном состоянии в ходе экструзионного нанесения покрытия очень трудно. В зависимости от условий экструзионного нанесения скорость сдвига может быть 10/с или менее или 100/с или более. Поэтому настоящее изобретение определяет вязкость сдвига при низкой скорости сдвига (10/с) и высокой скорости сдвига (100/с).The reason that the shear viscosity of the polypropylene resin is measured in the present invention at 280 ° C. at two shear rates (10 and 100 / s) is that this measurement takes into account the shear rate of the polypropylene resin (resin for the damage protection layer) applied to surface of the corrosion protection layer by extrusion coating. It is very difficult to measure the shear rate of a polypropylene resin (resin for a damage protection layer) during extrusion coating. Depending on the conditions of the extrusion deposition, the shear rate may be 10 / s or less or 100 / s or more. Therefore, the present invention determines shear viscosity at low shear rate (10 / s) and high shear rate (100 / s).
Как описано выше, в настоящем изобретении, когда слой защиты от повреждений образован из полипропиленовой смолы, которая содержит желательное количество этиленового компонента и имеет желательный показатель текучести расплава и желательную вязкость сдвига, слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений обладают удовлетворительными свойствами плавления и способностью к склеиванию, а слой защиты от повреждений имеет достаточную твердость (твердость по дюрометру типа D согласно ASTM D2240: 70 или более). Когда от слоя защиты от повреждений требуется более высокая механическая прочность или низкотемпературная ударная прочность, полипропиленовая смола для слоя защиты от повреждений может иметь напряжение при растяжении на разрыв в диапазоне от 22 до 45 МПа, измеряемое в соответствии с JIS К 7162 (1994), удлинение при растяжении на разрыв в диапазоне от 600% до 900%, измеряемое в соответствии с JIS К 7162 (1994), ударную вязкость по Изоду в диапазоне от 2 до 6 кДж/м2, измеряемую при -20°С в соответствии с JIS К 7110 (1999), и плотность, как правило, в диапазоне от 905 до 910 кг/м3, измеряемую в соответствии с JIS К 7112 (1999).As described above, in the present invention, when the damage protection layer is formed of a polypropylene resin that contains the desired amount of ethylene component and has the desired melt flow rate and the desired shear viscosity, the corrosion protection layer and the damage protection layer have satisfactory melting properties and bonding, and the damage protection layer has sufficient hardness (Durometer hardness according to ASTM D2240: 70 or more). When a higher mechanical strength or lower temperature impact strength is required from the damage protection layer, the polypropylene resin for the damage protection layer may have a tensile tensile stress in the range of 22 to 45 MPa, measured in accordance with JIS K 7162 (1994), elongation tensile at break in the range from 600% to 900%, measured in accordance with JIS K 7162 (1994), Izod impact strength in the range from 2 to 6 kJ / m 2 , measured at -20 ° C in accordance with JIS K 7110 (1999), and the density is usually in the range of 905 to 910 kg / m 3 , measured in accordance with JIS K 7112 (1999).
Экономически целесообразно, чтобы толщина слоя защиты от повреждений предпочтительно, но не ограничительно находилась в диапазоне от приблизительно 0,8 до 2,8 мм с тем, чтобы предохранять слой защиты от коррозии от царапания при транспортировке и манипуляциях.It is economically feasible that the thickness of the damage protection layer is preferably, but not limited to, in the range of about 0.8 to 2.8 mm in order to prevent the corrosion protection layer from being scratched during transportation and handling.
Предохранение слоя защиты от коррозии от царапин при транспортировке и манипулировании оказывается сложным в случае слоя защиты от повреждений, имеющего толщину менее 0,8 мм. Когда слой защиты от повреждений имеет толщину более 2,8 мм, слой защиты от повреждений имеет тенденцию сплавляться со слоем защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы) из-за большого количества теплоты, запасаемой в полипропиленовой смоле (смола для слоя защиты от повреждений), покрывающей слой защиты от коррозии, даже когда температура полипропиленовой смолы в ходе экструзии контролируется в пределах, задаваемых объемом настоящего изобретения и описанных ниже. Более предпочтительно толщина слоя защиты от повреждений составляет 0,9 мм или более и 1,8 мм или менее.Protecting the corrosion protection layer from scratches during transportation and handling is difficult in the case of the damage protection layer having a thickness of less than 0.8 mm. When the damage protection layer has a thickness of more than 2.8 mm, the damage protection layer tends to melt with the corrosion protection layer (polyethylene resin layer) due to the large amount of heat stored in the polypropylene resin (resin for the damage protection layer), the corrosion protection coating layer, even when the temperature of the polypropylene resin during extrusion is controlled within the limits defined by the scope of the present invention and described below. More preferably, the thickness of the damage protection layer is 0.9 mm or more and 1.8 mm or less.
Такая полипропиленовая смола может быть получена с помощью известного способа аддитивной полимеризации этилена, пропилена и другого дополнительного мономера с катализатором Циглера-Натта или катализатором с единым центром полимеризации. Производителями полипропиленовой смолы широко предлагаются полипропиленовые смолы с различными физическими свойствами. Полипропиленовые смолы, физические свойства которых удовлетворяют настоящему изобретению, могут выбираться из этих коммерческих полипропиленовых смол.Such a polypropylene resin can be obtained using the known method of additive polymerization of ethylene, propylene and other additional monomer with a Ziegler-Natta catalyst or a catalyst with a single center of polymerization. Polypropylene resin manufacturers widely offer polypropylene resins with various physical properties. Polypropylene resins whose physical properties satisfy the present invention may be selected from these commercial polypropylene resins.
Полиэтиленовая смола (слой защиты от коррозии) или полипропиленовая смола (слой защиты от повреждений), используемые в качестве покровного слоя согласно одному воплощению настоящего изобретения, не в ущерб целям настоящего изобретения могут содержать вспомогательное вещество, такое как антиоксидант или поглотитель ультрафиолетового излучения, для предотвращения оксидационного разложения или светового повреждения смолы, краситель, такой как пигмент, или зародышеобразующая добавка для улучшения формуемости.The polyethylene resin (corrosion protection layer) or polypropylene resin (damage protection layer) used as the coating layer according to one embodiment of the present invention may, without prejudice to the objectives of the present invention, contain an auxiliary substance, such as an antioxidant or an ultraviolet absorber, to prevent oxidative degradation or light damage to the resin, a dye such as a pigment, or a nucleating agent to improve formability.
Прочность на раздир (усилие отслаивания) между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола) предпочтительно составляет 0,6 Н/10 см ширины или более и 15 Н/10 см ширины или менее, более предпочтительно 0,6 Н/10 см ширины или более и 10 Н/10 см ширины или менее. Прочность на раздир измеряется в соответствии с испытанием на прочность к отслаиванию, описанным ниже. Когда прочность на раздир составляет менее 0,6 Н/10 см ширины, слой защиты от повреждений отделяется от слоя защиты от коррозии всего лишь проделыванием разреза в слое защиты от повреждений для снятия слоя защиты от повреждений со слоя защиты от коррозии, или же отслоение только одного участка слоя защиты от повреждений на концевом участке стальной трубы приводит к тенденции вызывать отделение концевого участка остающегося слоя защиты от повреждений от слоя защиты от коррозии. При прочности на раздир более 15 Н/10 см ширины имеется тенденция к затруднению отслоения слоя защиты от повреждений от слоя защиты от коррозии перед свариванием в полевых условиях, что приводит к недостаточной обрабатываемости, как описано выше. По этим причинам прочность на раздир между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений предпочтительно составляет 0,6 Н/10 см ширины или более и 15 Н/10 см ширины или менее.The tear strength (peeling force) between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin) is preferably 0.6 N / 10 cm wide or more and 15 N / 10 cm wide or less, more preferably 0 6 N / 10 cm wide or more and 10 N / 10 cm wide or less. Tear strength is measured in accordance with the peel strength test described below. When the tear strength is less than 0.6 N / 10 cm in width, the damage protection layer is separated from the corrosion protection layer only by making a cut in the damage protection layer to remove the damage protection layer from the corrosion protection layer, or peeling only one portion of the damage protection layer at the end portion of the steel pipe leads to a tendency to cause the separation of the end portion of the remaining protection layer from damage from the corrosion protection layer. When the tear strength is more than 15 N / 10 cm in width, there is a tendency to make it difficult to peel off the corrosion protection layer from the corrosion protection layer before welding in the field, which leads to insufficient workability, as described above. For these reasons, the tear strength between the corrosion protection layer and the damage protection layer is preferably 0.6 N / 10 cm of width or more and 15 N / 10 cm of width or less.
Далее будет описан способ производства трубы с многослойным покрытием согласно настоящему изобретению.Next will be described a method of manufacturing a pipe with a multilayer coating according to the present invention.
Образование слоя защиты от коррозии и слоя защиты от поврежденийFormation of a corrosion protection layer and a damage protection layer
В настоящем изобретении полиэтиленовая смола наносится на внешнюю поверхность стальной трубы для образования слоя защиты от коррозии, а на поверхность слоя защиты от коррозии наносится полипропиленовая смола, имеющая заранее заданные, описанные выше признаки, для образования слоя защиты от повреждений.In the present invention, a polyethylene resin is applied to the outer surface of the steel pipe to form a corrosion protection layer, and a polypropylene resin having the predetermined features described above is applied to the surface of the corrosion protection layer to form a damage protection layer.
Слой защиты от коррозии и слой защиты от повреждений образуются посредством экструзионного нанесения на непрерывной линии, например, линии для нанесения многослойного покрытия, иллюстрируемой на фиг. 2. На линии для нанесения многослойного покрытия, показанной на фиг. 2, стальная труба 1, которая является основным материалом, транспортируется от ближней по ходу стороны линии и при необходимости предварительно нагревается с помощью устройства 10 для предварительного нагрева стальной трубы. Адгезивный материал (не показан), нагретый до заданной температуры, наносится на поверхность стальной трубы 1 с помощью аппликатора 20 для нанесения покрытия из адгезивного слоя. Смола 300 для слоя защиты от коррозии в расплавленном состоянии наносится на поверхность стальной трубы 1 посредством экструзионного нанесения с помощью экструдера 30 для слоя защиты от коррозии и охлаждается с помощью охлаждающего устройства 31 слоя защиты от коррозии для образования слоя 3 защиты от коррозии. Смола 400 для слоя защиты от повреждений в расплавленном состоянии затем наносится на поверхность слоя 3 защиты от коррозии посредством экструзионного нанесения с помощью экструдера 40 для слоя защиты и охлаждается с помощью охлаждающего устройства 41 слоя защиты от повреждений для образования слоя 4 защиты от повреждений.The corrosion protection layer and the damage protection layer are formed by extrusion coating on a continuous line, for example, the multilayer coating line illustrated in FIG. 2. In the multilayer coating line shown in FIG. 2, the
Труба с многослойным покрытием согласно одному воплощению настоящего изобретения предпочтительно изготавливается на непрерывной линии при скорости линии в диапазоне от приблизительно 10 до 40 м/мин с высокой эффективностью производства.A multilayer coated pipe according to one embodiment of the present invention is preferably produced in a continuous line at a line speed in the range of about 10 to 40 m / min with high production efficiency.
Труба с многослойным покрытием может изготавливаться на такой непрерывной линии при высокой скорости линии. Для повышения эффективности производства скорость линии (скорость, с которой происходит конвейерная транспортировка стальной трубы 1) предпочтительно составляет приблизительно 10 м/мин или более. Однако имеющий заранее заданную толщину слой покрытия не может быть получен при чрезмерно высокой скорости линии. Таким образом, скорость линии предпочтительно составляет 40 м/мин или менее, более предпочтительно 25 м/мин или менее.A multilayer coated pipe can be manufactured on such a continuous line at a high line speed. To increase production efficiency, the line speed (the speed at which the
Прежде всего внешняя поверхность стальной трубы, которая является основным материалом, подвергается предгрунтовочной обработке, такой как дробеструйная обработка (абразивоструйная очистка) или травление (водным раствором соляной кислоты или водным раствором серной кислоты при температуре в диапазоне от комнатной температуры до 90°С). Как иллюстрируется на фиг. 2, в случае необходимости стальная труба 1 подогревается с помощью устройства 10 для предварительного нагрева стальной трубы, такого как высокочастотный индукционный нагреватель, и адгезивный материал (не показан), главным образом составленный из каучука, асфальта или смолы, нагревается и наносится на поверхность стальной трубы 1 аппликатором 20 для нанесения покрытия из адгезивного материала.First of all, the outer surface of the steel pipe, which is the main material, is subjected to pre-treatment, such as shot-blasting (abrasive blasting) or etching (with an aqueous solution of hydrochloric acid or an aqueous solution of sulfuric acid at a temperature in the range from room temperature to 90 ° C). As illustrated in FIG. 2, if necessary, the
С учетом кроющих характеристик и способности адгезивного материала к склеиванию температура предварительного нагрева стальной трубы предпочтительно находится в диапазоне от 40°С до 80°С. Адгезивный материал главным образом составлен каучуком, асфальтом или смолой, как указывается в JIS G 3469 (2010). С учетом стоимостных показателей и однородности кроющих характеристик толщина клейкого слоя предпочтительно располагается в диапазоне от приблизительно 0,1 до 1 мм.Given the covering characteristics and the ability of the adhesive material to be bonded, the preheating temperature of the steel pipe is preferably in the range of 40 ° C to 80 ° C. The adhesive material is mainly composed of rubber, asphalt or resin, as indicated in JIS G 3469 (2010). Given the cost performance and uniformity of the coating characteristics, the thickness of the adhesive layer is preferably in the range of about 0.1 to 1 mm.
Далее полиэтиленовая смола (смола 300 для слоя защиты от коррозии) в расплавленном состоянии (приблизительно 230°С или более и 280°С или менее) наносится на внешнюю поверхность адгезивного слоя с помощью цилиндрической экструзии, выполняемой экструдером 30 для слоя защиты от коррозии с поперечной головкой экструдера и охлаждается до температуры поверхности 40°С или более и 70°С или менее с помощью охлаждающего устройства 31 слоя защиты от коррозии для образования слоя 3 защиты от коррозии. При высокой скорости линии приблизительно в 10 м/мин или более охлаждение в настоящем изобретении выполняется с помощью охлаждающего устройства 31 слоя защиты от коррозии, предпочтительно являющегося водяным охлаждением, обладающим высокой эффективностью охлаждения.Next, a polyethylene resin (resin 300 for a corrosion protection layer) in a molten state (approximately 230 ° C. or more and 280 ° C. or less) is applied to the outer surface of the adhesive layer by cylindrical extrusion by extruder 30 for a transverse corrosion protection layer the extruder head and is cooled to a surface temperature of 40 ° C or more and 70 ° C or less using a cooling device 31 of the corrosion protection layer to form a
После того как образуется слой 3 защиты от коррозии, полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений), имеющая температуру 260°С или более и 290°С или менее, наносится на внешнюю поверхность слоя 3 защиты от коррозии, имеющего температуру поверхности 40°С или более и 70°С или менее, посредством цилиндрической экструзии, выполняемой с помощью экструдера 40 для слоя защиты с поперечной формующей головкой, и охлаждается до температуры поверхности 170°С или менее охлаждающим устройством 41 слоя защиты от повреждений при скорости охлаждения 153°С/с или более и 450°С/с или менее для отверждения полипропиленовой смолы, тем самым образуя слой 4 защиты от повреждений. С учетом эффективности охлаждения, охлаждение охлаждающим устройством 41 слоя защиты от повреждений также предпочтительно является водяным охлаждением.After the
Когда температура поверхности слоя 3 защиты от коррозии, охлаждаемого охлаждающим устройством 31 слоя защиты от коррозии (температура поверхности слоя защиты от коррозии, предназначаемого для покрытия полипропиленовой смолой (смола 400 для слоя защиты от повреждений)), составляет более 70°С, слой 3 защиты от коррозии сплавляется со слоем 4 защиты от повреждений даже в тех случаях, когда остальные условия настоящего изобретения соблюдены. Когда полиэтиленовая смола (смола 300 для слоя защиты от коррозии) в расплавленном состоянии наносится на внешнюю поверхность клейкого слоя и охлаждается водой в зоне охлаждения, как показано на фиг. 2, температура поверхности полиэтиленовой смолы оказывается зависящей от длины зоны охлаждения и скорости производственной линии. Когда имеющая описанный выше размер стальная труба, покрытая слоем 3 защиты от коррозии, имеющим указанную выше толщину, охлаждается в системе с общим трубопроводом, температура поверхности полиэтиленовой смолы при высокой скорости линии приблизительно в 10 м/мин или более не достигает величин ниже 40°С.When the surface temperature of the
Таким образом, в настоящем изобретении полиэтиленовая смола (смола 300 для слоя защиты от коррозии) наносится на внешнюю поверхность стальной трубы, охлаждается до температуры поверхности 40°С или более и 70°С или менее для образования слоя 3 защиты от коррозии. Полиэтиленовая смола (смола 300 для слоя защиты от коррозии), нанесенная на внешнюю поверхность стальной трубы, может быть охлаждена контролируемым количеством воды в охлаждающем устройстве 31 слоя защиты от коррозии до желательной температуры поверхности (40°С или более и 70°С или менее) полиэтиленовой смолы (смола 300 для слоя защиты от коррозии).Thus, in the present invention, a polyethylene resin (resin 300 for a corrosion protection layer) is applied to the outer surface of a steel pipe, cooled to a surface temperature of 40 ° C or more and 70 ° C or less to form a
Когда полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений), имеющая заранее заданные признаки, как описано выше, наносится на поверхность слоя 3 защиты от коррозии, имеющего температуру поверхности 40°С или более и 70°С или менее, посредством экструзии из расплава с помощью экструдера 40 слоя защиты, полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений), имеющая температуру выше 290°С, сплавляется со слоем защиты от коррозии даже в тех случаях, когда остальные условия настоящего изобретения соблюдены, а полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений), имеющая температуру ниже менее 260°С, вызывает проблему утраты адгезии. Таким образом, в настоящем изобретении, когда полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений) наносится на поверхность слоя 3 защиты от коррозии, имеющего температуру поверхности 40°С или более и 70°С или менее, полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений) имеет температуру 260°С или более и 290°С или менее.When a polypropylene resin (resin 400 for a damage protection layer) having predetermined features, as described above, is applied to the surface of a
Полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений) имеет толщину 0,8 мм или более и 2,8 мм или менее. Другими словами, слой 4 защиты от повреждений, имеющий толщину 0,8 мм или более и 2,8 мм или менее, может иметь стойкость к царапанию и почти никогда не сплавляется со слоем 3 защиты от коррозии. Более предпочтительно полипропиленовая смола имеет толщину 0,9 мм или более и 1,8 мм или менее.Polypropylene resin (resin 400 for a damage protection layer) has a thickness of 0.8 mm or more and 2.8 mm or less. In other words, the
Когда полипропиленовая смола (смола 400 для слоя защиты от повреждений) наносится на внешнюю поверхность слоя 3 защиты от коррозии и охлаждается охлаждающим устройством 41 слоя защиты от повреждений для образования слоя защиты от повреждений 4, а скорость охлаждения поверхности полипропиленовой смолы (смола 400 для слоя защиты от повреждений) превышает 450°С/с, это приводит к проявлению потерь адгезии между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений даже в тех случаях, когда другие условия настоящего изобретения удовлетворены, а скорость охлаждения поверхности менее 153°С/с вызывает проблему сплавления.When the polypropylene resin (resin 400 for the damage protection layer) is applied to the outer surface of the
Причина для проблем потери адгезии и плавления, вероятно, заключается в том, что, когда слой защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы) покрывается расплавленной смолой для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола), быстрое охлаждение границы раздела между ними приводит к их меньшему сплавлению друг с другом и увеличивается вероятность реализации способности к отслаиванию, а медленное охлаждение границы раздела между ними увеличивает вероятность сплавления друг с другом и снижает возможности отслаивания. Скоростью охлаждения на границе раздела между слоем защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы) и смолой для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола) можно управлять в целях подавления проявлений потери адгезии и плавления. В условиях практического производства, однако, очень трудно управлять скоростью охлаждения на границе раздела между слоем защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы) и смолой для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола).The reason for the problems of loss of adhesion and melting is probably that when the corrosion protection layer (polyethylene resin layer) is coated with a molten resin for the damage protection layer (polypropylene resin), rapid cooling of the interface between them leads to less fusion with each other and increases the likelihood of realization of the ability to peel, and slow cooling of the interface between them increases the likelihood of fusion with each other and reduces the possibility of peeling. The cooling rate at the interface between the corrosion protection layer (polyethylene resin layer) and the resin for the damage protection layer (polypropylene resin) can be controlled in order to suppress manifestations of loss of adhesion and melting. In practical production conditions, however, it is very difficult to control the cooling rate at the interface between the corrosion protection layer (polyethylene resin layer) and the resin for the damage protection layer (polypropylene resin).
Поэтому авторы настоящего изобретения попытались подавить проявления потерь адгезии и плавления посредством управления скоростью охлаждения на поверхности смолы для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола), а не скоростью охлаждения на границе раздела. В результате авторы настоящего изобретения обнаружили, что охлаждение поверхности смолы для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола), имеющего толщину, находящуюся в пределах объема настоящего изобретения (0,8 мм или более и 2,8 мм или менее) при указанной выше скорости охлаждения очень эффективно в подавлении проявлений потерь адгезии и плавления. По этим причинам в настоящем изобретении полипропиленовая смола, имеющая температура 260°С или более и 290°С или менее, наносится на внешнюю поверхность слоя защиты от коррозии и охлаждается при скорости охлаждения поверхности 153°С/с или более и 450°С/с или менее.Therefore, the authors of the present invention tried to suppress the manifestation of loss of adhesion and melting by controlling the cooling rate on the surface of the resin for the damage protection layer (polypropylene resin), and not the cooling rate at the interface. As a result, the inventors of the present invention found that cooling the surface of the resin for a damage protection layer (polypropylene resin) having a thickness that is within the scope of the present invention (0.8 mm or more and 2.8 mm or less) at the above cooling rate very effective in suppressing manifestations of loss of adhesion and melting. For these reasons, in the present invention, a polypropylene resin having a temperature of 260 ° C or more and 290 ° C or less is applied to the outer surface of the corrosion protection layer and cooled at a surface cooling rate of 153 ° C / s or more and 450 ° C / s or less.
Когда полипропиленовая смола охлаждается со скоростью охлаждения поверхности 153°С/с или более и 450°С/с или менее, конечная температура охлаждения на поверхности полипропиленовой смолы, превышающая 170°С, вызывает сплавление смолы для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола) и смолы для слоя защиты от коррозии (полиэтиленовая смола). Поэтому для отверждения полипропиленовой смолы в настоящем изобретении полипропиленовая смола охлаждается до температуры поверхности 170°С или менее при скорости охлаждения 153°С/с или более и 450°С/с или менее, тем самым образуя слой 4 защиты от повреждений.When the polypropylene resin cools at a surface cooling rate of 153 ° C / s or more and 450 ° C / s or less, a final cooling temperature on the surface of the polypropylene resin in excess of 170 ° C causes the resin to melt for the damage protection layer (polypropylene resin) and resins for the corrosion protection layer (polyethylene resin). Therefore, in order to cure the polypropylene resin in the present invention, the polypropylene resin is cooled to a surface temperature of 170 ° C or less at a cooling rate of 153 ° C / s or more and 450 ° C / s or less, thereby forming a
Труба с многослойным покрытием может легко производиться с небольшими затратами даже при увеличенной скорости линии посредством нанесения слоя защиты от коррозии и его верхнего слоя, слоя защиты от повреждений, при соблюдении описанных выше условий. Труба с многослойным покрытием характеризуется высокой производительностью экструзии смолы для слоя защиты от повреждений, надлежащей способностью к склеиванию и надлежащими свойствами отслаивания между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений, не приводящими к потере адгезии между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений из-за сваривания. Слой защиты от повреждений имеет высокую стойкость к царапанию и высокую ударную вязкость сварного шва. Когда слой защиты от коррозии и его верхний слой, слой защиты от повреждений, наносятся в описанных выше условиях, прочность на раздир между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений может составлять 0,6 Н/10 см ширины или более и 15 Н/10 см ширины или менее, или 1,0 Н/10 см ширины или более и 10 Н/10 см ширины или менее.A multilayer coated pipe can be easily produced at low cost even with increased line speed by applying a layer of corrosion protection and its upper layer, a layer of protection against damage, subject to the above conditions. The multilayer pipe is characterized by high resin extrusion performance for the damage protection layer, proper adhesion and peeling properties between the corrosion protection layer and the damage protection layer, not leading to loss of adhesion between the corrosion protection layer and the damage protection layer of due to welding. The damage protection layer has high scratch resistance and high toughness of the weld. When the corrosion protection layer and its upper layer, the damage protection layer, are applied under the conditions described above, the tear strength between the corrosion protection layer and the damage protection layer may be 0.6 N / 10 cm of width or more and 15 N / 10 cm wide or less, or 1.0 N / 10 cm wide or more and 10 N / 10 cm wide or less.
Когда прочность на раздир (усилие отслаивания) между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола) составляет менее 0,6 Н/10 см ширины, слой защиты от повреждений отделяется от слоя защиты от коррозии всего лишь проделыванием разреза в слое защиты от повреждений для снятия слоя защиты от повреждений со слоя защиты от коррозии, или же отслоение всего лишь одного участка слоя защиты от повреждений на концевом участке конца стальной трубы вызывает тенденцию к отделению концевого участка остающегося слоя защиты от повреждений от слоя защиты от коррозии. Прочность на раздир более 15 Н/10 см ширины имеет тенденцию затруднять отслоение слоя защиты от повреждений от слоя защиты от коррозии перед свариванием в полевых условиях и приводит к недостаточной обрабатываемости, как описано выше.When the tear strength (peeling force) between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin) is less than 0.6 N / 10 cm in width, the damage protection layer is separated from the corrosion protection layer only by doing cut in the damage protection layer to remove the damage protection layer from the corrosion protection layer, or just peeling off just one section of the damage protection layer at the end section of the end of the steel pipe tends to separate the end section stayuschegosya layer protection layer against damage from corrosion protection. The tear strength of more than 15 N / 10 cm of the width tends to make it difficult to peel off the corrosion protection layer from the corrosion protection layer before welding in the field and leads to insufficient machinability, as described above.
По этим причинам прочность на раздир (усилие отслаивания) между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола) предпочтительно составляет 0,6 см Н/10 см ширины или более и 15 Н/10 см ширины или менее, более предпочтительно 1,0 Н/10 см ширины или более и 10 Н/10 см ширины или менее. Настоящее изобретение предоставляет трубу с многослойным покрытием, имеющую прочность на раздир между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений в 0,6 Н/10 см ширины или более и 15 Н/10 см ширины или менее и является очень эффективным в отношении решения описанной выше проблемы обрабатываемости. Прочность на раздир измеряется в соответствии с испытанием на прочность к отслаиванию, описанным ниже.For these reasons, the tear strength (peeling force) between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin) is preferably 0.6 cm N / 10 cm wide or more and 15 N / 10 cm wide or less more preferably 1.0 N / 10 cm of width or more and 10 N / 10 cm of width or less. The present invention provides a multilayer coated pipe having a tear strength between a corrosion protection layer and a damage protection layer of 0.6 N / 10 cm width or more and 15 N / 10 cm width or less and is very effective in solving the described higher machinability issues. Tear strength is measured in accordance with the peel strength test described below.
Когда труба с многослойным покрытием производится в описанных выше рамках объема настоящего изобретения с тем, чтобы достигнуть прочности на раздир между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений 1,0 Н/10 см ширины или более и 10 Н/10 см ширины или менее, полипропиленовая смола предпочтительно наносится при степени вытяжки (длина после нанесения покрытия / длина при экструзии), составляющей 5 или более и 10 или менее.When a multilayer-coated pipe is manufactured within the scope of the present invention described above in order to achieve tear strength between a corrosion protection layer and a damage protection layer of 1.0 N / 10 cm wide or less and 10 N / 10 cm wide or less the polypropylene resin is preferably applied at a stretch ratio (length after coating / extrusion length) of 5 or more and 10 or less.
В целом слой защиты от повреждений в расплавленном состоянии экструдируется экструдером в виде цилиндра, вытягивается в направлении продвижения стальной трубы (в осевом направлении стальной трубы) по внешней поверхности слоя защиты от коррозии, расположенного на внешней поверхности стальной трубы, охлаждается и отверждается. Степень вытяжки относится к степени удлинения смолы для слоя защиты от повреждений, исходящей из экструдера и наносимой на внешнюю поверхность стальной трубы, и вычисляется делением «длины после нанесения покрытия» на «длину при экструзии».In General, the layer of protection against damage in the molten state is extruded by an extruder in the form of a cylinder, stretched in the direction of advancement of the steel pipe (in the axial direction of the steel pipe) along the outer surface of the corrosion protection layer located on the outer surface of the steel pipe, cooled and cured. The degree of drawing refers to the degree of elongation of the resin for the layer of protection against damage coming from the extruder and applied to the outer surface of the steel pipe, and is calculated by dividing the “length after coating” by the “length during extrusion”.
Исходя из того что экструдированная расплавленная смола имеет цилиндрическую форму, «длина при экструзии» определяется вычислением длины экструдированного за единицу времени цилиндра из массы расплавленной смолы, исходящей из экструдера в единицу времени, плотности смолы и площади поперечного сечения смолы на поверхности формующей головки на выходе из экструдера. «Длина после нанесения покрытия» соответствует скорости продвижения стальной трубы (скорость нанесения покрытия или скорость линии) в единицу времени.Based on the fact that the extruded molten resin has a cylindrical shape, the “extrusion length” is determined by calculating the length of the cylinder extruded per unit time from the mass of molten resin emanating from the extruder per unit time, the resin density and the cross-sectional area of the resin on the surface of the forming head at the exit of extruder. "Length after coating" corresponds to the speed of advancement of the steel pipe (coating speed or line speed) per unit time.
При степени вытяжки более 10 проявляется тенденция к низкой прочности на раздир между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений. Степень вытяжки, существенно превышающая 10, может стать причиной проявлений утраты адгезии. Степень вытяжки менее 5 может привести к ослаблению покрытия. При нанесении покрытия на стальную трубу согласно настоящему изобретению с применением обычного экструдера на описанной выше скорости (приблизительно 10 м/мин или более) степень вытяжки составляет по меньшей мере 5 из-за зависимости между скоростью экструзии смолы и скоростью линии (скорость нанесения покрытия).When the degree of drawing is more than 10, a tendency is shown to low tear strength between the corrosion protection layer and the damage protection layer. Extraction levels significantly exceeding 10 may cause loss of adhesion. A draw ratio of less than 5 may weaken the coating. When coating a steel pipe according to the present invention using a conventional extruder at the speed described above (approximately 10 m / min or more), the drawing ratio is at least 5 due to the relationship between the resin extrusion rate and the line speed (coating speed).
Как описано выше, в случае стальной трубы большого диаметра, которая является основным материалом, или высокой скорости линии слой защиты от коррозии склонен иметь высокую температуру поверхности в ходе нанесения слоя защиты от повреждений. Таким образом, в случаях, когда полипропиленовая смола, служащая в качестве смолы для слоя защиты от повреждений, или условия нанесения такой смолы оказываются вне объема настоящего изобретения, обеспечение трубы с многослойным покрытием, имеющей надлежащие свойства отслаивания и способность к склеиванию между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений, оказывается невозможным из-за значительного сплавления слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений. Напротив, в случаях, когда определенная полипропиленовая смола применяется в качестве смолы для слоя защиты от повреждений и условия нанесения такой смолы находятся в пределах объема настоящего изобретения, сплавлением слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений можно очень эффективно управлять даже тогда, когда слой защиты от коррозии в ходе нанесения слоя защиты от повреждений имеет высокую температуру поверхности в 70°С. Таким образом, настоящее изобретение может предоставить трубу с многослойным покрытием, имеющую надлежащие свойства отслаивания и способность к склеиванию между слоем защиты от коррозии и слоем защиты от повреждений.As described above, in the case of a steel pipe of large diameter, which is the main material, or a high line speed, the corrosion protection layer is prone to have a high surface temperature during the application of the damage protection layer. Thus, in cases where the polypropylene resin serving as the resin for the damage protection layer, or the application conditions of such a resin are outside the scope of the present invention, providing a multilayer coated pipe having proper peeling properties and the ability to adhere between the corrosion protection layer and the damage protection layer is not possible due to the significant fusion of the corrosion protection layer and the damage protection layer. In contrast, in cases where a particular polypropylene resin is used as a resin for the damage protection layer and the application conditions of such a resin are within the scope of the present invention, the fusion of the corrosion protection layer and the damage protection layer can be very effectively controlled even when the protection layer against corrosion during the application of the layer of protection against damage has a high surface temperature of 70 ° C. Thus, the present invention can provide a pipe with a multilayer coating having the proper peeling properties and the ability to stick between the corrosion protection layer and the damage protection layer.
При использовании определенной полипропиленовой смолы в качестве смолы для слоя защиты от повреждений настоящее изобретение может обеспечить трубу с многослойным покрытием, имеющую слой защиты от повреждений, который обладает твердостью, достаточной для достижения желательной стойкости к царапанию и высокой ударной вязкости сварного шва полипропиленовой смолы. Кроме того, так как определенная полипропиленовая смола, используемая в настоящем изобретении, показывает высокую производительность экструзии даже на высокой скорости линии, высококачественная труба с многослойным покрытием в соответствии с настоящим изобретением может устойчиво выпускаться с высокой производительностью.By using a specific polypropylene resin as a resin for the damage protection layer, the present invention can provide a multilayer coated pipe having a damage protection layer that is hard enough to achieve the desired scratch resistance and high toughness of the weld of the polypropylene resin. In addition, since the particular polypropylene resin used in the present invention exhibits high extrusion performance even at high line speeds, the high-quality multilayer coated pipe in accordance with the present invention can be stably produced with high productivity.
Настоящее изобретение также применимо и для случая низкой скорости линии. Скорость линии может по некоторым причинам составлять менее 10 м/мин, хотя это и невыгодно в отношении производительности. При низкой скорости линии слой защиты от коррозии имеет низкую температуру поверхности в процессе нанесения слоя защиты от повреждений, также низкую температуру имеют в расплавленном состоянии смола для слоя защиты от коррозии и смола для слоя защиты от повреждений. В соответствии с настоящим изобретением, даже в таком случае температуры смолы для слоя защиты от коррозии и смолы для слоя защиты от повреждений могут быть в расплавленном состоянии обеспечены по существу такими же, как и температуры при высокой скорости линии, посредством сокращения дистанции, на которой осуществляется водяное охлаждение, уменьшения количества воды или варьирования температурных режимов экструдера. Хотя на существующем уровне техники реагировать на высокую скорость линии весьма трудно, настоящее изобретение может быть применено как к линии с высокой скоростью, так и к линии с низкой скоростью.The present invention is also applicable to the case of low line speed. Line speed may for some reason be less than 10 m / min, although this is disadvantageous in terms of performance. At a low line speed, the corrosion protection layer has a low surface temperature during the application of the damage protection layer, the resin for the corrosion protection layer and the resin for the damage protection layer also have a low temperature in the molten state. In accordance with the present invention, even in this case, the temperatures of the resin for the corrosion protection layer and the resin for the damage protection layer can be provided in the molten state substantially the same as the temperatures at high line speed, by reducing the distance at which water cooling, reducing the amount of water or varying the temperature regime of the extruder. Although it is very difficult to respond to a high line speed in the state of the art, the present invention can be applied to both a high speed line and a low speed line.
Пример 1Example 1
В качестве основного материала применялась стальная труба SGP, имеющая номинальный диаметр, показанный в таблице 1 и определенный в JIS G 3452 (2010). Внешняя поверхность основного материала была подвергнута абразивной обдувке. Труба с многослойным покрытием изготавливалась на непрерывной линии, как показано на фиг. 2.The main material used was an SGP steel pipe having a nominal diameter shown in table 1 and defined in JIS G 3452 (2010). The outer surface of the base material was blown abrasively. The multilayer coated pipe was made in a continuous line, as shown in FIG. 2.
После абразивной обдувки стальная труба была подогрета до 50°С. Определенный в JIS G 3469 (2010) адгезивный материал был нанесен на стальную трубу (толщина клейкого слоя 0,3 мм). Коммерчески доступная полиэтиленовая смола высокой плотности с плотностью 950 кг/м3, температурой размягчения по Вика 121°С, пределом текучести при растяжении 41 Н/мм2 (41 МПа) и относительным удлинением при разрыве 600%, или коммерчески доступная полиэтиленовая смола малой плотности, имеющая плотность 920 кг/м3, температуру размягчения по Вика 110°С, предел текучести при растяжении 20 Н/мм2 (20 МПа) и относительное удлинение при разрыве 1000%, расплавлялась в экструдере и наносилась на внешнюю поверхность адгезивного материала посредством цилиндрической экструзии, выполняемой с помощью поперечной головки экструдера, тем самым образуя на стальной трубе слой защиты от коррозии. Слой полиэтилена (слой защиты от коррозии) был немедленно охлажден водой для образования слоя защиты от коррозии, имеющего толщину, показанную в таблице 1.After abrasive blowing, the steel pipe was heated to 50 ° C. The adhesive material defined in JIS G 3469 (2010) was applied to a steel pipe (adhesive layer thickness 0.3 mm). Commercially available high density polyethylene resin with a density of 950 kg / m 3 , a Vicat softener temperature of 121 ° C, a tensile strength of 41 N / mm 2 (41 MPa) and an elongation at break of 600%, or a commercially available low density polyethylene resin having a density of 920 kg / m 3 , a Vicat softening temperature of 110 ° C, a tensile yield strength of 20 N / mm 2 (20 MPa) and an elongation at break of 1000%, was melted in an extruder and applied to the outer surface of the adhesive material by means of a cylinder extrusion using a transverse extruder head, thereby forming a layer of corrosion protection on the steel pipe. The polyethylene layer (corrosion protection layer) was immediately cooled with water to form a corrosion protection layer having a thickness shown in table 1.
В соответствии с JIS G 3469 (2010), были измерены плотность, температура размягчения по Вика, предел текучести при растяжении и относительное удлинение при разрыве.According to JIS G 3469 (2010), density, Vick softening point, tensile yield strength, and elongation at break were measured.
Коммерчески доступная полипропиленовая смола, имеющая физические свойства, показанные в таблице 1, после этого расплавлялась в экструдере и наносилась на внешнюю поверхность слоя полиэтилена (слой защиты от коррозии) посредством экструзионного нанесения с помощью поперечной головки экструдера в условиях, представленных в таблице 1. Слой полипропиленовой смолы (слой защиты от повреждений) был немедленно охлажден водой для образования слоя защиты от повреждений, имеющего толщину, показанную в таблице 1. Таким образом была получена труба с многослойным покрытием. Представленные в таблице 1 толщины слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений измерялись на восьми точках, располагающихся по окружности поперечного сечения, перпендикулярного осевому направлению трубы с многослойным покрытием (максимальная величина и минимальная величина).A commercially available polypropylene resin having the physical properties shown in table 1 was then melted in an extruder and applied to the outer surface of the polyethylene layer (corrosion protection layer) by extrusion coating using the transverse extruder head under the conditions shown in table 1. Polypropylene layer resin (damage protection layer) was immediately cooled with water to form a damage protection layer having a thickness shown in table 1. Thus, a pipe with multilayer coating. The thicknesses of the corrosion protection layer and the damage protection layer presented in Table 1 were measured at eight points located around the circumference of the cross section perpendicular to the axial direction of the multilayer coated pipe (maximum value and minimum value).
Представленный в таблице 1 показатель текучести расплава полипропиленовой смолы отображает массовую скорость течения расплава (MFR), определенную в JIS К 6921-2 (2010) и измеренную с помощью способа согласно JIS К 7210 (1999). Вязкость сдвига измерялась при 280°С капиллярным вискозиметром (также упоминаемым как вискозиметр капиллярного типа), как указывается в JIS К 7199 (1999). Капилляр имел отношение L/D=10/1, где D обозначает внутренний диаметр капилляра, a L обозначает длину капилляра. Плотность измерялась с помощью способа, указанного в JIS К 7112 (1999). Эти величины были измерены для смол перед нанесением покрытия на стальную трубу и были такими же, как и величины, полученные для полипропиленовой смолы, отсеченной от слоя защиты от повреждений трубы с многослойным покрытием, изготовленной таким образом.The melt flow index of the polypropylene resin presented in Table 1 reflects the mass melt flow rate (MFR) as defined in JIS K 6921-2 (2010) and measured using the method according to JIS K 7210 (1999). Shear viscosity was measured at 280 ° C by a capillary viscometer (also referred to as a capillary type viscometer), as indicated in JIS K 7199 (1999). The capillary had a ratio L / D = 10/1, where D is the internal diameter of the capillary, and L is the length of the capillary. Density was measured using the method specified in JIS K 7112 (1999). These values were measured for resins before coating the steel pipe and were the same as the values obtained for a polypropylene resin cut off from the damage protection layer of a multilayer coated pipe made in this way.
Труба с многослойным покрытием была оценена на способность к склеиванию и свойства отслаивания между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола), устойчивость к потере адгезии, твердость слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола) и ударную вязкость сварного шва. Методы оценки были следующими:The multilayer coated pipe was evaluated for its adhesion and peeling properties between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin), the adhesion loss resistance, the hardness of the damage protection layer (polypropylene resin) and the toughness of the welded seam. Assessment methods were as follows:
(i) Способность к склеиванию и свойства отслаивания(i) Bonding ability and peeling properties
От трубы с многослойным покрытием был отрезан кусок длиной 50 см. В слое защиты от повреждений на расстоянии 20 см от каждого из концов куска были образованы кольцеобразные прорези (щели). Другой разрез был образован между этими двумя разрезами в осевом направлении на участке слоя защиты от повреждений, имеющем длину 10 см. Таким образом, могло быть выполнено отслоение между этими двумя разрезами участка слоя защиты от повреждений, имеющего длину 10 см. Как иллюстрируется на фиг. 4, была измерена прочность на раздир в направлении 180 градусов посредством отделения участка слоя защиты от повреждений, имеющего длину 10 см, на полуокружности трубы под углом 180 градусов и со скоростью 50 мм/мин. В случаях, когда максимальная величина прочности на раздир в направлении 180 градусов составляла 0,6 H/10 см ширины или более и 10 Н/10 см ширины или менее, способность к склеиванию и свойства отслаивания оценивались как очень хорошие (двойной кружок). В случаях, когда прочность на раздир составляла более 10 Н/10 см ширины и 15 Н/10 см ширины или менее, способность к склеиванию и свойства отслаивания были оценены как хорошие (кружок). В иных случаях (менее 0,6 Н/10 см ширины или более чем 15 Н/10 см ширины) способность к склеиванию и свойства отслаивания были оценены как недостаточные (крестик).A piece of 50 cm length was cut from a pipe with a multilayer coating. In the layer of protection against damage at a distance of 20 cm from each of the ends of the piece, ring-shaped slits were formed. Another cut was formed between the two cuts in the axial direction on the section of the damage protection layer having a length of 10 cm. Thus, peeling between the two cuts of the section of the damage protection layer having the length of 10 cm could be performed. As illustrated in FIG. 4, the tear strength in the direction of 180 degrees was measured by separating a portion of the damage protection layer having a length of 10 cm at the pipe semicircle at an angle of 180 degrees and at a speed of 50 mm / min. In cases where the maximum tear strength in the direction of 180 degrees was 0.6 H / 10 cm wide or more and 10 N / 10 cm wide or less, the bonding ability and peeling properties were rated as very good (double circle). In cases where the tear strength was more than 10 N / 10 cm wide and 15 N / 10 cm wide or less, the bonding ability and peeling properties were rated as good (circle). In other cases (less than 0.6 N / 10 cm wide or more than 15 N / 10 cm wide), the bonding ability and peeling properties were evaluated as insufficient (cross).
(ii) Устойчивость к потере адгезии(ii) Resistance to loss of adhesion
Как иллюстрируется на фиг. 4, после удаления участка слоя защиты от повреждений, имеющего длину 10 см, был визуально изучен разрез на слое защиты от повреждений, оставленный на стальной трубе. В случаях, когда не наблюдалось никакой потери адгезии, устойчивость к потере адгезии оценивалась как хорошая (кружок). В случаях наличия потери адгезии устойчивость к потере адгезии оценивалась как плохая (крестик).As illustrated in FIG. 4, after removing a portion of the damage protection layer having a length of 10 cm, the section on the damage protection layer left on the steel pipe was visually examined. In cases where no loss of adhesion was observed, resistance to loss of adhesion was rated as good (circle). In cases of loss of adhesion, resistance to loss of adhesion was assessed as poor (cross).
(iii) Твердость слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола)(iii) Hardness of the damage protection layer (polypropylene resin)
Была измерена твердость по дюрометру типа D слоя защиты от повреждений с помощью метода испытаний, указанного в ASTM D2240 (тип D). Слой защиты от повреждений, имеющий твердость 70 или более, был оценен как являющийся приемлемым (кружки). Слой защиты от повреждений, имеющий твердость менее 70, был оценен как являющийся неприемлемым (крестики).The hardness of the type D durometer of the damage protection layer was measured using the test method specified in ASTM D2240 (type D). A damage protection layer having a hardness of 70 or more was rated as acceptable (circles). A damage protection layer having a hardness of less than 70 was rated as unacceptable (crosses).
(iv) Ударная вязкость сварного шва слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола)(iv) Impact strength of the weld of the damage protection layer (polypropylene resin)
К сварному участку слоя защиты от повреждений стальной трубы была приложена ударная нагрузка (до того, как был отделен слой защиты от повреждений) с помощью прибора для испытаний на прочность при ударе Du Pont. Груз массой 1 кг со стальным шаром диаметром 25 мм в качестве центра воздействия ронялся на сварной участок с высоты 500 мм. После того как груз роняли 100 раз, сварной участок был проверен на наличие раскрытий на стали с помощью прибора для обнаружения разрывов в покрытии (машина для испытаний на цельность оболочки) при 12 кВ. Слой защиты от повреждений, не демонстрировавший никаких участков с открытой сталью, рассматривался как обладающий достаточной ударной вязкостью сварного шва (кружки). Слой защиты от повреждений, показавший наличие участков с открытой сталью, рассматривался как не обладающий достаточной ударной вязкостью сварного шва (крестики).An impact load was applied to the welded portion of the steel pipe damage protection layer (before the damage protection layer was separated) using a Du Pont impact strength tester. A load weighing 1 kg with a steel ball with a diameter of 25 mm as a center of impact was dropped onto the welded section from a height of 500 mm. After the load was dropped 100 times, the welded section was checked for openings on steel using a device for detecting gaps in the coating (sheath integrity testing machine) at 12 kV. A layer of protection against damage that did not show any areas with open steel was considered to have sufficient toughness of the weld (mug). A layer of protection against damage, which showed the presence of sections with open steel, was considered as not having sufficient toughness of the weld (crosses).
Результаты этих оценок представлены в таблице 2.The results of these evaluations are presented in table 2.
Таблица 2 показывает, что данные примеры имели высокую способность к склеиванию и хорошие свойства отслаивания, высокую устойчивость к потере адгезии, высокую твердость слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола) и высокую ударную вязкость сварного шва слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола). Напротив, сравнительные примеры обладали низкой способностью к склеиванию и недостаточными свойствами отслаивания. Среди сравнительных примеров у стальных труб №№8 и 9, для которых этиленовый компонент составил более 23 моль. % полипропиленовой смолы, слой защиты от повреждений (полипропиленовая смола) имел недостаточную твердость.Table 2 shows that these examples had high bonding ability and good peeling properties, high resistance to loss of adhesion, high hardness of the damage protection layer (polypropylene resin) and high toughness of the weld of the damage protection layer (polypropylene resin). On the contrary, comparative examples had a low ability to glue and insufficient peeling properties. Among the comparative examples of steel pipes No. 8 and 9, for which the ethylene component was more than 23 mol. % polypropylene resin, the damage protection layer (polypropylene resin) had insufficient hardness.
Пример 2Example 2
В качестве основного материала применяли стальную трубу SGP, имеющую номинальный диаметр, определенный в JIS G 3452 (2010), как показано в таблицах 3-1-3-3. Внешняя поверхность основного материала была подвергнута абразивной обдувке. Труба с многослойным покрытием была изготовлена при скорости линии, показанной в таблицах 3-1-3-3, на непрерывной линии, иллюстрируемой на фиг. 2.An SGP steel pipe having a nominal diameter defined in JIS G 3452 (2010) as shown in Tables 3-1-3-3 was used as the main material. The outer surface of the base material was blown abrasively. The multilayer coated pipe was fabricated at the line speed shown in Tables 3-1-3-3 on a continuous line as illustrated in FIG. 2.
После абразивной обдувки стальная труба была подогрета до 50°С. Определенный в JIS G 3469 (2010) адгезивный материал был нанесен на стальную трубу (толщина клейкого слоя 0,3 мм). Коммерчески доступная полиэтиленовая смола высокой плотности, имеющая плотность 950 кг/м3, температуру размягчения по Вика 121°С, предел текучести при растяжении 41 Н/мм2 (41 МПа) и относительное удлинение при разрыве 600%, расплавлялась в экструдере и наносилась на внешнюю поверхность адгезивного материала посредством цилиндрической экструзии, выполняемой с помощью поперечной головки экструдера, тем самым приводя к получению на стальной трубе слоя защиты от коррозии. Слой полиэтилена (слой защиты от коррозии) немедленно охлаждался водой до температур поверхности, показанных в таблицах 3-1-3-3, тем самым образуя слой защиты от коррозии, имеющий толщину, показанную в таблицах 3-1-3-3.After abrasive blowing, the steel pipe was heated to 50 ° C. The adhesive material defined in JIS G 3469 (2010) was applied to a steel pipe (adhesive layer thickness 0.3 mm). A commercially available high-density polyethylene resin having a density of 950 kg / m 3 , a Vicat softening point of 121 ° C, a tensile yield strength of 41 N / mm 2 (41 MPa) and an elongation at break of 600% was melted in an extruder and applied to the outer surface of the adhesive material by means of a cylindrical extrusion performed using the transverse head of the extruder, thereby resulting in a corrosion protection layer on the steel pipe. The polyethylene layer (corrosion protection layer) was immediately cooled by water to the surface temperatures shown in tables 3-1-3-3, thereby forming a corrosion protection layer having a thickness shown in tables 3-1-3-3.
В соответствии с JIS G 3469 (2010) были измерены плотность температура размягчения по Вика, предел текучести при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Температура поверхности слоя полиэтилена после водяного охлаждения (температура поверхности непосредственно перед вхождением слоя полиэтилена в контакт с полипропиленовой смолой) измерялась контактным термометром.In accordance with JIS G 3469 (2010), Vicat softening point density, tensile yield strength, and elongation at break were measured. The surface temperature of the polyethylene layer after water cooling (the surface temperature immediately before the polyethylene layer came into contact with the polypropylene resin) was measured by a contact thermometer.
Коммерчески доступная полипропиленовая смола, имеющая физические свойства, представленные в таблицах 3-1-3-3, после этого расплавлялась в экструдере и наносилась на внешнюю поверхность слоя полиэтилена (слой защиты от коррозии) посредством экструзионного нанесения с помощью поперечной головки экструдера при температуре и степени вытяжки, представленных в таблицах 3-1-3-3. Слой полипропиленовой смолы был немедленно охлажден водой до температуры поверхности 170°С или менее при скорости охлаждения, показанной в таблице 1 (скорость охлаждения поверхности слоя полипропиленовой смолы), тем самым образуя слой защиты от повреждений, имеющий толщину, показанную в таблицах 3-1-3-3. Таким образом была получена труба с многослойным покрытием.A commercially available polypropylene resin having the physical properties shown in Tables 3-1-3-3 was then melted in an extruder and applied to the outer surface of the polyethylene layer (corrosion protection layer) by extrusion coating using a transverse extruder head at a temperature and degree hoods shown in tables 3-1-3-3. The polypropylene resin layer was immediately cooled by water to a surface temperature of 170 ° C. or less at the cooling rate shown in table 1 (cooling rate of the surface of the polypropylene resin layer), thereby forming a damage protection layer having a thickness shown in tables 3-1- 3-3. Thus, a multilayer coated pipe was obtained.
Представленный в таблицах 3-1-3-3 показатель текучести расплава полипропиленовой смолы отображает массовую скорость течения расплава (MFR), определенную в JIS К 6921-2 (2010) и измеренную с помощью способа согласно JIS К 7210 (1999). Вязкость сдвига измерялась при 280°С капиллярным вискозиметром (также упоминаемым как вискозиметр капиллярного типа), как указывается в JIS К 7199 (1999). Капилляр имел отношение L/D=10/1, где D обозначает внутренний диаметр капилляра, а L обозначает длину капилляра. Плотность измерялась с помощью способа, указанного в JIS К 7112 (1999). Эти величины были измерены для смол перед нанесением покрытия на стальную трубу и были такими же, как и величины, полученные для полипропиленовой смолы, отсеченной от слоя защиты от повреждений трубы с многослойным покрытием, изготовленной таким образом.The melt flow rate of the polypropylene resin presented in Tables 3-1-3-3 reflects the mass melt flow rate (MFR) as defined in JIS K 6921-2 (2010) and measured using the method according to JIS K 7210 (1999). Shear viscosity was measured at 280 ° C by a capillary viscometer (also referred to as a capillary type viscometer), as indicated in JIS K 7199 (1999). The capillary had a ratio L / D = 10/1, where D is the internal diameter of the capillary and L is the length of the capillary. Density was measured using the method specified in JIS K 7112 (1999). These values were measured for resins before coating the steel pipe and were the same as the values obtained for a polypropylene resin cut off from the damage protection layer of a multilayer coated pipe made in this way.
Представленная в таблицах 3-1-3-3 скорость охлаждения поверхности слоя полипропиленовой смолы (слой защиты от повреждений) является скоростью охлаждения от температуры нанесения покрытия (температура полипропиленовой смолы непосредственно перед вхождением полипропиленовой смолы в контакт со слоем защиты от коррозии) до температуры поверхности 170°С. Скорость охлаждения и температура поверхности слоя полипропиленовой смолы в процессе охлаждения измерялись контактным термометром.The surface cooling rate of the polypropylene resin layer surface (damage protection layer) presented in Tables 3-1-3-3 is the cooling rate from the coating temperature (temperature of the polypropylene resin immediately before the polypropylene resin comes into contact with the corrosion protection layer) to surface temperature 170 ° C. The cooling rate and the surface temperature of the polypropylene resin layer during the cooling process were measured by a contact thermometer.
Показанная в таблицах 3-1-3-3 степень вытяжки полипропиленовой смолы определялась с помощью описанного выше способа. Представленные в таблицах 3-1-3-3 толщины слоя защиты от коррозии и слоя защиты от повреждений измерялись в восьми точках, располагающихся по окружности поперечного сечения, перпендикулярного осевому направлению трубы с многослойным покрытием (максимальная величина и минимальная величина).The degree of extraction of the polypropylene resin shown in tables 3-1-3-3 was determined using the method described above. The thicknesses of the corrosion protection layer and the layer of protection against damage shown in tables 3-1-3-3 were measured at eight points located around the circumference of the cross section perpendicular to the axial direction of the multilayer coated pipe (maximum value and minimum value).
Труба с многослойным покрытием была оценена на способность к склеиванию и свойства отслаивания между слоем защиты от коррозии (полиэтиленовая смола) и слоем защиты от повреждений (полипропиленовая смола), устойчивость к потере адгезии, твердость слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола) и ударную вязкость сварного шва. Способы оценки были такими же, как в примерах.The multilayer coated pipe was evaluated for its adhesion and peeling properties between the corrosion protection layer (polyethylene resin) and the damage protection layer (polypropylene resin), the adhesion loss resistance, the hardness of the damage protection layer (polypropylene resin) and the toughness of the welded seam. The evaluation methods were the same as in the examples.
Результаты этих оценок представлены в таблице 4.The results of these evaluations are presented in table 4.
Таблица 4 показывает, что данные примеры имели высокую способность к склеиванию и хорошие свойства отслаивания, высокую устойчивость к потере адгезии, высокую твердость слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола) и высокую ударную вязкость сварного шва слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола). Напротив, сравнительные примеры обладали низкой способностью к склеиванию и недостаточными свойствами отслаивания. Среди сравнительных примеров у стальных труб №№28 и 29, для которых этиленовый компонент составил более 23 моль. % полипропиленовой смолы, слой защиты от повреждений (полипропиленовая смола) имел недостаточную твердость.Table 4 shows that these examples had high bonding ability and good peeling properties, high resistance to loss of adhesion, high hardness of the damage protection layer (polypropylene resin) and high toughness of the weld of the damage protection layer (polypropylene resin). On the contrary, comparative examples had a low ability to glue and insufficient peeling properties. Among the comparative examples of steel pipes No. 28 and 29, for which the ethylene component amounted to more than 23 mol. % polypropylene resin, the damage protection layer (polypropylene resin) had insufficient hardness.
Перечень ссылочных позицийList of Reference Items
1 - стальная труба;1 - steel pipe;
2 - адгезивный слой;2 - adhesive layer;
3 - слой защиты от коррозии (слой полиэтиленовой смолы);3 - layer of corrosion protection (layer of polyethylene resin);
4 - слой защиты от повреждений (слой полипропиленовой смолы);4 - layer of protection against damage (layer of polypropylene resin);
5 - сечение (разрез);5 - section (section);
6 - зазор (потеря адгезии);6 - clearance (loss of adhesion);
10 - устройство предварительного нагрева стальной трубы;10 - device for preheating a steel pipe;
20 - аппликатор для нанесения адгезивного слоя;20 - an applicator for applying an adhesive layer;
30 - экструдер для слоя защиты от коррозии;30 - extruder for a layer of corrosion protection;
31 - охлаждающее устройство слоя защиты от коррозии;31 - cooling device of the corrosion protection layer;
40 - экструдер для защитного слоя;40 - extruder for a protective layer;
41 - охлаждающее устройство слоя защиты от повреждений;41 - cooling device of the layer of protection against damage;
300 - смола для слоя защиты от коррозии (полиэтиленовая смола);300 - resin for a layer of corrosion protection (polyethylene resin);
400 - смола для слоя защиты от повреждений (полипропиленовая смола).400 - resin for a layer of protection against damage (polypropylene resin).
Claims (4)
нанесение полиэтиленовой смолы на внешнюю поверхность стальной трубы и охлаждение полиэтиленовой смолы до температуры поверхности 40°С или более и 70°С или менее для образования слоя защиты от коррозии и
нанесение полипропиленовой смолы, имеющей температуру 260°С или более и 290°С или менее, на поверхность слоя защиты от коррозии таким образом, чтобы полипропиленовая смола имела толщину 0,9 мм или более и 1,8 мм или менее, и охлаждение полипропиленовой смолы до температуры поверхности 170°С или менее при скорости охлаждения 153°C/с или более и 450°С/с или менее для образования слоя защиты от повреждений, при этом полипропиленовая смола является сополимерной смолой, 19 моль. % или более и 23 моль. % или менее которой составлены этиленовым компонентом, имеет показатель текучести расплава 0,53 г/10 мин или более и 0,60 г/10 мин или менее и имеет вязкость сдвига 1,7×103 Па·с или более и 2,0×103 Па·с или менее при измерениях при 280°С при измерении в случае скорости сдвига 10/с или 5,3×102 Па·с или более и 6,0×102 Па·с или менее при 280°С при измерении в случае скорости сдвига 100/с.3. A method of manufacturing a pipe with a multilayer coating, which includes a corrosion protection layer formed from a layer of polyethylene resin on the outer surface of the steel pipe, which is the main material, and a damage protection layer formed from a layer of polypropylene resin on a corrosion protection layer, this method contains:
applying polyethylene resin to the outer surface of the steel pipe and cooling the polyethylene resin to a surface temperature of 40 ° C or more and 70 ° C or less to form a layer of corrosion protection and
applying a polypropylene resin having a temperature of 260 ° C or more and 290 ° C or less on the surface of the corrosion protection layer so that the polypropylene resin has a thickness of 0.9 mm or more and 1.8 mm or less, and cooling the polypropylene resin to a surface temperature of 170 ° C or less at a cooling rate of 153 ° C / s or more and 450 ° C / s or less to form a layer of protection against damage, while the polypropylene resin is a copolymer resin, 19 mol. % or more and 23 mol. % or less of which are constituted by the ethylene component, has a melt flow rate of 0.53 g / 10 min or more and 0.60 g / 10 min or less, and has a shear viscosity of 1.7 × 10 3 Pa · s or more and 2.0 × 10 3 Pa · s or less when measuring at 280 ° С when measuring in the case of a shear rate of 10 / s or 5.3 × 10 2 Pa · s or more and 6.0 × 10 2 Pa · s or less at 280 ° C as measured in the case of a shear rate of 100 / s.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011282696A JP5187435B2 (en) | 2011-02-07 | 2011-12-26 | Multi-coated steel pipe |
| JP2011-282696 | 2011-12-26 | ||
| JP2012-097239 | 2012-04-23 | ||
| JP2012097239A JP5187455B1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Manufacturing method of multi-coated steel pipe |
| PCT/JP2012/064245 WO2013099320A1 (en) | 2011-12-26 | 2012-05-25 | Multiple coated steel pipe and method for producing same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2573334C1 true RU2573334C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=48481431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014126084/06A RU2573334C1 (en) | 2011-12-26 | 2012-05-25 | Pipe with multilayer coating, and method of its manufacturing |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5187455B1 (en) |
| KR (1) | KR101585821B1 (en) |
| CN (1) | CN104024718B (en) |
| IN (1) | IN2014KN01188A (en) |
| RU (1) | RU2573334C1 (en) |
| WO (1) | WO2013099320A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3059485A1 (en) | 2015-02-17 | 2016-08-24 | J. van Beugen Beheer B.V. | Metal pipes with anticorrosive polyolefin covering layer |
| CN106949339B (en) * | 2017-05-15 | 2019-05-31 | 山东大城防腐保温安装工程有限公司 | Pipe fitting erosion resistant coating hydraulic type processing method |
| WO2018217120A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | Закрытое акционерное общество "Уральский завод полимерных технологий "Маяк" | Method for obtaining an electron-beam-modified polymer coating on a steel pipe and steel pipe having electron-beam-modified polymer coating |
| JP6581633B2 (en) * | 2017-09-12 | 2019-09-25 | 株式会社協成 | Manufacturing method of resin-coated steel pipe |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49130956A (en) * | 1973-04-20 | 1974-12-16 | ||
| JPS54158720A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Plastic extrusion covered steel tubing |
| JPS59209855A (en) * | 1983-05-13 | 1984-11-28 | 出光石油化学株式会社 | Metallic pipe coated with resin |
| JPH1076602A (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-24 | Nkk Corp | Multiple coating metallic tube |
| JP3674795B2 (en) * | 1996-04-01 | 2005-07-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Multi-coated metal tube |
| RU2292513C1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-01-27 | Владимир Николаевич Коваль | Multi-layered polymeric corrosion-resisting coating |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000063668A (en) | 1998-08-21 | 2000-02-29 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Piping member for heat transfer medium |
| CN2648239Y (en) * | 2003-06-12 | 2004-10-13 | 大庆石油新科庆联防腐有限公司 | Modified double-layer epoxy powder anticorrosive pipe |
| CN201196298Y (en) * | 2008-05-28 | 2009-02-18 | 大庆石油新科庆联防腐有限公司 | Round die negative-phase shaping three-layer PE corrosion-proof pipe |
-
2012
- 2012-04-23 JP JP2012097239A patent/JP5187455B1/en active Active
- 2012-05-25 KR KR1020147019783A patent/KR101585821B1/en active IP Right Grant
- 2012-05-25 CN CN201280064625.3A patent/CN104024718B/en active Active
- 2012-05-25 IN IN1188KON2014 patent/IN2014KN01188A/en unknown
- 2012-05-25 WO PCT/JP2012/064245 patent/WO2013099320A1/en active Application Filing
- 2012-05-25 RU RU2014126084/06A patent/RU2573334C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49130956A (en) * | 1973-04-20 | 1974-12-16 | ||
| JPS54158720A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Plastic extrusion covered steel tubing |
| JPS59209855A (en) * | 1983-05-13 | 1984-11-28 | 出光石油化学株式会社 | Metallic pipe coated with resin |
| JP3674795B2 (en) * | 1996-04-01 | 2005-07-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Multi-coated metal tube |
| JPH1076602A (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-24 | Nkk Corp | Multiple coating metallic tube |
| RU2292513C1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-01-27 | Владимир Николаевич Коваль | Multi-layered polymeric corrosion-resisting coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013099320A1 (en) | 2013-07-04 |
| KR20140112031A (en) | 2014-09-22 |
| IN2014KN01188A (en) | 2015-10-16 |
| CN104024718A (en) | 2014-09-03 |
| CN104024718B (en) | 2016-06-15 |
| KR101585821B1 (en) | 2016-01-14 |
| JP2013223971A (en) | 2013-10-31 |
| JP5187455B1 (en) | 2013-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2573334C1 (en) | Pipe with multilayer coating, and method of its manufacturing | |
| CA2844260C (en) | Protective polymer layer | |
| JPH10512656A (en) | Plastic pipe | |
| JP6717808B2 (en) | Heat recovery article, heat recovery article manufacturing method, wire splice, and wire harness | |
| JP2008543540A (en) | Multilayer plastic corrosion resistant coating with improved properties | |
| CN107709476B (en) | Corrosion protection composition comprising at least one first compound and at least one second compound | |
| JP2014517443A (en) | Wire manufacturing method, multilayer wire semi-finished product and wire | |
| WO1990003850A1 (en) | Process for field coating pipe | |
| JP6991249B2 (en) | Multilayer films and laminates containing slip agents | |
| JP4691229B2 (en) | Pipe coating method and stretched resin pipe manufacturing method | |
| JP5187435B2 (en) | Multi-coated steel pipe | |
| JP4093288B2 (en) | Multi-coated metal tube | |
| DK2805823T3 (en) | Plastic pipe having at least two layers | |
| WO2014157554A1 (en) | Resin-coated wire harness pipe | |
| JP6755135B2 (en) | Method for manufacturing high adhesion strength polyolefin-coated steel pipe | |
| JP6205433B2 (en) | Resin-coated high-tensile flat steel wire and method for producing the same | |
| JP6871794B2 (en) | Manufacturing method of anticorrosion coated metal tube | |
| JPH04348939A (en) | High molecular weight polyethylene coated hose and its preparation | |
| JP3674795B2 (en) | Multi-coated metal tube | |
| JPH1076603A (en) | Multiple coating metallic tube | |
| JPH1076601A (en) | Multiple coating metallic tube | |
| JP6766404B2 (en) | 4-layer polyolefin resin coated steel pipe | |
| JPH05187592A (en) | Corrosion protective and repair method for covered steel pipe | |
| RU2291341C1 (en) | Method for manufacture of combined pipe | |
| JP2017114954A (en) | Adhesive composition and multilayer heat recovery article |