RU2677040C1 - Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия - Google Patents
Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677040C1 RU2677040C1 RU2017144744A RU2017144744A RU2677040C1 RU 2677040 C1 RU2677040 C1 RU 2677040C1 RU 2017144744 A RU2017144744 A RU 2017144744A RU 2017144744 A RU2017144744 A RU 2017144744A RU 2677040 C1 RU2677040 C1 RU 2677040C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- coating
- paint
- heat
- paintwork
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J13/00—Fittings for chimneys or flues
- F23J13/02—Linings; Jackets; Casings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии формирования термостойкого влагозащитного покрытия на поверхности теплонапряженных металлоконструкций и может быть использовано при изготовлении выхлопных труб газотурбинных установок топливно-энергетических комплексов: газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций. Термостойкое влагозащитное покрытие формируют путем нанесения четырех слоев лакокрасочного покрытия с добавкой в каждый слой ультрадисперсного цинка на 100 мас. ч. лакокрасочного покрытия по следующей схеме: 1 слой - лакокрасочное покрытие + 0,5 мас. ч. ультрадисперсного цинка; 2 слой - лакокрасочное покрытие + мас. ч. ультрадисперсного цинка; 3 слой - лакокрасочное покрытие + 3,5 мас. ч. ультрадисперсного цинка; 4 слой - лакокрасочное покрытие + 5 мас. ч. ультрадисперсного цинка. При нанесении производят сушку каждого слоя до неполной полимеризации лакокрасочного покрытия, а после нанесения четвертого слоя лакокрасочного покрытия производят окончательную сушку слоев термостойкого влагозащитного покрытия до полной полимеризации. Изобретение позволяет исключить трещинообразование за счет повышения надежности и долговечности термостойкого влагозащитного покрытия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к технологии формирования термостойкого влагозащитного покрытия на поверхности теплонапряженных металлоконструкций, и может быть использовано при изготовлении выхлопных труб газотурбинных установок (ГТУ) топливно-энергетических комплексов: газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций.
Результаты эксплуатации топливно-энергетических комплексов выявили ряд технических проблем, непосредственно связанных с интенсивностью при эксплуатации процессов коррозии стальных конструкций. Особенно это касается выхлопных систем, которые испытывают как воздействие агрессивных химических сред в зависимости от регионально-климатических факторов, так и от термоциклических перепадов в диапазоне от минус 40 до плюс 400°С.
Система наиболее уязвима на этапе инерционного охлаждения при выключении агрегатов. Вследствие возникновения напряжений сжатия в поверхностных и напряжений растяжения во внутренних слоях полимерных матриц - зарождаются микротрещины, приводящие к нарушениям покрытия (растрескивание и отшелушивание). Восстановление таких покрытий на действующих агрегатах исключительно проблематично для технического исполнения и требует дополнительных экономических затрат.
Под воздействием агрессивных сред происходит изменение структуры и свойств материала, приводящее к снижению его прочности и преждевременному разрушению оборудования из этого материала по причине коррозии [«Технология машиностроения», 2006 г., №11, стр. 50-51; «Промышленная окраска», 2006 г., №2, стр. 41-42; 2007 г., №5, стр. 42-43].
Известен способ формирования влагозащитного покрытия по патенту РФ №2525820 от 20.08.2014 (прототип), включающий механическую обработку и обезжиривание поверхности, последовательное нанесение на нее 2-х слоев эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена с добавкой ультрадисперсного цинка (УДЦ) в количестве 30 мас. ч. на 100 мас. ч., нанесение 1-2 слоя эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена с токопроводящим наполнителем.
Покрытия на основе хлорсульфированного полиэтилена хорошо себя зарекомендовали по антистатическим свойствам и эластичности, но не термостойкости, так как хлорсульфированный полиэтилен при температуре выше 300°С подвержен сублимации с образованием пористого («шубного») слоя, трещинообразованию, после чего влагозащитные свойства уже не обеспечиваются.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков, то есть повышение надежности и долговечности работы термостойкого влагозащитного покрытия.
Технический результат заключается в том, что изготовленное согласно способу термостойкое влагозащитное покрытие позволяет повысить надежность и долговечность работы покрытия за счет послойного нанесения на поверхность трубы лакокрасочного покрытия (ЛКП) с добавлением ультрадисперсного цинка, что позволяет обеспечить перераспределение напряжений в поверхностных слоях покрытия. Также установлено влияние дисперсности форм частиц и удельной поверхности УДЦ на чувствительные параметры покрытия. Наиболее оптимальным установлено соотношение пластинчатой и сферической формы цинка 1:1.
Технический результат достигается тем, что в способе формирования термостойкого влагозащитного покрытия выхлопной трубы газотурбинной установки, включающий механическую обработку и обезжиривание поверхности трубы, последовательное нанесение на нее ряда слоев лакокрасочного покрытия, сушку, покрытие формируют из 4-х слоев лакокрасочного покрытия с добавкой в каждый слой ультрадисперсного цинка на 100 мас. ч. лакокрасочного покрытия по следующей схеме:
- 1 слой - лакокрасочное покрытие + 0,5 мас. ч ультрадисперсного цинка;
- 2 слой - лакокрасочное покрытие + 2 мас. ч ультрадисперсного цинка;
- 3 слой - лакокрасочное покрытие + 3,5 мас. ч ультрадисперсного цинка;
- 4 слой - лакокрасочное покрытие + 5 мас. ч ультрадисперсного цинка, производят сушку каждого слоя до неполной полимеризации лакокрасочного покрытия, а после нанесения четвертого слоя лакокрасочного покрытия производят окончательную сушку слоев термостойкого влагозащитного покрытия до полной полимеризации.
При этом в качестве лакокрасочного покрытия может быть использован полисилоксановый лакокрасочный материал Армакот Термо.
Ультрадисперсный цинк может быть использован пластинчатой и сферической формы в соотношении 1:1.
Отличительные признаки являются существенными.
Значения концентрации ультрадисперсного цинка в каждом слое лакокрасочного покрытия в количестве 0,5 мас. ч., 2 мас. ч., 3,5 мас. ч., 5 мас. ч. получено путем экспериментальных исследований лакокрасочного покрытия, результат которых представлен в таблице 1.
Нанесение четырех слов лакокрасочного покрытия позволяет исключить трещинообразование, обеспечить высокое качество, надежность и долговечность работы термостойкого влагозащитного покрытия, выдерживающего многоцикловые термоперепады от -40°С до+400°С, за счет наличия УДЦ в слоях лакокрасочного покрытия, который в результате образования оксида цинка от взаимодействия с диффузионной влагой создает сетчатую структуру по схеме:
Данная схема позволяет перераспределить напряжения в поверхностных слоях термостойкого влагозащитного покрытия.
Очевидно, что такая ориентация образуется постепенно по мере взаимодействия с диффузионной влагой из окружающей среды, а наличие двух геометрических форм способствует «прорастанию» упрочненной структуры и химически препятствует влагопроницаемости к поверхности выхлопной трубы ГТУ.
Лабораторно-экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность термостойкого влагозащитного покрытия.
Результаты обследования натурного объекта с покрытием привели к созданию модельной системы покрытий с использованием УДЦ.
Результаты исследований модельных образцов термоградиентного покрытия позволили выявить целый ряд особенностей (таблицы 2, 3):
1) Моделирование системы термостойкого влагозащитного покрытия с использованием ультрадисперсного цинка позволило изменить в сторону улучшения комплекс чувствительных показателей, а именно:
- снижение влагопоглощения на 25% (в прилегающих слоях к металлу);
- объемное электросопротивление - на 1-2 порядка.
- исключение растрескивания ЛКП при толщине вплоть до 200 мкм.
2) Введение УДЦ в верхние элементарные слои покрытия позволило изменить в сторону улучшения физико-механические свойства по напряжению сжатия.
3) Дополнительно выявлено, что образование оксида цинка в результате взаимодействия с диффузионной влагой создает сетчатую структуру.
Модификацию лакокрасочного материала производят путем введения в полимерную матрицу ультрадисперсного цинка пластинчатой и сферической формы при соотношении 1:1 в установленных в лабораторно-экспериментальных исследованиях, результат которых представлен в таблицах 4 и 5.
Анализ результатов воспроизводимых экспериментов показывает, что по совокупности технических характеристик градиентное соотношение лакокрасочного материала (на примере материала «Армакот Термо») и ультрадисперсного цинка обеспечивает оптимальный технический результат при толщине каждого слоя 40-50 мкм.
Изобретение поясняется разработанной схемой термостойкого влагозащитного покрытия выхлопной трубы во время работы ГТУ (см. Фиг.), где приняты следующие обозначения:
1 - выхлопная труба;
2 - слои ЛКП с различными концентрациями УДЦ.
Пример изготовления термостойкого влагозащитного покрытия.
На стальную цилиндрическую трубку 1 (∅ 30 мм), предварительно прошедшую механическую обработку и обезжиривание поверхности, последовательно наносят четыре слоя 2 лакокрасочного покрытия Армакот Термо с добавкой в каждый слой УДЦ на 100 мас. ч. лакокрасочного покрытия по следующей схеме:
- 1 слой - Армакот Термо + 0,5 мас. ч ультрадисперсного цинка;
- 2 слой - Армакот Термо + 2 мас. ч ультрадисперсного цинка;
- 3 слой - Армакот Термо + 3,5 мас. ч ультрадисперсного цинка;
- 4 слой - Армакот Термо + 5 мас. ч ультрадисперсного цинка, производят сушку каждого слоя до неполной полимеризации лакокрасочного покрытия в течение 1 часа при температуре (20+5)°С, а после нанесения четвертого слоя лакокрасочного покрытия производят окончательную сушку слоев термостойкого влагозащитного покрытия до полной полимеризации в течение 12 часов при температуре (20+5)°С.
Предлагаемое изобретение позволяет исключить трещинообразование, то есть повысить надежность и долговечность работы термостойкого влагозащитного покрытия.
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО ВЛАГОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ
числитель - показания тензодатчика
знаменатель - показания волоконно-оптического датчика
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО ВЛАГОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ 
Claims (8)
1. Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия выхлопной трубы газотурбинной установки, включающий механическую обработку и обезжиривание поверхности трубы, последовательное нанесение на нее слоев лакокрасочного покрытия, сушку, отличающийся тем, что покрытие наносят из 4-х слоев лакокрасочного покрытия с добавкой в каждый слой ультрадисперсного цинка на 100 мас. ч. лакокрасочного покрытия по следующей схеме:
1 слой - лакокрасочное покрытие + 0,5 мас. ч. ультрадисперсного цинка;
2 слой - лакокрасочное покрытие + 2 мас. ч. ультрадисперсного цинка;
3 слой - лакокрасочное покрытие + 3,5 мас. ч. ультрадисперсного цинка;
4 слой - лакокрасочное покрытие + 5 мас. ч. ультрадисперсного цинка,
производят сушку каждого слоя до неполной полимеризации лакокрасочного покрытия, а после нанесения четвертого слоя лакокрасочного покрытия производят окончательную сушку слоев термостойкого влагозащитного покрытия до полной полимеризации.
2. Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия по п. 1, отличающийся тем, что в качестве лакокрасочного покрытия используют полисилоксановый лакокрасочный материал Армакот Термо.
3. Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия по п. 1, отличающийся тем, что ультрадисперсный цинк добавляют в виде частиц пластинчатой и сферической формы в соотношении 1:1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017144744A RU2677040C1 (ru) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017144744A RU2677040C1 (ru) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2677040C1 true RU2677040C1 (ru) | 2019-01-15 |
Family
ID=65025158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017144744A RU2677040C1 (ru) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677040C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155784C2 (ru) * | 1998-12-01 | 2000-09-10 | Фришберг Ирина Викторовна | Антикоррозионное покрытие и способ обработки металлических конструкций |
| EP2070995A1 (en) * | 2006-09-28 | 2009-06-17 | Nippon Steel Corporation | Highly corrosion-resistant rust-preventive coating material, steel material with high corrosion resistance, and steel structure |
| RU2429265C2 (ru) * | 2005-11-10 | 2011-09-20 | Ппг Б.В. | Покрытия на основе эпоксидной смолы |
| RU2525820C2 (ru) * | 2012-11-30 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Способ защиты от влаги корпусов из композиционных материалов |
-
2017
- 2017-12-19 RU RU2017144744A patent/RU2677040C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155784C2 (ru) * | 1998-12-01 | 2000-09-10 | Фришберг Ирина Викторовна | Антикоррозионное покрытие и способ обработки металлических конструкций |
| RU2429265C2 (ru) * | 2005-11-10 | 2011-09-20 | Ппг Б.В. | Покрытия на основе эпоксидной смолы |
| EP2070995A1 (en) * | 2006-09-28 | 2009-06-17 | Nippon Steel Corporation | Highly corrosion-resistant rust-preventive coating material, steel material with high corrosion resistance, and steel structure |
| RU2525820C2 (ru) * | 2012-11-30 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Способ защиты от влаги корпусов из композиционных материалов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШАЙДУРОВА Г.И. и др. Совершенствование термовлагостойкого силиконового покрытия "Силтэк". Технология машиностроения, 2006, N 11, с. 50-51. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2016011120A (es) | Proceso para recubrir superficies metalicas de sustratos y articulos recubiertos mediante este proceso. | |
| CN104073127B (zh) | 一种湿固化环氧沥青防腐涂料及其制备方法 | |
| WO2007138409A1 (en) | Organic coated metallic substrate with enhanced heat transfer properties and method of production thereof | |
| CN106289613B (zh) | 一种对称涂层残余应力的测定方法 | |
| CN106047073B (zh) | 一种氧化石墨烯基耐高温双组份环氧树脂涂料 | |
| JP2018039691A (ja) | 無機繊維質断熱材及びその製造方法 | |
| RU2677040C1 (ru) | Способ формирования термостойкого влагозащитного покрытия | |
| Shao et al. | Infrared emissivity and corrosion-resistant property of maleic anhydride grafted ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM-g-MAH)/Cu coatings | |
| Shanaghi et al. | Effect of inhibitor agents addition on corrosion resistance performance of titania sol–gel coatings applied on 304 stainless steel | |
| Azadi et al. | EIS study of epoxy paints in two different corrosive environments with a new filler: rice husk ash | |
| Sugama | Hydrothermal degradation of polybenzimidazole coating | |
| CN104762518A (zh) | 一种导热性好的粉煤灰铝基复合材料及其制备方法 | |
| Ji et al. | Study and prediction for the fire resistance of acid corroded intumescent coating | |
| Mun et al. | Some peculiarities of the kinetics of interaction of cationic hydrogels based on copolymers of vinyl esters of monoethanolamine and ethylene glycol with copper ions | |
| Kumar et al. | Synergistic effect of Al2O3–40% TiO2 coating on thermal conductivity and corrosion rate of SS 304 substrate | |
| RU2647065C1 (ru) | Способ формирования наружного термостойкого покрытия | |
| CN107400440A (zh) | 一种耐高温防腐蚀涂料 | |
| RU2536505C2 (ru) | Композиция для получения термозащитного покрытия | |
| Morks et al. | In-situ synthesis of functional silica nanoparticles for enhancement the corrosion resistance of TBCs | |
| Peredriy et al. | Research of hydrophysical properties of coatings based on full aluminosiloxane polymer | |
| Halliday | Development & testing of new generation high temperature corrosion resistant coatings | |
| RU101466U1 (ru) | Теплоизоляционное покрытие | |
| RU2471838C1 (ru) | Способ защиты полимерных материалов от воздействия ультрафиолетового излучения | |
| KR20240042839A (ko) | 고내부식 볼트 및 이의 제조방법 | |
| Zuflacht et al. | Analysis of Corrosion Damage on Samples Exposed to Accelerated and Outdoor Corrosion Environments |