RU2791538C2 - Method for thermochemical restoration of corroded steel surfaces - Google Patents

Method for thermochemical restoration of corroded steel surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2791538C2
RU2791538C2 RU2021108474A RU2021108474A RU2791538C2 RU 2791538 C2 RU2791538 C2 RU 2791538C2 RU 2021108474 A RU2021108474 A RU 2021108474A RU 2021108474 A RU2021108474 A RU 2021108474A RU 2791538 C2 RU2791538 C2 RU 2791538C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
restoration
product
corroded
steel
Prior art date
Application number
RU2021108474A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021108474A (en
Inventor
Илона Сергеевна Завалинская
Николай Николаевич Киндяков
Татьяна Евгеньевна Ефременкова
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Publication of RU2021108474A publication Critical patent/RU2021108474A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2791538C2 publication Critical patent/RU2791538C2/en

Links

Abstract

FIELD: material processing.
SUBSTANCE: invention relates to the field of thermochemical restoration of corroded steel surfaces with simultaneous disposal of thermoplastic waste; it can be used in different industries and economy for elongation of a steel equipment resource. A corroded surface of a product is processed with polymer with its following thermo-destruction, which is carried out at temperatures of steel surface restoration of 450-800°C, with repeated processing, if necessary, with polymer of a steel surface of the product precooled to a temperature of no more than 100°C, and repetition of the cycle: polymer – heating – cooling, until complete restoration of the corroded steel surface. In this case, as polymer, thermoplastics are used, obtained by polymerization of aliphatic row monomers, with the total thickness of a polymer layer of no more than 3 mm.
EFFECT: invention allows for restoration of oxide films of corroded steel surfaces, using, as a reductant, carbon obtained as an intermediate product in oxidative pyrolysis of high-tonnage thermoplastic waste.
4 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области термохимического восстановления корродированных стальных поверхностей с одновременной утилизацией отходов термопластов. Может быть использовано в химической, газовой, строительной, транспортной, автомобильной и других отраслях промышленности и народного хозяйства для продления ресурса стального оборудования или сооружений, а также для утилизации отходов термопластов.The invention relates to the field of thermochemical restoration of corroded steel surfaces with the simultaneous disposal of waste thermoplastics. It can be used in chemical, gas, construction, transport, automotive and other industries and the national economy to extend the life of steel equipment or structures, as well as to dispose of thermoplastic waste.

Термохимическое восстановление корродированных стальных поверхностей протекает с минимальной потерей толщины поверхностного слоя, что делает данный процесс малоотходным. Однако дополнительно улучшить экологические показатели данного процесса можно, используя в качестве восстановителя металла отходы термопластов. При этом подбором технологических параметров можно достичь как приемлемой степени восстановления корродированного металла, так и экологической чистоты данного процесса, с образованием в качестве отходов СО2 и паров воды.Thermochemical restoration of corroded steel surfaces proceeds with minimal loss of surface layer thickness, which makes this process low-waste. However, it is possible to further improve the environmental performance of this process by using waste thermoplastics as a metal reducing agent. At the same time, by selecting technological parameters, it is possible to achieve both an acceptable degree of recovery of corroded metal and the environmental cleanliness of this process, with the formation of CO 2 and water vapor as waste products.

Целью настоящего изобретения является решение в одном технологическом процессе задач по восстановлению оксидной пленки корродированных стальных поверхностей, с использованием в качестве восстановителя углерода, получаемого в качестве промежуточного продукта при окислительном пиролизе высоко тоннажных отходов термопластов.The purpose of the present invention is to solve in one technological process the problems of restoring the oxide film of corroded steel surfaces, using as a reducing agent carbon obtained as an intermediate product during oxidative pyrolysis of high-tonnage waste thermoplastics.

Техническим результатом является восстановление корродированных стальных поверхностей с одновременной малоотходной утилизацией отходов термопластов, предпочтительно полиэтилена и полипропилена.The technical result is the restoration of corroded steel surfaces with simultaneous low-waste disposal of waste thermoplastics, preferably polyethylene and polypropylene.

Известен ряд способов и устройств для решения проблемы утилизации термопластов, преимущественно полиэтилена и полипропилена. Большинство из них реализуется термическим или термокаталитическим способами. Так, авторы RU 2619688 решают данную проблему комплексно, как периодическим, так и непрерывным способами, ступенчатым нагревом утилизируемых полимеров в нескольких реакторах. При этом получается ряд наименований газообразных, жидких и твердых продуктов, подлежащей дальнейшей переработке. В устройстве для деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена (RU 2621097) предусмотрена предварительная очистка полимерных отходов флотацией и их последующая многоступенчатая переработка с фракционированием ректификацией получаемых жидких полупродуктов, отделением газообразных и твердых продуктов. Энергоэффективность процесса повышена за счет использования гетерогенного титансодержащего катализатора.There are a number of methods and devices for solving the problem of recycling thermoplastics, mainly polyethylene and polypropylene. Most of them are realized by thermal or thermocatalytic methods. Thus, the authors of RU 2619688 solve this problem in a complex way, both in periodic and continuous ways, by stepwise heating of the utilized polymers in several reactors. In this case, a number of names of gaseous, liquid and solid products are obtained, which are subject to further processing. The device for the destructive distillation of polyethylene and polypropylene wastes (RU 2621097) provides for preliminary purification of polymeric wastes by flotation and their subsequent multi-stage processing with fractionation, distillation of the resulting liquid intermediates, separation of gaseous and solid products. The energy efficiency of the process is improved by using a heterogeneous titanium-containing catalyst.

Однако вызывает сомнение безопасность применения данного катализатора при комплексной переработке полимерных отходов и накопление в реакторе коксового остатка, что показывают авторы RU 2721701. Группа изобретений, представленных в RU 2721701, позволяет осуществить комплексную переработку отходов полиэтилена и полипропилена, подвергнутых предварительной очистке и промывке, с использованием стадии ступенчатого нагрева для первичной деструкции, протекающей на никельсодержащих катализаторах, с отделением ректификацией жидких углеводородных компонентов, представляющих собой компоненты моторных топлив. На установке также получают углеводородные газы, газовый конденсат, парафиновую фракцию и углеродистый остаток. Технология характеризуется организацией рецикла потоков, оборотом воды, рекуперацией тепла.However, the safety of using this catalyst in the complex processing of polymer waste and the accumulation of coke residue in the reactor is questionable, which is shown by the authors of RU 2721701. stages of stepped heating for primary destruction proceeding on nickel-containing catalysts, with the separation by distillation of liquid hydrocarbon components, which are components of motor fuels. The plant also produces hydrocarbon gases, gas condensate, paraffin fraction and carbon residue. The technology is characterized by the organization of flow recycling, water circulation, heat recovery.

Данные способы предназначены для крупнотоннажной, комплексной переработки отходов термопластов, отличаются многостадийностью, технологической и аппаратной сложностью, получением полупродуктов и сырьевых фракций, подлежащих дальнейшей переработке в товарные продукты.These methods are intended for large-scale, complex processing of waste thermoplastics, they are characterized by multi-stage, technological and hardware complexity, obtaining intermediate products and raw fractions to be further processed into commercial products.

Из уровня техники известно каталитическое действие некоторых металлов на реакции, протекающие в ходе термической деструкции полимеров. В способе, предложенном авторами RU 2617213 показано каталитическое влияние оксидов переходных металлов - железа, кобальта или никеля, импрегнированных в матрицу цеолита ZSM-5, на процесс термодеструкции полимеров. При этом температура процесса снижается до 498-502°С, уменьшается количество побочных смоляных компонентов, основным продуктом является горючий газ. Данный способ реализуется в бескислородной среде. Таким образом, способ, реализованный в RU 2617213 показывает, что корродированная металлическая поверхность является катализатором термодеструкции полимеров, способствуя смягчению технологических параметров процесса и образованию газообразных продуктов, что было учтено при реализации заявляемого способа.The prior art knows the catalytic effect of certain metals on the reactions occurring during the thermal degradation of polymers. The method proposed by the authors of RU 2617213 shows the catalytic effect of transition metal oxides - iron, cobalt or nickel, impregnated into the ZSM-5 zeolite matrix, on the process of thermal degradation of polymers. At the same time, the process temperature is reduced to 498-502°C, the amount of by-product resin components is reduced, the main product is combustible gas. This method is implemented in an oxygen-free environment. Thus, the method implemented in RU 2617213 shows that the corroded metal surface is a catalyst for the thermal degradation of polymers, contributing to the softening of the technological parameters of the process and the formation of gaseous products, which was taken into account when implementing the proposed method.

Применение в качестве восстановителя крупнотоннажных отходов термопластов, находящихся в твердом агрегатном состоянии, позволяет достичь восстановления металлической поверхности стальных изделий независимо от геометрии такой поверхности. При нанесении восстановителя на поверхность не требуются вспомогательные инструменты.The use of large-tonnage wastes of thermoplastics in a solid state of aggregation as a reducing agent makes it possible to achieve the restoration of the metal surface of steel products, regardless of the geometry of such a surface. When applying the reducing agent to the surface, auxiliary tools are not required.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемый способ термохимического восстановления корродированных стальных поверхностей включает обработку корродированной поверхности нанесением слоя полимеров, с последующей с последующей его термодеструкцией, которую осуществляют при температурах восстановления стальной поверхности 450-800°С, при необходимости, с повторной обработкой полимером предварительно охлажденной до температуры не выше 100°С стальной поверхности изделия и повторением цикла: полимер - нагрев - охлаждение, до полного восстановления корродированной стальной поверхности, при этом в качестве полимера используют термопласты, полученные полимеризацией мономеров алифатического ряда, при суммарной толщине полимерного слоя не более 3 мм. В качестве термопластов могут быть использованы отходы полиэтилена или полипропилена в виде пленки, наносимой на стальную поверхность, или трубки, в которую помещают восстанавливаемое стальное изделие. Температура восстановления стальной поверхности может составлять 700-800°С, а охлаждают стальную поверхность изделия до температуры не выше 70°С.The essence of the present invention lies in the fact that the claimed method of thermochemical restoration of corroded steel surfaces includes the treatment of a corroded surface by applying a layer of polymers, followed by its subsequent thermal destruction, which is carried out at steel surface restoration temperatures of 450-800 ° C, if necessary, with repeated processing of the polymer pre-cooled to a temperature not exceeding 100 ° C of the steel surface of the product and repeating the cycle: polymer - heating - cooling, until the corroded steel surface is completely restored, while thermoplastics obtained by polymerization of monomers of the aliphatic series are used as a polymer, with a total thickness of the polymer layer of not more than 3 mm. As thermoplastics, waste polyethylene or polypropylene can be used in the form of a film applied to a steel surface, or a tube into which a restored steel product is placed. The steel surface recovery temperature can be 700-800°C, and the steel surface of the product is cooled to a temperature not higher than 70°C.

Способ осуществляется следующим образом. Стальное изделие с корродированной поверхностью заворачивается в пленку термопласта таким образом, чтобы поверхность была равномерно покрыта полимером. Количество слоев полимерной пленки зависит от ее толщины и составляет от 5 слоев и выше, но таким образом, чтобы суммарная толщина полимерного покрытия не превышала 3 мм. Ограничение по толщине слоя полимера связано с необходимостью подавления реакций уплотнения и коксообразования, протекающих в толстом слое полимера. В тонком слое при условиях процесса протекают преимущественно реакции на поверхности металла, приводящие к восстановлению оксидной пленки.The method is carried out as follows. A steel product with a corroded surface is wrapped in a thermoplastic film in such a way that the surface is evenly covered with a polymer. The number of layers of the polymer film depends on its thickness and ranges from 5 layers or more, but in such a way that the total thickness of the polymer coating does not exceed 3 mm. The limitation on the thickness of the polymer layer is associated with the need to suppress the reactions of compaction and coke formation occurring in a thick polymer layer. In a thin layer, under the process conditions, predominantly reactions occur on the metal surface, leading to the reduction of the oxide film.

Подготовленный таким образом образец помещают в термокамеру, обеспечивающую равномерный нагрев образца в воздушной среде, например, муфельную печь, разогретую до температуры 450-820°С, предпочтительно 800°С.Образец выдерживается в высокотемпературной зоне в течении 5-10 минут, в зависимости от толщины стенок изделия и корродированного слоя. Чем больше толщина стенок и корродированного слоя, тем больше время инсталляции. Однако более 10 минут выдерживать образец в высокотемпературной зоне не целесообразно, т.к. реакции восстановления протекают на поверхности металла. При этом не вступивший в реакцию с металлом полимер при температурах процесса в воздушной среде подвергается окислительному пиролизу, с образованием продуктов полного окисления (СО2 и Н2О). Восстановление корродированной металлической поверхности протекает последовательно, от высших окислов до низших и далее, до восстановленного металла, согласно уравнениям реакций, известных из уровня техники [1, 2].The sample prepared in this way is placed in a heat chamber that provides uniform heating of the sample in air, for example, a muffle furnace heated to a temperature of 450-820 ° C, preferably 800 ° C. The sample is kept in the high-temperature zone for 5-10 minutes, depending on wall thickness of the product and the corroded layer. The thicker the walls and the corroded layer, the longer the installation time. However, it is not advisable to keep the sample in the high-temperature zone for more than 10 minutes, because reduction reactions take place on the surface of the metal. At the same time, the polymer that has not reacted with the metal at process temperatures in air is subjected to oxidative pyrolysis, with the formation of complete oxidation products (CO 2 and H 2 O). The recovery of a corroded metal surface proceeds sequentially, from higher oxides to lower ones and further, to the reduced metal, according to the reaction equations known from the prior art [1, 2].

Figure 00000001
Figure 00000001

Учитывая, что образец помещают в печь охлажденным, он быстро нагревается в камере и при наличии соответствующих окислов на его поверхности последовательно протекают реакции 2-5. Температурный диапазон выбран исходя из температур, необходимых для инициирования реакций восстановления металла, но не приводящих к его деформации. Такая термообработка не только восстанавливает оксидную пленку на поверхности металла, но и способствует повышению прочностных характеристик восстанавливаемого изделия. На производстве термическая обработка во многих случаях используется для снятия в деталях остаточных напряжений, которые приводят к возникновению трещин, снижению прочности сцепления покрытия с основным материалом, деформационному изнашиванию (короблению) изделий [3]. Кроме освобождения изделия от остаточных напряжений термическая обработка преследует и другие цели, связанные с повышением прочностных свойств металла, улучшением обрабатываемости материала резанием и др.Considering that the sample is placed in the oven cooled, it quickly heats up in the chamber and, in the presence of the corresponding oxides on its surface, reactions 2–5 proceed sequentially. The temperature range was chosen based on the temperatures required to initiate metal reduction reactions, but not leading to its deformation. Such heat treatment not only restores the oxide film on the metal surface, but also improves the strength characteristics of the restored product. In production, heat treatment is in many cases used to relieve residual stresses in parts that lead to cracks, a decrease in the adhesion strength of the coating to the base material, and deformation wear (warping) of products [3]. In addition to freeing the product from residual stresses, heat treatment also pursues other goals related to increasing the strength properties of the metal, improving the machinability of the material by cutting, etc.

По истечении времени инсталляции в высокотемпературной зоне восстанавливаемое изделие извлекается, охлаждается на воздухе до температуры, не превышающей 100°С, предпочтительно не выше 70°С, после чего с металлической поверхности стряхивают или сметают мягкой пластиковой щеткой порошок - остаток термодеструкции термопласта. Данная операция позволяет оценить площадь восстановления и, при необходимости повторного нанесения, подготовить к нему поверхность металла. Операции повторяются до полного восстановления металла. В зависимости от толщины корродированного слоя металла, толщины пленки полимера и суммарного его слоя, изменяется количество циклов повторения операций, но в большинстве случаев их число составляет 1÷3, в случае большой толщины корродированного слоя металла может достигать 4÷6. Восстановленная предлагаемым способом металлическая поверхность сохраняет шероховатость, присущую изначальному образцу, но менее выраженную, имеет равномерный металлический блеск без следов коррозии.After the installation time in the high-temperature zone, the restored product is removed, cooled in air to a temperature not exceeding 100°C, preferably not higher than 70°C, after which the powder is shaken off or brushed off with a soft plastic brush with a soft plastic brush - the residue of thermal degradation of the thermoplastic. This operation allows you to estimate the area of restoration and, if necessary, re-deposition, prepare the metal surface for it. The operations are repeated until the metal is completely restored. Depending on the thickness of the corroded metal layer, the thickness of the polymer film and its total layer, the number of cycles of repetition of operations changes, but in most cases their number is 1÷3, in the case of a large thickness of the corroded metal layer it can reach 4÷6. The metal surface restored by the proposed method retains the roughness inherent in the original sample, but less pronounced, has a uniform metallic sheen without corrosion.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие, но не ограничивающие изобретение.The following are examples illustrating but not limiting the invention.

Пример 1.Example 1

В качестве восстановительного агента используется полиэтиленовая пленка толщиной 15-20 мкм. Восстанавливаемое изделие - стальная скоба толщиной 3 мм, покрывается 30 слоями полиэтиленовой пленки и помещается в муфельную печь, предварительно нагретую до температуры 800°С, где выдерживается в течении 10 минут. Далее изделие извлекается из высокотемпературной зоны и охлаждается на воздухе до температуры -70°С.С охлажденного таким образом изделия стряхивается или сметается мягкой пластиковой щеткой светло-серый мелкодисперсный порошок, состоящий преимущественно из углерода и остатков псевдококсовых структур. Визуально оценивается степень восстановления. Восстанавливается поверхность металла, непосредственно контактирующая с воздушной средой. Цикл повторяется 3 раза, до полного восстановления металла.As a reducing agent, a polyethylene film with a thickness of 15-20 microns is used. The product to be restored is a steel bracket 3 mm thick, covered with 30 layers of polyethylene film and placed in a muffle furnace, preheated to a temperature of 800 ° C, where it is kept for 10 minutes. Next, the product is removed from the high-temperature zone and cooled in air to a temperature of -70 ° C. With the product cooled in this way, a light gray fine powder is shaken off or swept away with a soft plastic brush, consisting mainly of carbon and residues of pseudo-coke structures. The degree of recovery is visually assessed. The metal surface is restored, which is in direct contact with the air. The cycle is repeated 3 times, until the metal is completely restored.

Пример 2.Example 2

Применим преимущественно для восстановления металлических деталей цилиндрической формы. В качестве восстановительного агента используется полипропиленовая трубка с внутренним диаметром 45 мм, с толщиной стенки 2,5 мм. Высота трубки соответствует высоте восстанавливаемого стального изделия - шпильки длиной 62 мм с гайкой шестигранной М24 по ГОСТ 5915-70 - которое помещается внутрь трубки. Далее трубка со стальным изделием помещается в муфельную печь, предварительно нагретую до температуры 800°С, где выдерживается в течении 10 минут. В данном случае наблюдается активное газообразование, находящееся в корреляции между толщиной полипропиленовой трубки и количеством выделяемых газообразных продуктов деструкции полипропилена. По данной причине необходима минимизация толщины полипропилена. По окончании инсталляции в высокотемпературной зоне изделие извлекается из печи и охлаждается на воздухе до температуры -70°С.С остывшего изделия стряхивается или сметается мягкой щеткой серый мелкодисперсный порошок, состоящий преимущественно из углерода и остатков псевдококсовых структур. Визуально оценивается степень восстановления. Цикл повторяется дважды до полного восстановления металла.Let's apply mainly to restoration of metal details of a cylindrical form. As a reducing agent, a polypropylene tube with an inner diameter of 45 mm and a wall thickness of 2.5 mm is used. The height of the tube corresponds to the height of the restored steel product - studs 62 mm long with a hex nut M24 according to GOST 5915-70 - which is placed inside the tube. Next, the tube with a steel product is placed in a muffle furnace, preheated to a temperature of 800°C, where it is kept for 10 minutes. In this case, active gas formation is observed, which is in correlation between the thickness of the polypropylene tube and the amount of gaseous products of polypropylene destruction released. For this reason, it is necessary to minimize the thickness of the polypropylene. Upon completion of the installation in the high-temperature zone, the product is removed from the oven and cooled in air to a temperature of -70 ° C. From the cooled product, a gray fine powder is shaken off or brushed with a soft brush, consisting mainly of carbon and residues of pseudo-coke structures. The degree of recovery is visually assessed. The cycle is repeated twice until the metal is completely restored.

Пример 3.Example 3

В качестве восстановительного агента используется полипропиленовая пленка толщиной 40 мкм. Восстанавливаемое изделие - стальная трубка толщиной 2,5 мм, внутренним диаметром 40 мм, покрывается 20 слоями полипропиленовой пленки и помещается в муфельную печь, предварительно нагретую до температуры 450°С, где выдерживается в течении 5 минут.Далее изделие извлекается из высокотемпературной зоны и охлаждается на воздухе до температуры -70°С.С охлажденного таким образом изделия стряхивается или сметается мягкой пластиковой щеткой светло-серый мелкодисперсный порошок, состоящий преимущественно из углерода и остатков псевдококсовых структур. Визуально оценивается степень восстановления. Восстанавливается поверхность металла, непосредственно контактирующая с воздушной средой. Цикл повторяется 2 раза, до полного восстановления металла.A 40 µm thick polypropylene film is used as a reducing agent. The product to be restored is a steel tube 2.5 mm thick, with an inner diameter of 40 mm, covered with 20 layers of polypropylene film and placed in a muffle furnace, preheated to a temperature of 450 ° C, where it is kept for 5 minutes. Then the product is removed from the high-temperature zone and cooled in air to a temperature of -70 ° C. With the product cooled in this way, a light gray fine powder is shaken off or swept away with a soft plastic brush, consisting mainly of carbon and residues of pseudo-coke structures. The degree of recovery is visually assessed. The metal surface is restored, which is in direct contact with the air. The cycle is repeated 2 times, until the metal is completely restored.

Пример 4.Example 4

Применим преимущественно для восстановления металлических деталей цилиндрической формы. В качестве восстановительного агента используется полиэтиленовая трубка с внутренним диаметром 40 мм и толщиной стенки 2 мм. Высота трубки соответствует высоте восстанавливаемого стального изделия -двойного ниппеля с резьбой длиной 55 мм - которое помещается внутрь трубки. Далее трубка со стальным изделием помещается в муфельную печь, предварительно нагретую до температуры 700°С, где выдерживается в течении 8 минут. В данном случае наблюдается активное газообразование, но меньшее, чем наблюдалось в Примере 2 и находящееся в корреляции между толщиной полиэтиленовой трубки и количеством выделяемых газообразных продуктов деструкции полиэтилена. По данной причине необходима минимизация толщины полиэтилена. По окончании инсталляции в высокотемпературной зоне изделие извлекается из печи и охлаждается на воздухе до температуры -100°С.С остывшего изделия стряхивается или сметается мягкой щеткой серый мелкодисперсный порошок, состоящий преимущественно из углерода и остатков псевдококсовых структур. Визуально оценивалась степень восстановления, которая оказалась приемлемой, благодаря чему цикл более не повторялся.Let's apply mainly to restoration of metal details of a cylindrical form. A polyethylene tube with an inner diameter of 40 mm and a wall thickness of 2 mm is used as a reducing agent. The height of the tube corresponds to the height of the restored steel product - a double threaded nipple with a length of 55 mm - which is placed inside the tube. Next, the tube with a steel product is placed in a muffle furnace, preheated to a temperature of 700°C, where it is kept for 8 minutes. In this case, active gas formation is observed, but less than that observed in Example 2 and being in correlation between the thickness of the polyethylene tube and the amount of gaseous products of polyethylene degradation released. For this reason, it is necessary to minimize the thickness of the polyethylene. Upon completion of the installation in the high-temperature zone, the product is removed from the furnace and cooled in air to a temperature of -100 ° C. From the cooled product, a gray fine powder is shaken off or brushed with a soft brush, consisting mainly of carbon and residues of pseudo-coke structures. The degree of recovery was visually assessed and found to be acceptable, due to which the cycle was no longer repeated.

В таблице 1 приведены результаты термохимического восстановления различных образцов с поверхностью, покрытой сплошной неравномерной коррозией, которые иллюстрируют в том числе приведенные примеры. Шероховатость поверхности образцов до и после восстановления определялась многофункциональным толщиномером «Константа К5» с шагом 5-7 мм. В таблице 1 приведены средние значения шероховатости.Table 1 shows the results of thermochemical recovery of various samples with a surface covered with continuous uneven corrosion, which are illustrated, among other things, by the examples given. The surface roughness of the samples before and after restoration was determined by a multifunctional thickness gauge "Constant K5" with a step of 5-7 mm. Table 1 shows the average roughness values.

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, восстановление стальных изделий при указанных технологических параметрах протекает во всех случаях, однако, при небольшом количестве слоев полиэтилена увеличивается кратность обработки ввиду сжимания пленки полиэтилена в высокотемпературной зоне, ввиду чего быстрее восстанавливается центральная часть изделия. В то же время чрезмерная толщина термопласта на поверхности металла приводит к активному газообразованию с выделением продуктов неполного окисления полимера.Thus, the restoration of steel products under the specified technological parameters proceeds in all cases, however, with a small number of polyethylene layers, the processing frequency increases due to the compression of the polyethylene film in the high-temperature zone, due to which the central part of the product is restored faster. At the same time, the excessive thickness of the thermoplastic on the metal surface leads to active gas formation with the release of products of incomplete oxidation of the polymer.

Из вышеприведенного описания специалист может легко выявить существенные признаки настоящего изобретения и без выхода за пределы сущности и объема изобретения осуществить различные изменения и модификации изобретения с тем, чтобы приспособить его к различным условиям и случаям применения.From the foregoing description, one skilled in the art can readily recognize the essential features of the present invention and, without departing from the spirit and scope of the invention, make various changes and modifications to the invention in order to adapt it to various conditions and applications.

Предлагаемое изобретение позволяет термохимическим способом восстанавливать корродированную поверхность стальных изделий, предпочтительно с ровной поверхностью и небольшими габаритными размерами. При этом в качестве восстановителя используются отходы крупнотоннажных термопластов, предпочтительно полиэтилена и полипропилена, которые утилизируются в ходе процесса с образованием продуктов полного окисления термопластов: углекислого газа и паров воды.The present invention allows the thermochemical method to restore the corroded surface of steel products, preferably with a flat surface and small overall dimensions. In this case, wastes of large-tonnage thermoplastics, preferably polyethylene and polypropylene, are used as a reducing agent, which are utilized during the process with the formation of products of complete oxidation of thermoplastics: carbon dioxide and water vapor.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Материаловедение и термическая обработка металлов и сплавов / Б.А. Колачев [и др.]. - М.: Металлургия, 1981. - 416 с.1. Materials science and heat treatment of metals and alloys / B.A. Kolachev [i dr.]. - M.: Metallurgy, 1981. - 416 p.

2. Тациенко П.А. Обжиг руд и концентратов. - М.: Металлургия. 1985. - 212 с.2. Tatsienko P.A. Roasting of ores and concentrates. - M.: Metallurgy. 1985. - 212 p.

3. Шевко В.М. Общая металлургия. Шымкент, ЮКГУ. 2013 - 357 с.3. Shevko V.M. General metallurgy. Shymkent, SKGU. 2013 - 357 p.

Claims (4)

1. Способ термохимического восстановления корродированных стальных поверхностей, включающий обработку корродированной поверхности изделия полимером с последующей его термодеструкцией, которую осуществляют при температурах восстановления стальной поверхности 450-800°С, при необходимости, с повторной обработкой полимером предварительно охлажденной до температуры не выше 100°С стальной поверхности изделия и повторением цикла: полимер - нагрев - охлаждение, до полного восстановления корродированной стальной поверхности, при этом в качестве полимера используют термопласты, полученные полимеризацией мономеров алифатического ряда, при суммарной толщине полимерного слоя не более 3 мм.1. The method of thermochemical restoration of corroded steel surfaces, including the treatment of the corroded surface of the product with a polymer, followed by its thermal destruction, which is carried out at temperatures of restoration of the steel surface of 450-800 ° C, if necessary, with re-treatment with the polymer pre-cooled to a temperature not exceeding 100 ° C steel surface of the product and repeating the cycle: polymer - heating - cooling, until the corroded steel surface is completely restored, while thermoplastics obtained by polymerization of aliphatic series monomers are used as a polymer, with a total thickness of the polymer layer of not more than 3 mm. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве термопластов используют отходы полиэтилена или полипропилена в виде пленки, наносимой на стальную поверхность, или трубки, в которую помещают восстанавливаемое стальное изделие.2. The method according to claim 1, characterized in that polyethylene or polypropylene waste is used as thermoplastics in the form of a film applied to a steel surface, or a tube into which a steel product to be restored is placed. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура восстановления стальной поверхности 700-800°С.3. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the restoration of the steel surface is 700-800°C. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждают стальную поверхность изделия до температуры не выше 70°С.4. The method according to p. 1, characterized in that the steel surface of the product is cooled to a temperature not exceeding 70 ° C.
RU2021108474A 2021-03-29 Method for thermochemical restoration of corroded steel surfaces RU2791538C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021108474A RU2021108474A (en) 2022-09-29
RU2791538C2 true RU2791538C2 (en) 2023-03-09

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706866A (en) * 1993-02-18 1998-01-13 Pont-A-Mousson S.A. Pipe member for buried conduit with corrosion protection and process therefor
EP1857470A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-21 Total Petrochemicals Research Feluy Metallocene catalyst components supported on activating supports.
RU2246684C9 (en) * 2003-10-07 2012-04-10 ОАО "Тульский патронный завод" Cartridge case and method for application of protective coating on its surface
RU2617213C2 (en) * 2015-08-18 2017-04-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) Method of utilisation of polymer wastes by method of low-temperature catalytic pyrolysis
RU2637045C2 (en) * 2012-06-29 2017-11-29 Сэн-Гобэн Пам Exterior coating for element of underground pipeline manufactured from iron-based material, coated pipeline element and method of above-noted specific coating application

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706866A (en) * 1993-02-18 1998-01-13 Pont-A-Mousson S.A. Pipe member for buried conduit with corrosion protection and process therefor
RU2246684C9 (en) * 2003-10-07 2012-04-10 ОАО "Тульский патронный завод" Cartridge case and method for application of protective coating on its surface
EP1857470A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-21 Total Petrochemicals Research Feluy Metallocene catalyst components supported on activating supports.
RU2637045C2 (en) * 2012-06-29 2017-11-29 Сэн-Гобэн Пам Exterior coating for element of underground pipeline manufactured from iron-based material, coated pipeline element and method of above-noted specific coating application
RU2617213C2 (en) * 2015-08-18 2017-04-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) Method of utilisation of polymer wastes by method of low-temperature catalytic pyrolysis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11807537B2 (en) Methods for producing carbon fiber from coal
JP2843347B2 (en) How to treat plastic waste
WO1996040839A1 (en) Process for producing low-boiling oil from waste plastics containing phthalic polyester and/or polyvinyl chloride
JP2015533869A (en) Process and system for pyrolysis of whole tires and plastic composites for fuel conversion and compound recovery
RU2791538C2 (en) Method for thermochemical restoration of corroded steel surfaces
WO2007047063A3 (en) Depolymerization of organic and non-organic waste materials into useful products
CN109096798B (en) Micro-oxidation activation method for waste tire pyrolytic carbon black
CN1367813A (en) Catalyst for low-temp. pyrolysis of hydrocarbon-containing polymer materials
EP1618140B1 (en) Rubber reduction
Al-Salem et al. Kinetics and product distribution of end of life tyres (ELTs) pyrolysis: A novel approach in polyisoprene and SBR thermal cracking
Ma et al. Structure optimization of pyrolysis carbon black from waste tire and its application in natural rubber composites
RU2272826C1 (en) Method of processing rubber-containing and other industrial and household organic wastes into chemical raw materials and motor fuel components
Alsurakji et al. Thermogravimetric kinetics study of scrap tires pyrolysis using silica embedded with NiO and/or MgO nanocatalysts
EP0490934B1 (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
Lee et al. Catalytic degradation of waste polyolefinic polymers using spent FCC catalyst with various experimental variables
US8722941B2 (en) Process for preparing alkyl hydroperoxide compounds
CN106957494A (en) A kind of corrosion resistant type thermoplasticity carbon fibre composite and preparation method thereof
RU2770158C1 (en) Method for thermochemical restoration of corroded surfaces of steel articles
Hong et al. De-Chlorination Effectiveness and Efficiency of Poly (Vinyl) Chloride (Pvc) Co-Pyrolyzing with Iron Oxide
JPH0334516B2 (en)
CN114561221A (en) Catalytic pyrolysis gasification method for scrap automobile crushing residue
AU2020242296A1 (en) Pyrolysis method and reactor for recovering silica from polymer waste material
CN110903836A (en) Resourceful treatment method for organic waste
Budianto et al. Study of thermal heating of waste engine oil in a microwave pyrolysis reactor
Oh et al. A kinetic analysis of polymer degradation in supercritical fluid