Способ нанесения покрытия
COATING METHOD

Данное изобретение относится к способу нанесения покрытия на расширяющееся изделие, и обычно, например, к способу нанесения покрытия на работающую под давлением или технологическую емкость, которая при эксплуатации может расширяться и сжиматься под действием температуры.
Работающие под давлением или технологические емкости, которые обычно могут быть изготовлены из стали, но могут быть сделаны и из других материалов, могут довольно значительно расширяться и сжиматься при эксплуатации в результате изменения температур внутри них. Часто желательно или необходимо обеспечить на таких емкостях изолирующее и/или негорючее покрытие. Поскольку в ходе нагревания и охлаждения такие покрытия не расширяются до какой-либо подобной степени, что и емкости, обычно необходимо обеспечить промежуточный слой между емкостью и покрытием. Однако могут возникнуть сложности в отношении сцепления таких слоев друг с другом, и в частности, используемые материалы часто имеют низкую поверхностную энергию и, следовательно, с трудом сцепляются друг с другом.
Согласно данному изобретению, обеспечен способ нанесения покрытия на расширяющееся изделие, включающий: формирование эластичного промежуточного слоя, который включает несущий элемент, расположенный внутри слоя сжимаемого эластичного материала, с выступающими элементами, обеспеченными на несущем элементе, которые отходят от слоя сжимаемого эластичного материала с одной из его сторон; установку на изделии эластичного промежуточного слоя так, что другая сторона слоя сжимаемого эластичного материала обращена к изделию, а выступающие элементы выступают от изделия, и формирование слоя покрытия на одной стороне эластичного промежуточного слоя так, что выступающие элементы проходят в слой покрытия, и слой покрытия выходит за пределы выступающих элементов таким образом, что дальние концы выступающих элементов полностью находятся в слое покрытия.
Несущий элемент может включать основание, которое может иметь форму сквозной решетки и быть по существу плоским. Основание может быть расположено в слое сжимаемого эластичного материала и может быть расположено по меньшей мере по существу посередине между одной и другой стороной слоя сжимаемого эластичного материала.
Основание несущего элемента может быть выполнено из эластичного материала. Основание несущего элемента может быть выполнено из пластмассового материала, и может быть выполнено из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) или нейлона. Альтернативно, основание несущего элемента может быть выполнено из металла, и может быть выполнено из нержавеющей стали.
В одном из вариантов основание несущего элемента и выступающие элементы сформированы как единое целое.
В другом варианте выступающие элементы могут быть установлены на основании несущего элемента.
На выступающих элементах могут быть сформированы структуры для повышения сцепления со слоем покрытия. Структуры могут включать любую структуру из винтовой резьбы, ребер, зубцов или других структур.
Несущие элементы могут быть сформированы в секции, которые могут быть соединены с такими же соседними с ними секциями.
Сжимаемый эластичный материал может включать вспененный материал, который может представлять собой любой материал из пенополиэтилена, пенополиуретана или пеносиликона. Вспененный материал может быть синтактическим.
Сжимаемый эластичный материал может быть негорючим.
Слой сжимаемого эластичного материала может иметь толщину от 3 до 10 мм.
Эластичный промежуточный слой может быть получен путем формования сжимаемого эластичного материала вокруг несущего элемента.
На другой стороне эластичного промежуточного слоя может быть обеспечено клеящее вещество, которое может быть активируемым под действием давления, и до закрепления на изделии оно может быть снабжено защитным слоем.
Слой покрытия может быть теплоизолирующим и/или негорючим.
Слой покрытия может быть нанесен на эластичный промежуточный слой в сыром состоянии, и может быть обеспечена возможность его отверждения in situ.
Слой покрытия может представлять собой вспененный материал, который может представлять собой любой материал из фенольной, эпоксидной или полиуретановой пластмассы. Вспененный материал может быть синтактическим.
Слой покрытия может иметь толщину от 10 до 100 мм.
Емкость может быть выполнена из металла или композиционного материала. Емкость может представлять собой емкость, работающую под давлением, или технологическую емкость.
Данное изобретение дополнительно обеспечивает изделие, на которое нанесено покрытие способом по любому из предшествующих семнадцати абзацев.
Далее описано воплощение данного изобретения, исключительно в качестве примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, где:
на Фиг. 1 представлен схематичный вид в разрезе части изделия, на которое нанесено покрытие способом по данному изобретению, и
на Фиг. 2 представлен аксонометрический вид части покрытия, изображенного на Фиг. 1.
На Фиг. 1 показана часть изделия 10 с нанесенным на него покрытием 12. Изделие 10 может представлять собой емкость, работающую под давлением, или технологическую емкость, применяемые, например, при добыче нефти из месторождений под морским дном. При эксплуатации эта емкость может подвергаться воздействию широкого диапазона рабочих температур, например от -196°C до 250°C. Такое нагревание и охлаждение может вызвать расширение или сжатие емкости 10, например, на величину вплоть до 1 мм.
Покрытие 12 включает промежуточный слой 14 и слой 16 покрытия. Промежуточный слой 14 включает слой сжимаемого эластичного материала, например, синтактическую силиконовую пену, содержащую сжимаемые микросферы, и может иметь толщину 4 мм.
Несущий элемент 18 внедрен в промежуточный слой 14. Несущий элемент наилучшим образом показан на Фиг. 2 и включает основание 20 в форме сквозной решетки, и участки основания 20 могут быть взаимно соединены с соседними такими участками. Выступающие элементы 22 расположены перпендикулярно основанию 20, как показано на Фиг. 1, и отходят от одной стороны промежуточного слоя 14. Выступающие элементы 22 содержат структуры для сцепления со слоем 16 покрытия. В данном случае эти структуры представляют собой винтовую резьбу 24.
Слой покрытия имеет толщину, например, примерно 16 мм, и может быть изготовлен из теплоизолирующего материала, который также может быть негорючим. В данном случае слой 16 покрытия представляет собой синтактический фенольный пенопласт.
На практике покрытие на изделие 10 может быть нанесено следующим образом. Сначала формируют промежуточный слой 14. Его формируют путем формовки сжимаемого эластичного слоя вокруг несущего элемента 18 так, что основание 20 несущего элемента 18 расположено по существу в середине промежуточного слоя 14, а выступающие элементы 12 выходят из него наружу, с одной стороны.
На сторону промежуточного слоя 14, через которую не проходят выступающие элементы 22, можно нанести клеящее вещество, склеивающее при надавливании, и на него можно нанести защитную бумагу. Промежуточный слой 14 можно прикрепить на изделие 10 с использованием клеящего вещества, после удаления защитной бумаги, и листы промежуточного слоя 14 можно обрезать до необходимых размера и формы.
Затем слой покрытия 16, в сыром состоянии, можно нанести на внешнюю сторону промежуточного слоя 14. Выступающие элементы 22 способствуют связыванию промежуточного слоя 14 и слоя 16 покрытия, которые иначе не образовали бы прочной связи между собой.
При эксплуатации, по мере того, как изделие 10 расширяется или сжимается под действием различных температур, промежуточный слой 14 может сжиматься между изделием 10 и слоем 16 покрытия, или, в некоторых случаях, он может расширяться, компенсируя при этом различные скорости термического расширения изделия 10 и слоя 16 покрытия, который обычно имеет относительно низкий коэффициент термического расширения.
Таким образом, здесь описан способ нанесения на расширяющееся изделие покрытия из, например, изолирующего и/или негорючего материала, который обеспечивает предпочтительное исполнение и, в частности, позволяет легко провести взаимное соединение промежуточного слоя и слоя покрытия, с обеспечением прочной связи между ними, чего было бы трудно достигнуть в других условиях. Так как слой покрытия наносят в сыром состоянии, его можно нанести на различные формы и в ситуациях ограниченного доступа.
Можно осуществить различные модификации, не выходя за рамки объема защиты данного изобретения. Например, несущий элемент может иметь другую форму, а основание и выступающие элементы могут быть выполнены как единое целое, или могут представлять собой отдельные компоненты, соединенные вместе. На выступающих элементах могут быть обеспечены различные структуры, такие как ребра или зубцы. Слой покрытия может быть изготовлен из различных материалов и может представлять собой, например, пенопласт на эпоксидной или полиуретановой основе.
Данный способ можно применять для нанесения покрытия на различные изделия, которые могут быть изготовлены из композиционного материала, а не из металла. В промежуточном слое можно использовать различные материалы, которые могут включать не синтактические пенопласты, пенополиэтилен или пенополиуретан.
В то время как в предшествующем описании внимание обращено на те признаки данного изобретения, которые предполагаются особенно важными, следует понимать, что заявитель испрашивает защиты в отношении любого патентоспособного признака или сочетания признаков, которые упомянуты выше и/или которые показаны на чертежах, независимо от того, уделено ли им особое внимание.