СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ
METHOD FOR OBTAINING ANTI-CORROSION METAL-POLYMER COATING

Изобретение относится к способам получения антикоррозионного металлополимерного покрытия и может применяться в нефтегазовой отрасли, в частности на металлических рабочих поверхностях колонного и емкостного оборудования, аппаратов и т.п., применяемых при добыче, транспортировке и переработке природного газа и других углеводородов.
На металлических рабочих поверхностях промышленного оборудования в нефтегазовой отрасли наблюдаются значительные коррозионные повреждения. Это связано с различным агрессивным воздействием среды эксплуатации при работе оборудования. Для принятия мер по снижению коррозионного воздействия, а соответственно, и снижения сроков межремонтных периодов оборудования необходимо применение антикоррозионного металлополимерного покрытия.
В качестве ближайшего аналога предлагается патент RU 2715827 C1, С23С 4/12, опубликовано 03.03.2020, Бюл. №7. Способ получения антикоррозионного металлполимерного покрытия, описанный в ближайшем аналоге, включает в себя последовательное нанесение на подготовленную способом абразивно-струйной обработки металлическую поверхность, способом электродуговой металлизации металлического слоя и поверхностного полимерного покрытия.
Заявляемый способ получения антикоррозионного металлополимерного покрытия включает нанесение на металлическую поверхность способом электродугового напыления антикоррозионного металлического слоя покрытия с последующим нанесением поверхностного покрытия из жидкого полимерного материала в виде суспензии или дисперсии.
Задачей заявляемого технического решения является разработка способа получения покрытия с высокой антикоррозионной способностью на металлической поверхности, относительно невысокую стоимость и широкие функциональные возможности.
Технический эффект поставленной задачи состоит в:
- создании повышенной антикоррозионной защиты за счет совместного сочетания антикоррозионных свойств металлического покрытия и поверхностного полимерного покрытия,
- реализации создания антикоррозионного металлополимерного покрытия с последовательным беспрерывным нанесением металлического и полимерного слоев покрытия в рамках одного технологического процесса,
- отсутствии ограничений по площади нанесения,
- понижении энергозатрат на реализацию способа (не требуется дополнительная термообработка),
- повышении эксплуатационных характеристик создаваемых покрытий (минимальный промежуток времени между последовательным беспрерывным нанесением металлического и полимерного слоев покрытия способствует лучшему проникновению и соединению полимерного слоя с металлическим из-за отсутствия окислов и загрязнений металлического слоя, а также увеличенной активации за счет нагретой поверхности металлического слоя).
Технический результат достигается тем, что сначала наносят металлический слой из коррозионностойкого металла или сплава толщиной 100-1000 мкм, затем металлизационную струю отключают и наносят поверхностный полимерный слой покрытия толщиной 50-200 мкм, при этом полимер наносят в виде жидкости, а временной промежуток между нанесением металлического и полимерного слоев составляет 0-30 минут.
Минимальный временной промежуток между нанесением металлического и полимерного слоев выбран 3 минуты с учетом того, что необходимо выполнить переключение аппаратуры с металлизационного напыления на напыление полимерного материала, при этом металлическая поверхность сохраняет температуру, необходимую для плавного высыхания полимерного слоя покрытия, нанесение полимерного покрытия сразу непосредственно после нанесения металлического слоя покрытия может привести к перегреву жидкого полимерного материала, испарению и растрескиванию.
Максимальный временной промежуток между нанесением металлического и полимерного слоев выбран 30 минут с учетом того, что при большем временном промежутке температура металлического покрытия снизится и ожидаемого эффекта - плавного высыхания полимерного слоя не получится.
При нанесении полимерного покрытия в обозначенном временном промежутке (0-30 мин) после нанесения металлического слоя покрытия не требуется дополнительное время для ввода металлополимерного покрытия в эксплуатацию, то есть металлополимерное покрытие после его нанесения на металлическую поверхность практически сразу готово к использованию.
Последующая термообработка для высыхания полимерного покрытия не требуется, так как достаточно теплоты нанесенного металлического покрытия.
Металлический слой из коррозионностойкого металла или сплава наносят для обеспечения механических, антикоррозионных свойств и адгезии к металлической поверхности порядка 5-20 МПа.
Нанесение полимерного покрытия проводят на только что нанесенный, еще в нагретом состоянии металлический слой без перерыва или с минимальным промежутком времени, что способствует лучшему проникновению и соединению полимерного слоя с металлическим из-за отсутствия окислов и загрязнений металлического слоя, а также увеличенной активации за счет теплоты поверхности металлического слоя.
Отличительным признаком заявляемого технического решения является:
- последовательное беспрерывное или с минимальным промежутком времени нанесение полимерного слоя покрытия на нагретое в процессе нанесения металлическое покрытие, что способствует лучшему проникновению и соединению полимерного слоя с металлическим из-за отсутствия окислов и загрязнений металлического слоя, а также увеличенной активации за счет нагретой поверхности металлического слоя;
- теплота от нанесенного металлического покрытия обеспечивает быстрое и плавное высыхание полимерного покрытия, что позволяет использовать антикоррозионное металлополимерное покрытие сразу после его нанесения;
- реализация создания антикоррозионного металлополимерного покрытия, путем последовательного беспрерывного нанесения металлического и полимерного слоев покрытия в рамках одного технологического процесса с использованием одного оборудования.
Способ получения антикоррозионного металлополимерного покрытия включает: нанесение на подготовленную металлическую поверхность способом электродугового напыления металлического слоя из коррозионностойкого металла или сплава для обеспечения механических, антикоррозионных свойств и адгезии к металлической поверхности;
- нанесение поверхностного полимерного слоя покрытия беспрерывно или с минимальным промежутком времени между нанесением металлического и полимерного слоев. Последующая термообработка не требуется, так как для высыхания полимерного покрытия достаточно теплоты нанесенного металлического покрытия.
Для нанесения антикоррозионного металлополимерного покрытия на металлическую поверхность применяется технология электродуговой металлизации. Нанесение слоев выполняется последовательно без перерыва или с минимальным промежутком времени между нанесением металлического и полимерного слоев при использовании установки электродуговой металлизации, укомплектованной дополнительным комплектом для распыления полимерного материала.
Согласно заявляемому способу на металлическую поверхность, подготовленную абразивно-струйной обработкой, наносится способом электродугового напыления металлический слой из коррозионностойкого металла или сплава для обеспечения механических, антикоррозионных свойств и адгезии к металлической поверхности. Далее нанесение металлического слоя прекращается и без перерыва или с минимальным промежутком времени из распылительных головок, установленных на пистолете металлизатора, запускается распыление жидкого полимерного материала в виде суспензии или дисперсии на нагретое нанесенное металлическое покрытие и выполняется нанесение поверхностного полимерного покрытия. При этом поры металлического слоя заполняются полимерным материалом, который на поверхности образует сплошной защитный слой.
Пример 1
Металлическое покрытие напыляют с использованием электродугового металлизатора Thermach на образцы из стали 3. Поверхность под нанесение покрытия готовят абразивно-струйной обработкой. В качестве материалов для металлического слоя используют проволоку Монель НМЖМц 28-2,5-1,5 диаметром 2,5 мм, для полимерного покрытия - Анакрол 2501. Давление воздуха на входе в металлизатор 0,45-0,55 МПа, дистанция напыления 150-200 мм, ток дуги 200-250 А, напряжение 20-25 В.
Полимерное покрытие наносится при следующих параметрах: давление воздуха 0,3-0,4 МПа, дистанция напыления 150-300 мм.
Предлагаемое покрытие и технология его создания отличаются технологичностью, невысокой стоимостью, доступностью технологического оборудования, возможностью нанесения на различные поверхности, в том числе на поверхности объектов, находящихся в эксплуатации без их демонтажа. Полученные покрытия отличаются долговечностью и повышенной коррозионной стойкостью поверхностного слоя.