ВИНИЛОВАЯ ЛЕНТА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ И АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ
VINYL TAPE FOR MECHANICAL AND ANTICORROSION PROTECTION

Область техники, к которой относится изобретение
Данная заявка касается области лент, разработанных для защиты трубопроводов (которые транспортируют газ или жидкость) от атмосферной и почвенной агрессии, включая эксплуатацию и ремонт труб.
Уровень техники
Продукты, коммерчески доступные на рынке, типично имеют следующие характеристики:
- асфальтовая основа - грунтовка;
- черная полиэтиленовая лента, ламинированная асфальтовым основным адгезивом; и
- белая полиэтиленовая лента, используемая для механической защиты системы.
Другие коммерчески доступные продукты не отвечают требованиям рынка и не обеспечивают необходимый высокий уровень адгезии; поэтому они не могли быть использованы в данном применении. Эти продукты используют для применений, которые не требуют высокой механической прочности, и в случаях, если труба была уже покрыта антикоррозионным покрытием. Настоящее изобретение обеспечивает более высокие уровни адгезии, влажности и химической и механической прочности и хорошее катодное отделение.
Большинство документов уровня техники касается использования лент или других продуктов для защиты труб, которые состоят из основанного на битуме сырья. Некоторые документы заявляют полиэтиленовые ленты и поперечно-сшитые системы; однако ни один из них не использует основу ПВХ, подобную настоящему изобретению и которая имеет те же самые характеристики.
Патент HUT 057247 описывает основанную на битуме антикоррозионную и изолирующую систему, которая состоит из трех слоев, а именно базового слоя, промежуточного слоя и легкого отражающего слоя. Состав состоит из смеси 15-35 частей по массе битума в диапазоне 80-100°C размягчения, 3-8 частей по массе битума, имеющего температуру размягчения выше чем 100°С, 0,1-1,5 массовых частей сополимера стирола и бутадиенстирола, 1,8-4,8 массовых частей лака на основе масла льна, 1,2-3,2 массовых частей модифицированной смолы, 20-60 массовых частей неполярного углеводородного растворителя, 6-26 массовых частей порошка мела, 1-3 массовых частей силикагеля или цеолита, 6-12 массовых частей асбеста или полипропиленового волокна, 15-27 массовых частей алюминиевой пасты, 0,1-1,5 массовых частей нафтената кобальта или меди.
Патент RU 2325585 описывает способ, предназначенный для защиты от коррозии коллектора, промышленных и технологических трубопроводов, которые транспортируют газ или жидкость. Способ включает очистку внешней поверхности трубопровода от старого покрытия и ржавчины, нанесение слоя грунтовки на внешнюю поверхность трубопровода, спиральную намотку изолирующего антикоррозионного материала с перекрыванием на слое грунтовки и спиральную намотку с перекрыванием обертывания внешнего слоя полимерной ленты на слой изолирующего антикоррозионного материала. Грунтовку наносят на сухую поверхность трубопровода, спиральная намотка изолирующего антикоррозионного материала выполнена на влажной грунтовке машинным методом с трех катушек. Изолирующий антикоррозионный материал представляет собой слой битумно-полимерной изоляционной мастики, у которого есть армирующая стеклянная петля, и спиральная намотка ленты выполнена с перекрыванием. Внешний слой обертывания представляет собой ленту, которая составляет намотанный материал, который произведен путем нанесения изоляционной мастики, расплавленной на полиэтиленовой ленте, основанной на термо-свето-стаблизированном полиэтилене или термоусаживающейся ленте. Эффект: это увеличивает надежность и срок службы трубопровода.
Патент UA 75225 относится к полимерной антикоррозионной ленте, которая состоит из защитного против излучения поперечносшитого слоя полиэтилена и липкого адгезивного слоя на основе акрилонитрила, синтетической смолы, коммерческого углерода, нефтяного асфальта, оксида металла, минерального наполнителя, теплового стабилизатора. Состав защитного полимерного слоя включает диоксид титана и сенсибилизирующий агент, и состав липкого адгезивного слоя дополнительно содержит сополимер эпоксидной смолы этилена и олигомерный природный каучук.
Патент RU 2199051 описывает ленту, имеющую основу из полимерного материала и слоя мастики, выполненного из смеси полимера ASMOL и битума при содержании 30%. Адгезивный слой защищен посредством антиадгезива, выполненного из полиэтилен терефталата. Используемая в качестве полимера основа представляет собой термически усадочную ленту.
Патент JP 01017881 касается основанного на петролатуме антикоррозионного состава и т.д., содержащего дубильную кислоту >40 мкм размером, пластификатор, такой как воск, и наполнитель, такой как кремнезем и глину, смешанные, чтобы получить вязкий антикоррозионный состав. Полученным составом покрывают обе стороны основного материала из пористого материала, такого как нетканая ткань и войлок или ламинат из пористого материала и пленки ПЭ, ПП, ПВХ и т.д., имея низкую проницаемость для газов, чтобы получить антикоррозионный лист или ленту. Пористый защитный лист, состоящий из (не)тканой ткани или искусственного шелка, акрилового волокна, полиэстерного волокна и т.д., имеющего 5W50% пористость, имеющего 1W3000 мкм толщину и имеющего размер, идентичный или больший, чем у листа или ленты, ламинируют на одной или обеих сторонах листа или ленты.
Патент WO 9516160 описывает способ обеспечения защиты от коррозии в зоне соединения в морском трубопроводе с утяжеляющим покрытием и ленте, приемлемой для использования в данном способе. Трубопровод включает множество труб (2) каждая с антикоррозионным покрытием (4) и утяжеляющим покрытием (6), нанесенным на антикоррозионное покрытие (4). Способ включает (a) нанесение в качестве окружающей обертки: (i) первого элемента ленты, включающего гибкую теплостойкую водонепроницаемую поддерживающую пленку (22), например высокотемпературную пленку ПВХ, и адгезивный слой, чувствительный к давлению (28), имеющий охват ширины и приклеенный к первой длине соединения открытой трубы (2a) по обе стороны от спаянного соединения (4b) и, по меньшей мере, частично лежащий на и приклеенный ко второй длине соединения, прилегающей к первой длине соединения по обе стороны от соединения, покрытого антикоррозионным покрытием, но не утяжеляющим покрытием; и (ii) второго элемента ленты (24), включающего устойчивую к истиранию пленку с высокой температурой плавления, такую как полиэстерная пленка, имеющая ширину меньше, чем ширина первого элемента ленты (22) и являющаяся ламинированной в центре внешней поверхности первой ленты таким образом, чтобы при нанесении лежать над первой длиной соединения открытой трубы (2a), а не лежать над второй длиной соединения (4b), и (b), заполнение объема соединения (10). Первый и второй элементы ленты обычно обеспечивают в форме предварительно ламинированной ленты с чувствительным к давлению адгезивным слоем (28) защищенным разделительной пленкой или бумагой (30).
Патент RU 2319891 описывает производство материалов, используемых для защиты от коррозии труб и систем раскатывания; защиты внешних стальных трубопроводов, несущих природный газ, нефть и нефтепродукты, от подземной и атмосферной коррозии. Вещество: предложенная мастика содержит битум 40/180 (или 45/190), полимер и пластификатор; используемый в качестве полимера стирол-бутадиеновый термоэластичный эластомер; используемую в качестве пластификатора нефть-6 при следующей концентрации компонентов, масс.%: битум 77-99; полимер 0,5-15; пластификатор 0,5-8. Предложенная полимерная битумная мастика нанесена на полимерную основу в расплавленном состоянии механизированным методом; поперечносшитая полиэтиленовая основа или лента ПВХ могут использоваться в качестве основы. Намотанный материал, полученный таким образом, используется в качестве обертывания для изоляции труб. Эффект: усиленная защита от коррозии труб из-за усиленной адгезии мастики к стали и к основе; усиленное сопротивление к замораживанию.
Патент KR 20020072818 описывает антикоррозионную структуру стальной трубчатой сваи, обеспеченной, чтобы поддерживать структуру полупостоянным образом, предотвращая коррозию. Антикоррозионная структура стальной трубчатой сваи включает: ленту петролатума (12), нанесенную над межприливной зоной, и зону всплеска стальной трубчатой сваи (10), поддерживаемой чистой при помощи водяного струйного насоса высокого давления, с использованием морской воды; лист ПВХ (поливинилхлорид) (14), нанесенный на ленту петролатума (12); покрытие H.D.P.E (полиэтилен высокий плотности) (20), установленное близко к закрывающей части листа ПВХ (14) и фиксированное застежкой; обтекаемую часть защитного покрытия (30), установленного с внешней стороны покрытия H.D.P.E (20); твердеющие под водой эпоксидные смолы (35) тонким слоем намазанные между покрытием H.D.P.E (20) и бетоном; и стальную полосу (40) содержащую фланец и подшипниковую сталь.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение касается ленты для антикоррозионной и механической защиты стальной трубы, используемой, в основном, в случаях ремонта и эксплуатации, содержащей виниловую основу - ленту, ламинированную адгезивом на основе нитриловой резины. Лента в соответствии с настоящим изобретением содержит адгезивную часть и неадгезивную часть.
Лента была разработана, чтобы быть нанесенной в комбинации с коммерчески доступным антикоррозионным покрытием, которое, в этом случае, действует в качестве грунтовки. Из-за совместимости между лентой и грунтовкой, адгезия между ними и на виниловом укреплении является очень сильной. Лента может использоваться для механической и антикоррозионной защиты воздуходувных труб и подземных труб.
По меньшей мере одно осуществление материала в соответствии с настоящим изобретением показывает хорошую способность соответствовать нерегулярным поверхностям, хорошую эластичность, хорошую ударопрочность, превосходную адгезию к трубе и хорошее катодное отделение.
По меньшей мере одно осуществление продукта в соответствии с настоящим изобретением является виниловой лентой, покрытой резиновым адгезивом PSA.
Сущность настоящего изобретения, как представлена в данной заявке выше, не предназначена, чтобы описать каждое из иллюстрированных осуществлений или все варианты реализации в соответствии с настоящим изобретением. Фигуры и подробное описание, приведенное в данной заявке ниже, иллюстрируют более подробно такие осуществления.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет дополнительно описано со ссылкой на чертежи, которые прилагаются, где:
Фигура 1 иллюстрирует типичный трубопровод, на который настоящее изобретение обычно наносят;
Фигура 2 иллюстрирует типичный трубопровод, на который была нанесена грунтовка/покрытие;
Фигура 3 показывает типичную иллюстрацию трубопровода, на который была нанесена адгезивная лента.
Хотя настоящее изобретение можно адаптировать к различным модификациям и альтернативным формам, его признаки были показаны в целях иллюстрации на чертежах, и они будут подробно описаны. Нужно понимать, однако, что нет никакого намерения ограничить настоящее изобретение конкретными описанными осуществлениями. Скорее намерение состоит в том, чтобы включать все модификации, эквиваленты и альтернативы, подпадающие под объем настоящего изобретения, как определено формулой изобретения, которая прилагается.
Подробное описание изобретения
В приведенном ниже подробном описании предпочтительных осуществлений ссылка сделана на приложенные чертежи, которые иллюстрируют определенные варианты исполнения изобретения, в которых может быть реализовано настоящее изобретение. Осуществления, проиллюстрированные в данной заявке, не предназначены, чтобы быть выполненными всеми осуществлениями в соответствии с настоящим изобретением. Нужно понимать, что другие осуществления могут быть использованы и что структурные или логические изменения могут быть внесены, не выходя за объем настоящего изобретения. Поэтому описание, приведенное ниже в данной заявке, не должно быть истолковано как ограничивающий признак, и объем настоящего изобретения определен формулой изобретения, которая прилагается.
Данная заявка относится к антикоррозионной защитной виниловой ленте, содержащей адгезивную часть и неадгезивную часть, в которой адгезивная часть содержит:
от приблизительно 30,7 до приблизительно 34,0% по массе твердой бутадиен-акрилонитрильной резины (NBR);
от приблизительно 0,57 до приблизительно 0,63% по массе антиоксиданта;
от приблизительно 9,7 до приблизительно 12,9% по массе углеводородной смолы;
от приблизительно 1,52 до приблизительно 1,68% по массе оксида цинка;
от приблизительно 8,7 до приблизительно 9,5% по массе жидкой бутадиен-акрилонитрильной резины (NBR);
от приблизительно 4,0 до приблизительно 4,4% по массе алюминий гидросиликата;
от приблизительно 5,5 до приблизительно 7,5% по массе диизононилфталата;
от приблизительно 0,66 до приблизительно 0,74% по массе сажи;
от приблизительно 1,5 до приблизительно 1,7% по массе аморфного кремнезема; и
от приблизительно 25,8 до приблизительно 38,8% по массе карбоната магния и кальция.
Предпочтительно, адгезивная часть ленты содержит 32,3% по массе твердой бутадиен-акрилонитрильной резины (NBR), 0,6% по массе антиоксиданта, 11,3% по массе углеводородной смолы, 1,6% по массе оксида цинка, 9,1% по массе жидкой бутадиен-акрилонитрильной резины (NBR), 4,2% по массе алюминий гидросиликата, 6,5% по массе диизононилфталата, 0,7% по массе сажи, 1,6% по массе аморфного кремнезема и 32,1% по массе карбоната магния и кальция, исходя из общей массы состава.
Неадгезивная часть содержит виниловую основу в форме композиции пленки, которая обычно описана в уровне техники, предпочтительно имея толщину от 0,20 до 0,40 мм, дополнительно более предпочтительно от 0,25 до 0,35 мм.
Главной функцией продукта в соответствии с настоящим изобретением является увеличение долговечности трубопровода, защищая его от окисления, произведенного подземной и временной агрессией и избегая ремонта и опорожнения. Покрытие наносят на трубу и затем используют ленту, способствуя защите трубы.
Лента быстро и легко применима в данной области, потому что устраняет любой способ нагревания, поэтому отсутствует необходимость ее смешивания с различными компонентами, а также необходимость в процессе смыкания трещин.
Благодаря совместимости между грунтовкой, адгезивом и виниловой пленкой, система обеспечивает превосходную адгезию, гарантируя, таким образом, более высокую степень защиты трубы.
Грунтовка и лента имеют очень низкую клейкость, если их трогать руками. Практически, это очень важно, потому что может быть загрязнение продукта, ввиду пыли и грязи в поле. Поэтому, после того как лента нанесена на грунтовку, существует высокое химическое взаимодействие между ними и через несколько минут начинается адгезия.
Первая стадия состоит в должной подготовке поверхности трубы. Предпочтительно, поверхность должна быть очищена приемлемым растворителем и затем посредством пескоструйной обработки, обработки стальными опилками, очистки песком, очистки щеткой или даже другими видами подготовки поверхности.
Вторая стадия состоит в нанесении грунтовки при помощи щетки или ролика для краски и ожидании высыхания, которое обычно происходит от 5 до 10 минут в зависимости от погодных условий, влажности и температуры.
Третья стадия состоит в нанесении ленты ПВХ, предпочтительно с минимальным перекрыванием 50%, на трубу.
ПРИМЕРЫ
Цели и преимущества настоящего изобретения далее проиллюстрированы следующими примерами; однако конкретные материалы и количества, сообщенные в этих примерах, так же как другие условия и детали, не должны быть истолкованы, чтобы ненадлежащим образом ограничить настоящее изобретение.
Список используемых материалов
Адгезивный состав (адгезивная пленка) - основной фактор настоящего изобретения представляет собой адгезив, который способствует сильной адгезии/совместимости между пленкой ПВХ и антикоррозионной грунтовкой.
Материал
Торговое наименование
Поставщик
Масса в составе (%)
Массовый диапазон (%)
Бутадиен-акрилонитрильная резина (NBR)
NBR 3350
Petroflex
32,3
30,7-34,0
Антиоксидант
Wingstay
Goodyear
0,6
0,57-0,63
Углеводородная смола
Unilene A80
Petroquimica União (Union Petrochemical) (PQU)
11,3
9,7-12,9
Оксид цинка
Оксид цинка
Votorantim Metais
1,6
1,52-1,68
Жидкая бутадиен-акрилонитрильная резина (NBR)
Nipol 1312
Zeon
9,1
8,7-9,5
Алюминий гидросиликат
SACA C5
Itatex Especialidades Minerals
4,2
4,0-4,4
Диизононилфталат
DINP
Exxon
6,5
5,5-7,5
Сажа
Сажа
Columbian Chemicals
0,7
0,66-0,74
Аморфный кремнезем
Ultrasil VN3
Degussa
1,6
1,5-1,7
Карбонат кальция и магния
Dolomite
Brasilminas Indústria e Comércio LTDA
32,1
25,8-38,8
Адгезивная лента произведена таким образом, как обычно обрабатывают резиновые композиции.
На первой стадии твердую бутадиен-акрилонитрильную резину обрабатывают на вальцовой мельнице, куда добавляют антиоксидант, углеводородную смолу и оксид цинка; резиновую основу, полученную на данной стадии, берут в качестве заготовки.
На второй стадии резиновую основу, полученную на предыдущей стадии, горячей переносят в смесительное оборудование, которое постепенно размалывает резиновую основу и позволяет включать другие вещества, которые были добавлены в течение процесса, такие как углеводородная смола, кремнезем, жидкая бутадиен-акрилонитрильная резина, алюминий гидросиликат, сажа, карбонат кальция и магния, пластификатор. Когда все добавленные ограничения веществ были гомогенно включены, получают однородную на вид массу.
На третьей стадии адгезивную ленту, полученную на предыдущей стадии, ламинируют на виниловую пленку посредством любой из двух возможностей, описанных ниже: в первой возможности адгезивная масса подвергается процессу горячей экструзии и непосредственно осаждается на виниловой пленке на выходе экструдера, затем ее оборачивают защитной бумагой, таким образом позволяя ленте быть обернутой; во второй возможности адгезивную массу обрабатывают в наборе каландровочных цилиндров, пока она не достигает приемлемой толщины, и затем ее ламинируют на виниловую пленку, впоследствии обернутую защитной бумагой, таким образом позволяя ленте быть обернутой.
Таблица I ниже показывает типичные свойства антикоррозионного покрытия, согласно стандартным правилам.
ТАБЛИЦА I
Свойство
Тестовый метод
Результаты
2
Растворитель
-
Алифатический
3
Твердые вещества (%)
ASTM D1644
25
4
Вязкость (Meter Ford №4) (с)
ASTM D1200
135
5
Время высыхания (мин)
ASTM D1640
15
6
Температура нанесения (°C)
-
10-50
7
25°C плотность (г/см<sup>3</sup>)
ASTM D1475
0,88
Антикоррозионное покрытие было оценено на предмет свойства катодного отделения посредством тестового метода, описанного в ASTM G8 после периода кондиционирования 28 дней. Спецификация данного теста состоит в том, что отделение происходит до 15 мм. Полученные результаты составляли в среднем 5 мм, соответствуя соответствующим стандартным правилам.
Таблица II показывает сравнение между коммерчески доступной лентой и лентой в соответствии с настоящим изобретением.
ТАБЛИЦА II
Свойства
Тестовый метод
Коммерчески доступная лента
Изобретение
1
Цвет
Внешний вид
Черный
Черный
2
Толщина пленки (мм)
ASTM D1000
0,220
0,300
3
Адгезивный материал пленки (мм)
-
0,030
0,700
4
Общая толщина ленты (мм)
ASTM D1000
0,250
1,000
5
Нагрузка на растяжение (Н/мм)
ASTM D1000
6,7
7,5
6
Вытягивание (%)
ASTM D1000
302
322
7
Изоляционная прочность (Ом)
ASTM D257
>1013
>1013
8
Устойчивость к разрыву - продольная (H)
ASTM D1004
27,6
32,14
9
Устойчивость к разрыву - поперечная (H)
ASTM D1004
26,3
32,58
10
Ударная прочность (Дж)
ASTM G14
1,23
7,5
11
Химическая устойчивость: pH 4-10
ASTM D543
Отсутствие воздействия
Отсутствие воздействия
12
Устойчивость к росту грибов
ASTM G21
30% роста
Отсутствие роста
13
Адгезия к грунтовке через 24 часа (Н/мм)
ASTM D100 Метод A
0,17
2,30
14
Адгезия до упрочнения через 24 часа (Н/мм)
ASTM D1000
0,30
2,35
Основное различие между продуктами, как показано в приведенной выше таблице, касается адгезии и устойчивости к росту грибов.
Адгезия к грунтовке возрастает от 0,17 Н/мм до 2,30 Н/мм, и упрочняющая адгезия возрастает от 0,30 Н/мм до 2,35 Н/мм с использованием адгезива в качестве адгезива.
Устойчивость к росту грибов уменьшилась от 30% до 0%. Это означает увеличенную долговечность трубы.
Многие очевидные модификации данного продукта, так же как многочисленные конструкции, к которым настоящее изобретение может быть применимо, будут легко очевидны специалистам в данной области техники после анализа данной заявки, и поэтому их рассматривают, как входящие в объем настоящего изобретения.