Виды и методы нанесения защитных покрытий

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 9

Тема: Выбор защитного покрытия

Цель: изучить свойства защитных покрытий и их назначение.

Задания:

1. Изучить теоретическую часть, повторить учебный материал по конспекту.

2. Заполнить таблицу «Защитные покрытия».

 

Виды покрытий	Назначение	Применяемые материалы	Примеры использования
Футеровка
Металлические покрытия
Покрытия на органической основе
Керамические покрытия
Изоляция

 

3. Определите способы защиты подземного трубопровода от наружной коррозии, используя таблицу 2, и надземного трубопровода от внутренней коррозии

Теоретическая часть

Экономика нашей страны страдает из-за потерь, которые причиняет народному хозяйству коррозия. Она оказывает разрушительное действие на металлы, металлические изделия, строительные конструкции и производственное оборудование. Стоит отметить, что коррозийные разрушения нередко становятся причиной простоев и аварийных ситуаций на предприятиях и ущерб от них порой в разы превышает непосредственную потерю металла.

Зарубежный и российский опыт показал, что сегодня довольно значительную часть существующих кислотостойких сталей способна прекрасно заменить обычная углеродистая сталь, имеющая защитное покрытие. При этом экономятся  средства и дефицитные металлы.

Некоторым химическим установкам и коммуникациям (трубопроводам) требуется тепловая изоляция в виду проведения на них реакций при высоких температурах или реакций с использованием высокотемпературных теплоносителей. Тепловая изоляция требуется и оборудованию, где реакции проводятся с применением охлаждающих агентов с отрицательными температурами.

Сегодня химическое оборудование защищают, как правило, несколькими способами:

1. Выполняют футеровку – делают защитную внутреннюю облицовку химических аппаратов;

2. Наносят покрытия – это может быть металл, резина, эмаль или полимеры;

3. Выполняют изоляцию (к примеру, стеклопластиком).

При выборе материала, конструкции защитного покрытия и изоляции обязательно учитывают конкретные условия работы оборудования, его назначение и место установки. Если аппаратуру, имеющую неметаллическое внутреннее покрытие (к примеру, эмалированное, лаковое, резиновое и так далее) планируется разместить на открытой площадке, то для него выбирают покрытие, которое имеет механическую стойкость к низким и переменным температурам. В тех случаях, когда нет возможности обеспечить оборудование таким стойким к низким температурам воздуха покрытием, его размещают в отапливаемом помещении.

Выбор футеровок для изоляции химического оборудования

Срок службы защищенного промышленного оборудования зависит не только от стойкости защитного материала к агрессивным средам, но и от качества футеровочных работ. Качественно выполненная футеровка – это гарантия надежности и бесперебойной работы аппаратуры.

Сегодня самыми основными материалами, которые используют для защиты химического оборудования, являются: кислотоупорные и диатомовые кирпичи, андезитовые камни, диабазовые плиты, кислотоупорные цементы, асбозуритовая масса, листовой асбест и полиизобутилен.

 

Виды и методы нанесения защитных покрытий.

Классифицируют защитные покрытия по группам: на неорганической основе и на органической. К первой относятся металлы (цинк, кадмий, алюминий, никель, медь, хром, серебро и др.) и их сплавы (например, бронза или латунь), неорганические оксидные и солевые пленки. Во вторую входят покрытия на основе лаков, красок, эмалей, полимеров, пластмасс, резины.

Различаются методы антикоррозионной технологии защитных покрытий.

Горячий способ. Процесс представляет собой окунание изделия в емкость с жидким металлом, имеющим температуру плавления ниже, чем у покрываемого металла (оцинковка, лужение, алитирование, свинцевание).

Гальванизация (электролитический метод). Защитный металл или сплав осаждается на обрабатываемую поверхность при пропускании тока через электролит в виде водных растворов их солей (оцинковка, кадмирование, никелирование, хромирование).

Плакирование (термомеханический метод). При этом способе на поверхность защищаемого металла наносят пластины защитного материала, а затем подвергают горячей прокатке, получая прочное соединение из нескольких слоев.

Метод диффузионной обработки (алитирование, хромирование, силицирование).

Металлизация. На основной металл при помощи воздушной струи распыляют расплавленное защитное покрытие. Защита металла от коррозии методами металлизации является одним из наиболее надежных способов предотвращения коррозии стали. Защитные свойства цинка, алюминия или их сплавов гарантируют антикоррозионную защиту не менее 20 лет. Проводить электродуговую металлизацию можно как в условиях стационарного производства (в цеху), так и после монтажа или во время ремонта металлоконструкций.

Для защиты оборудования и коммуникаций от воздействия внешней коррозии выполняют окраску перхлорвиниловой эмалью, используют масляную краску, а так же осуществляют покрытия алюминием, цинком (путем металлизации) и другими материалами, учитывая при этом особенности атмосферы, окружающей среды и условия эксплуатации.

Защитные покрытия из полимерных материалов

Среди всех существующих на данный момент защитных покрытий от коррозии химического оборудования самыми эффективными считаются покрытия из полимерных материалов. Особенно эффективными являются фторопласты самых различных марок, которые отличаются высокой прочностью, химической, тепло- и износостойкостью в сочетании с отличными антиадгезионными (устойчивость к прилипанию) свойствами.

К примеру, в производстве серной кислоты сегодня стали использовать пластинчатые теплообменники с элементами из углеродистой стали, которые защищены антикоррозийным покрытием из полимера, обладающего повышенной теплопроводностью. Разборный пластинчатый теплообменный аппарат, изготовленный из углеродистой стали и имеющий антикоррозионное защитное покрытие был специально создан для данного производства. Более того, теплопередающие пластины имеют такие размеры и конфигурацию, которые позволяют создавать для рабочих сред очень интенсивный турбулентный поток. Все это позволяет при одинаковых затратах на преодоление гидравлического сопротивления, в значительной мере увеличивать теплоотдачу в этом химическом оборудовании.

Изоляция оборудования химических производств

Изоляцию оборудования и производственных коммуникаций выполняют в том случае, если нагретые поверхности промышленного оборудования имеют температуру более 45 градусов по Цельсию, а трубопроводы – более 60 градусов по Цельсию.

Главными задачами изоляции являются:

· обеспечение химического оборудования заданным температурным режимом;

· исключение потерь тепла или холода в окружающую среду;

· создание нормальных санитарно-гигиенических условий для рабочего персонала.

Для изоляции химического оборудования используют минераловатные, вулканитовые, совелитовые и диатомовые материалы, а так же изделия из стекловолокна.

Ко всем, без исключения, теплоизоляционным покрытиям химического оборудования предъявляются особые требования. Сегодня такие распространенные теплоизоляционные материалы, как стекловата, шлаковата и асбоцемент, к сожалению, не способны в должной мере обеспечивать качественную изоляцию, так как у них довольно низкая механическая прочность и высокая способность к влагопоглощению. К тому же срок их эксплуатации в агрессивных средах и присутствии атмосферной влаги недолог – они очень быстро разрушаются.

Поэтому были разработаны принципиально новые конструкции теплоизоляционных покрытий, которые оптимально подходят для использования их в условиях химических производств. В этих конструкциях теплоизоляционным материалом выступают, в основном, пенопласты, такие как пенополистирол и пенополиуретан, которые отличаются прочностью, низкой теплопроводностью, малой объемной массой и, практически, не способны поглощать влагу.