Полимерные композиции "Спрут": новые возможности

Петренко С. Полимерные композиции "Спрут": новые возможности // Строительство и реконструкция . . 13 сентября 2001 (№ 9) . С. 7

Повышение качества и сокращение сроков строительства и реконструкции общественных, административных, промышленных объектов и сооружений невозможно без применения новейших материалов и технологий. Как показывает опыт, одно из перспективных направлений решения этой сложной технико-экономической проблемы?использование полимерных композиций.

Украинскими специалистами разработаны и внедрены в практику полимерные композиции "Спрут" и "Спрут-9", технологии их применения для строительных объектов. Эти материалы не только превосходят по своим характеристикам зарубежные аналоги, применяемые для подобных целей, но и дают значительно более высокий экономический эффект, а также обеспечивают в дальнейшем снижение эксплуатационных затрат.

Историческая справка

Полимерная композиция "Спрут" ? первый в мире состав, который позволяет выполнять работы по склеиванию покрытий, изготовлению армированных пластиков без тщательной подготовки склеиваемых поверхностей в широком диапазоне температуры окружающей среды как на воздухе, так и в воде, в нефтепродуктах. Эти свойства "Спрута" позволили широко использовать его для строительства и восстановления объектов нефтяной и газовой промышленности, гидротехнических и мелиоративных сооружений непосредственно в местах их эксплуатации.

Работы по созданию полимерной композиции "Спрут" и технологии её использования были удостоены Государственной премии СССР. Следует отметить, что за последние 10 лет работы по совершенствованию "Спрута" не прекращались, а проводились нарастающими темпами. В настоящее время исследования по усовершенствованию полимерной композиции "Спрут" и разработке технологии его применения проводят сотрудники компании "Адгезив-Инвекс". В результате этих работ усовершенствованный "Спрут" приобрёл новые свойства, существенно расширившие возможности его, применения в строительстве.

Полимерные композиции ?Спрут?

Клей "Спрут" представляет собой маловязкую жидкость и предназначен для склеивания металлов или в качестве покрытий на металлы. Его применяют для антикоррозионной защиты и ремонта нефтяных резервуаров, трубопроводов (в том числе под водой). Использование клея допускается при любой влажности воздуха, под водой или в среде нефтепродуктов при температуре 0...50?С, не требуется тщательная очистка металла от коррозии. Время отвердения клея регулируется и может составлять от 5 минут до 24 часов.

Новый "Спрут" обладает значительно большей прочностью и стойкостью в различных средах. Так, разработана принципиально новая технология отвердения полимерной композиции "Спрут" на поверхности металлов под воздействием электрических импульсов. При этом происходит химическое взаимодействие полимерной композиции "Спрут", при котором исключается разрушение соединения при эксплуатации в самых неблагоприятных условиях. Особенно эффективна данная технология отвердения композиции при нанесении на внутренние поверхности изношенных металлических ёмкостей, труб для восстановления их прочности и стойкости к коррозии. В этом случае в композицию не вводят какие-либо инициаторы отвердения, что позволяет исключить возможность незапланированного отвердения "Спрута" при случайном сбое в процессе выполнения работы.

Новая композиция ? "Спрут-9" ? представляет собой двухкомпонентную систему (в состав старого "Спрута" входило 4 компонента) на основе ненасыщенной полиэфирной смолы и инициатора отвердения. В состав композиции входит также регулятор скорости отвердения, в результате чего появилась возможность регулирования процесса отвердения композиции в широком диапазоне: от нескольких минут до нескольких суток.

Композиция содержит набор поверхностно-активных веществ, обеспечивающих высокую прочность отверденной композиции и удовлетворительную адгезию композиции к металлу без тщательной его очистки от остатков коррозии, что позволяет производить склеивание влажных поверхностей.

Для "Спрут-9" разработан новый армирующий наполнитель, представляющий собой чешуйки диаметром 2-3 мм и толщиной 1-2 микрона, которые изготавливают из расплавленного базальта. Специальная установка позволяет смачивать поверхности чешуек полимерной композицией "Спрут" и укладывать их на обрабатываемой поверхности. Нанесение покрытия из этих чешуек на поверхность металла придает ему прочность, сопоставимую с прочностью стеклопластиков, а также высокую хемостойкость ? способность сопротивляться воздействию высокоагрессивных сред. Образующийся при этом материал одновременно обладает свойствами полимера, керамики и стеклопластика. Как и керамика, полученный материал исключительно стоек к воздействию агрессивных сред, как стеклопластик?очень прочен, так как базальтовые чешуйки выполняют роль армирующих элементов, и как полимер"? легко наносится на обрабатываемую поверхность даже при низкой температуре и быстро отвердевает. При этом содержание чешуек может составлять до 80% от общего объёма смеси.

Композиция "Спрут-9" и покрытия на её основе имеют высокие значения параметров, характеризующих их основные свойства. Так, например, величина вязкости составляет 2-5 Па-с; значение адгезионной прочности при нормальном отрыве через 1 сутки ? не менее 12 МПа; эластичность ? 20 мм; величина прочности при ударе?не менее 7.5 Дж; величина переходного электрического сопротивления?не менее 10 Ом-м2, водопоглощение за 24 часа?0.2%; температура нанесения покрытия?от -5?С до +50"С; температурные условия эксплуатации ? от -40?С до +150?С.

Конструкция наружного покрытия защищаемого объекта включает один слой грунтовки, два слоя стекловолокна, пропитанного композицией "Спрут-9", и один слой оберточной бумаги. Общая толщина покрытия составляет 2 мм.

Покрытие из "Спрута-9" в отличие даже от нержавеющей стали выдерживает воздействие горячих концентрированных кислот, резкие перепады температур, вибрационные и ударные нагрузки. По сути дела, такое покрытие ? холодная керамика, но в отличие от неё "Спрут-9" легко наносится на обрабатываемую поверхность при комнатной температуре и не разрушается при механических воздействиях.

Области применения ?Спрут-9?

Полимерную композицию "Спрут-9", содержащую базальтовые чешуйки, можно наносить на поверхность металла, например, труб, для защиты их от коррозии и увеличения несущей способности в случае, если эта способность была утрачена в процессе эксплуатации, металлических ёмкостей (гальванических ванн и т.п.) для защиты их от коррозии в высокоагрессивных средах, на корпуса судов для существенного увеличения срока службы защитных покрытий.

"Спрут" с чешуйками можно наносить слоем любой толщины и изготавливать из него изделия сложной формы, а также применять для упрочнения изношенных в процессе эксплуатации конструкций и сооружений. При этом покрытия на основе "Спрута" с чешуйками отличается значительная эксплуатационная долговечность, исчисляемая десятилетиями. В то же время стоимость таких покрытий сопоставима со стоимостью традиционных покрытий, используемых в настоящее время для антикоррозионной защиты элементов систем канализации, водо- и теплоснабжения, кровель, металлических труб, вышек и башен, ёмкостей для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей и других металлоёмких конструкций и сооружений, особенно эксплуатируемых в агрессивных средах.

"Спрут" также широко используют при выполнении подводно-технических работ для антикоррозионной защиты и восстановления разрушенных подводных конструкций и сооружений. Применение полимерной композиции "Спрут" эффективно также и при работах в условиях, когда идёт постоянное орошение зоны выполнения работ, например, в стволах шахт и т.п., на ряде промышленных предприятий. При этом адгезионная прочность при склеивании под водой практически не отличается от прочности при склеивании в сухих условиях.

Композицию "Спрут-9" можно применять и в качестве внутреннего покрытия как новых, так и находящихся в эксплуатации трубопроводов (водо- и нефтепроводов), канализационных коллекторов и т.д. В этом случае используется способность приклеивания полимерной композиции к металлу без тщательной очистки его и под водой.

Наиболее эффективно применение полимерных композиций серии "Спрут" в качеству покрытий для защиты от коррозии объектов нефтяной и газовой промышленности, учитывая то, что эти покрытия должны обладать рядом специфических особенностей. Так как транспортируемые материалы имеют повышенную опасность, то эти покрытия должны обеспечить очень надежную антикоррозионную защиту металла и бетона, т.е. относиться к категории "Весьма усиленного типа".

Нанесение покрытий часто необходимо проводить в "полевых" условиях: при крайних значениях положительной и отрицательной температуре, во время осадков, без надлежащих условий по очистке поверхности объектов от продуктов коррозии металла и остатков нефтепродуктов. Необходимо также учитывать то обстоятельство, что добываемая нефть транспортируется и хранится вместе с "подтоварной водой", то есть раствором солей, кислот, сероводорода, которые оказывают сильное коррозионное воздействие на металл и бетон. Кроме того, некоторые свойства данной композиции для покрытий (время отвердения при различных температурах, вязкость) должны легко регулироваться в соответствии с конкретными условиями ее применения.

Полимерные композиции серии "Спрут" полностью соответствуют указанным требованиям и обеспечивают, как показал опыт, эффективную антикоррозионную защиту и упрочнение объектов нефтяной и газовой промышленности.

Технология применения композиций ?Спрут?

Для нанесения покрытий композициями "Спрут" применяют обычный набор инструментов для работы с лакокрасочными материалами ? пульверизаторы (краскораспылители), кисти, шпатели, валики и оборудование для очистки поверхности. Очистку поверхности и нанесение композиций производят согласно технологической карте, составляемой для каждого конкретного объекта. Специальная квалификация рабочих при нанесении покрытий с применением указанных полимерных композиций не обязательна. Уход за покрытием после нанесения не требуется. Это выгодно отличает композиции "Спрут" от аналогичных зарубежных материалов, к работе с которыми допускается только обученный персонал в средствах защиты. Кроме того, для работы с зарубежными материалами необходимо иметь специальное оборудование.

Полимерные композиции "Спрут" необходимо хранить в сухих проветриваемых помещениях, не допускать попадания прямых солнечных лучей.

Экономический эффект

Применение композиций "Спрут" позволяет:

- проводить текущий ремонт конструкций и сооружений, получая при этом эффект капитального ремонта ? восстановление ресурса конструкций и сооружений, тем самым обеспечивая их гарантированную эксплуатацию в течение не менее чем 10 лет после проведения работ;

- существенно снизить сметную стоимость ремонтных работ (не менее чем на 30-40% по сравнению с выполняемыми по традиционным технологиям) за счёт сокращения объёмов ремонтных работ;

- значительно сократить сроки проведения ремонтных работ на 40-50% по сравнению с традиционной технологией.

Опыт применения композиций ?Спрут?

С помощью композиции "Спрут" были проведены работы по восстановлению значительного (несколько тысяч) количества крупногабаритных гидротехнических насосов в Средней Азии, сотен рыболовецких судов в местах промысла рыбы, осуществлён ремонт нефте- и газопроводов через реки Волга, Ока, Енисей, Москва, Горынь и др.

Испытания по сертификации покрытий на основе полимерных композиций "Спрут", проведённые Укр-НИИинжпроекте, подтвердили их высокие защитные свойства.

Композиция сертифицирована в качестве связующего доизоляционного покрытия "Весьма усиленного типа" газопроводов, разработаны технические условия на изолированную трубу. Композиции "Спрут" и "Спрут-9" имеют сравнительно низкую стоимость.