Способ защиты наружной поверхности труб и оболочек полимерами

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ И ОБОЛОЧЕК ПОЛИМЕРАМИ , включающий спиральную навивку на поверхность трубы полосы из термопластичных полимеров с последующей сваркой кромок ее смежных витков, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и эксплуатационной стойкости покрытия , навивку полосы производят с зазором между витками, а сварку кромок осуществляютподачей в зазор расплава, однородного с полосой состава. S РРЙШ - ---- f г

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

F 16 L 58 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2813105/29-08 (22) 24-.08.79 (46) 23.03.83. Бюл. № !1 (72) С. И. Сухов, М. Н. Фокин, В. П. Кабаев и А. С. Сухов. (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по защите металлов от коррозии (53) 621.643 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 2060781, кл. F 16 L 58/00, 1975.

2. Патент США № 3868265, кл. 117 — 18, 1975 (прототип) .

„„SU„„1006852 А (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ НАРУЖНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ И ОБОЛОЧЕК ПОЛИМЕРАМИ, включающий спиральную навивку на поверхность трубы полосы из термопластичных полимеров с последующей сваркой кромок ее смежных витков, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и эксплуатационной стойкости покрытия, навивку полосы производят с зазором между витками, а сварку кромок осуществляют подачей в зазор расплава, однородного с полосой состава.

1006852

Изобретение относится к способам получения защитных полимерных покрытий на наружной поверхности труб и оболочек, изготавливаемых из углеродистых сталей, стекла, стеклопластиков и других материалов.

Известен способ защиты наружной поверхности труб полосами из термопластичных полимеров, включающий навивку полосы по спирали внахлест с одновременной отбортовкой одной ее кромки наружу волокнистым материалом и с последующим перекрытием этой кромки неотбортованной кромкой соседнего витка, при этом полоса скрепляется с поверхностью трубы в местах нахлеста витков клеящим полимером (1).

Недостатками данного способа являются: отслоение и растрескивание покрытия из-за наличия воздушных включений и циклического изменения их объема, а также остаточных напряжений по месту нахлеста кромок; отслоение и разрушение клеевого соединения из-за более низкой коррозионной стойкости клеящего полимера и наличия свободных пор, через которые происходит проникновение агрессивной среды.

Известен также способ защиты наружной поверхности труб и оболочек полимерами, включающий спиральную навивку на поверхность трубы полосы из термопластичных полимеров с последующей сваркой кромок ее смежных витков (2).

Этот способ имеет следующие недостатки: защитное покрытие способа имеет высокие остаточные напряжения, особенно в местах нахлеста витков и склонно к растрескиванию; осложнение процесса защиты трубы операциями по электростатическому напылению и оплавлению термопластичного порошка; сложное аппаратурное оформление процесса по защите труб.

Цель изобретения — повышение качества и эксплуатационной стойкости покрытия.

Цель достигается тем, что согласно способу защиты наружной поверхности труб и оболочек полимерами, включающему спиральную навивку на поверхность трубы полосы из термопластичных полимеров с последующей сваркой кромок ее смежных витков, навивку полосы производят с зазором между витками, а сварку кромок осуществляют подачей в зазор расплава, однородного с полосой состава.

Для покрытия могут применяться полосы из любых термопластичных полимеров пригодных для качественной сварки, в том числе из: полиэтилена низкой, средней и высокой плотности, полипропилена, поливинилхлорида, АВС-пластиков, плавких фторлонов и других, а также сополимеров термопластов.

Предложенный способ имеет два исполнения.

При первом исполнении способа используют термопластичные полосы с адгезион ноактивной поверхностью, например в виде

1О

25 зо

4О

55 наплавленного волокнистого материала из синтетических или стеклянных волокон, а при втором исполнении способа — обычные гладкие полосы.

Толщина полос может быть различной в пределах 1 — 6 мм, а ширина 0,1 — 0,3 диаметра защищаемой трубы.

Технологический процесс защиты может быть непрерывным при вращательном и поступательном движении трубы и периодическим при вращательном движении трубы и поступательном движении устройства для подачи полосы.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема реализации предложенного способа; на фиг. 2 — труба с двумя участками — до сварки и после сварки витков; на фиг. 3— участок трубы, сваренный по первому исполнению; на фиг. 4 — участок трубы, сваренный по второму исполнению.

Первое исполнение способа (фиг. 1). Перед нанесением защитного покрытия труба 1 подвергается очистке от загрязнений и дробеструйной обработке. На подготовленную поверхность трубы 1 и полосу 2 наносят слой термореактивного клея 3, либо клей 3 наносят только на трубу 1 или только на полосу 2.

Трубе 1 сообщается вращательное или вращательно-поступательное движение, Полоса 2 подается к трубе 1 горизонтально на уровне нижней образующей или под углом к горизонту не более 15 при натяжении 1 — 10 кгс/см и навивается на трубу 1 по спирали с зазором 4 между кромками витков 5 в пределах 0,2 — 4,0 мм, а в зазор 4 подается расплав 6 однородного с полосой состава. При подаче в зазор избытка расплава 6 образуются упрочняющие ребра 7 жесткости заданного сечения.

Температура расплава 6 назначается из условий полного оплавления кромок витков

5, например для полиэтилена низкой плотности 240 — 300 С.

Прочность крепления полосы 2 к трубе

1 зависит от многих факторов, но должна находиться в пределах 40 — 120 кгс/см .

Второе исполнение способа (фиг. 1). Перед нанесением покрытия трубу 1 очищают от загрязнения, подвергают дробеструйной обработке и нагревают в зависимости от вида термопластовой полосы 2, например, из полиэтилена низкой плотности до 280—

320 С. Допустимо нагревать трубу 1 непосредственно в процессе навивки на нее полосы 2.

Трубе 1 сообщается вращательное или вращательно-поступательное движение и на нее наносят слой термопластичного порошка 8 или термопластичного клея 9 однородных с полосой составов. Возвожно

1006852

4О

3 слой порошка 8 или клея 9 наносить непосредственно на полосу 2 перед ее навивкой на трубу I.

Толщина слоя порошка 8 должна быть в пределах 0,6 — 2,0 мм при плотности 0,4—

0,8 к/см, а термопластичного клея 9

0,4 — 0,8 мм.

Полоса .2 без слоя порошка 8 или клея

9 или с ними подается к трубе 1 горизонтально на уровне нижней образующей, или под углом не более 15 с натяжением 1—

5 кгс/см навивается на трубу 1 с равномерным прижимом 1 — 10 кгс/см по спирали с зазором 4 между кромками витков 5 в пределах 0,2 — 4,0 мм, а в зазор подается расплав 6 однородного с полосой состава. При подаче в зазор 4 избытка расплава 6 образуются упрочняющие ребра жесткости ? заданного сечения. Сформованное на трубе покрытие по мере готовности принудительно охлаждается.

Прочность крепления полосы 2 к трубе

1 зависит от многих факторов, но должна быть в пределах 60 — 120 кгс/см .

В результатет каждого исполнения способа на поверхности трубы 1 получают сплошное и монолитное покрытие с высокой прочностью связи, минимальными воздушными включениями и низкими остаточными напряжениями, что обеспечивает более высокое качество покрытия и высокую эксплуатационную стойкость.

На фиг. 2 приведен внешний вид трубы

1 с участками готового покрытия 10 и участком намотанных витков 11 с зазором 4 между кромками.

На фиг. 3 показана в разрезе часть трубы 1, защищенной по первому исполнению способа полосой 2 с наплавленным на нее волокнистым материалом 12, зазором 4 между кромками витков 5, заполненным расплавом 6 однородного с полосой составом, и ребром жесткости 7 и клеем 3.

На фиг. 4 показана в разрезе часть трубы 1, защищенной по второму исполнению способа гладкой полосы 2 зазором 4 между кромками витков 5, заполненным расплавом 6 однородного с полосой состава и ребром жесткости ? и клеем 8 или 9.

Пример 1. На очищенную и дробеструйно обработанную поверхность трубы диаметром 1000 мм из углеродистой стали Ст.3 и полосу из полиэтилена низкой плотности толщиной 2 мм, шириной 400 мм с наплавленным волокнистым материалом из синтетических волокон наносят клей 88 Н. Трубе сообщается вращательное движение. Полоса подается к трубе горизонтально и навивается по спирали с зазором между кромками витков 1 мм с натяжением 3 кгс/см . В зазор между кромками витков подается расплав однородного с полосой состава нагретого до 260 С для полного заполнения зазора и образования ребра жесткости шириной 6 и высотой 3 мм. Прочность крепления полосы к трубе составляет 40 кгс/см .

Пример 2. По примеру 1 защищается труба из технического стекла диаметром

5 100 мм той же полосой шириной 50 мм с полным заполнением зазора расплавом без образования ребер жесткости.

Пример 3. По примеру 1 защищается труба из стеклопластика диаметром 800 мм полосой шириной 300 мм.

Пример 4. Трубы по примерам l — 3 защищаются полосой из полипропилена с наплавленным волокнистым материалом из стеклотрикотажа. На трубу и полосу наносят клей на основе полиэфирной ПН вЂ” 1 или эпоксидной ЭД вЂ” 20 смолы. Прочность крепления полосы к трубам 120 кгс/см .

Пример 5. По примеру 1 клей 88Н наносят только на трубу или только на полосу.

Пример б. На очищенную и дробеструйно обработанную трубу из стали Ст. 3 диаметром 600 мм нагретую до 300 С наносят слой порошка из полиэтилена низкой плотности плотностью 0,6 г/см, толщина 1 мм в виде непрерывной спиральной полоски шириной 220 мм. Полоса из того же полир5 этилена толщиной 2 мм, шириной 200 мм подается к трубе горизонтально с натяже,нием 2 кгс/см, навивается на трубу по спирали с равномерным прижимом 3 кгс/см и зазором между кромками витков 1,5 мм.

В зазор подается расплав однородного с поЗО лосой состава с избытком для образования ребра жесткости шириной 8 мм, высотой

3 мм. Сваренные витки охлаждаются обдувкой воздухом. Прочность крепления полосы к трубе 100 кгс/см .

Пример 7. По примеру 6 защищается труба при нанесении порошка непосредственно на полосу перед ее навивкой на трубу. Порошок предварительно на трубу не наносится.

Пример 8. По примеру 6 или 7 защищается труба полосой из полипропилена.

Пример 9.. По примеру 6 или 7 защищается труба полосой из голиэтилена низкой плотности модифицированного поливинилацетатом (до бо/o). Прочность крепления полосы к трубе 60 кгс/см .

Пример l0. По примеру 6 или 7 вместо порошка на трубу или полосу наносят слой термопластичного клея в виде расплава.

Прочность крепления полосы к трубе

60 кгс/см .

Предлагаемый способ обладает повышенным качеством и эксплуатационной стойкостью покрытия, возможностью защиты труб и оболочек в заводских и монтажных условиях, возможность применения готовых полос из различных полимеров с адгезионноактивной поверхностью и неактивизированных, снижение энергетических затрат.

1006852

Редактор С. Патрушева

Заказ 2092/59

Составитель Л. Семенов

Техред И. Верес Корректор А. Гриценко

Тираж 923 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4