Способ защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций полимерным материалом

 

Изобретение относится к нанесению полимерных покрытий, в частности, для защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций от коррозии. Техническим результатом способа является повышение срока службы и надежности крупногабаритных металлоконструкций, работающих в условиях агрессивной среды, и обеспечение равномерности их покрытия. Заявленный способ защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций полимерным материалом литьем под давлением включает укладку металлоконструкции в пресс-форму, подачу в нее пластифицированного полимерного материала до полного заполнения зазоров между металлоконструкцией и пресс-формой и удаление ее из пресс-формы. Перед подачей пластифицированного полимерного материала через литниковые каналы в пресс-форму ее герметизируют и подогревают до температуры, соответствующей фазе вязкотекучести полимерного материала. Подачу полимерного материала осуществляют при давлении 1,0-1,2 МПа до полного заполнения пресс-формы. После этого давление увеличивают до 2,0-2,2 МПа и выдерживают при этом давлении 5-15 мин. Затем снижают температуру пресс-формы со скоростью 5-15^oС в минуту до температуры окружающей среды. Зазор между пресс-формой и металлоконструкцией выбирают в соответствии с заданной толщиной покрытия. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам литья под давлением экструдированием и может быть использовано для защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций, используемых в условиях агрессивных сред, от коррозии.

Известен способ защиты внутренней поверхности трубопроводов полимерным материалом, заключающийся в нанесении последнего экструдированием на внутреннюю поверхность трубопровода посредством перевода полимерного материала в вязкотекучее состояние с последующим его отверждением (см. патент РФ 2118742, кл. МПК⁷ F 16 L 58/10, опубл. 10.09.98 г.).

Недостатки данного способа заключаются в том, что при перемещении термомеханического модуля за короткий промежуток времени и на незначительном по длине участке, полимер переходит из вязкотекучего в стеклообразное, либо низкотемпературное высокоэластическое состояние, в результате чего возникающие при этом интенсивные термоусадочные процессы не дадут возможности создать гомогенизированный и равномерный слой покрытия на внутренней поверхности трубы, а также нарушат прочность соединения поверхности металла с полимером. При нанесении защитного слоя полимера на внутреннюю поверхность трубы термомеханический модуль перемещается вдоль всей трубы, при этом либо изменяя длину соединительного элемента от экструдера к модулю, либо, изменяя условия прохождения расплава по этому элементу, что приводит к изменению физико-технического состояния полимера, оказывая существенное влияние на качество покрытия и прочность сцепления полимера с металлом.

Наиболее близким к заявляемому способу защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций полимерным материалом является способ, включающий укладку металлоизделий в пресс-форму, подачу в нее пластифицированного полимерного материала до полного заполнения зазоров между металлоизделием и пресс-формой и удаление его из пресс-формы (см. авт. свидетельство СССР 1547037, МПК Н 01 G 13/00, В 29 С 41/20, опубл. 28.02.90 г., БИ 8).

Недостатками прототипа являются то, что при введении металлоизделий (радиодеталей) в расплавленную массу полимера, находящуюся в литьевой форме, невозможно обеспечить равномерность покрытия изделия, так как при этом необходим постоянный зазор между деталью и стенками литьевой формы. Термопластическая оболочка при загрузке изделия и отводе ползуна теряет свои первоначальные физико-механические свойства за счет передачи тепла на нагрев детали, а также потерю его через литьевую форму, что сказывается на однородности массы полимера, покрывающего изделие.

Задачей предлагаемого технического решения является создание способа защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций полимерным материалом, повышающим коррозионную стойкость металлоконструкций, работающих в условиях агрессивной среды.

Технический результат заключается в получении гомогенизированного равномерного защитного слоя из полимерного материала, что повышает срок службы металлоконструкций, их прочность и надежность при эксплуатации.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций полимерным материалом литьем под давлением, включающем укладку металлоконструкций в пресс-форму, подачу в нее пластифицированного полимерного материала до полного заполнения зазоров между металлоконструкцией и пресс-формой и удаление ее из пресс-формы, согласно изобретению перед подачей пластифицированного полимерного материала через литниковые каналы в пресс-форму ее герметизируют и подогревают до температуры, соответствующей фазе вязкотекучести полимерного материала, а подачу полимерного материала осуществляют при давлении 1,0÷1,2 МПа до полного заполнения пресс-формы, после чего давление увеличивают до 2,0÷2,2 МПа и выдерживают при этом давлении 5÷15 минут, затем снижают температуру пресс-формы со скоростью 5-15^oС в минуту до температуры окружающей среды.

Зазор между пресс-формой и металлоконструкцией выбирают в соответствии с заданной толщиной покрытия.

Количество литниковых каналов зависит от габаритов металлоконструкции.

Данный способ позволит защитить поверхность металлоконструкции от коррозии, увеличить срок службы этих конструкций в условиях агрессивной среды, получить равномерный гомогенизированный прочный слой полимерного покрытия.

Режимы (температурный, давление, скорость охлаждения, время выдержки) установлены экспериментально.

Температура нагрева пресс-формы зависит от вязкотекучести полимерного материала. Давление установлено таким образом, чтобы не возникало турбулентного движения при подаче пластифицированного полимерного материала в пресс-форму для образования равномерного гомогенизированного покрытия. Охлаждение производят с равномерной скоростью для сохранения реологических свойств пластифицированного полимерного материала. А время выдержки зависит от габаритов металлоконструкции.

Пример конкретного осуществления способа.

Для эксперимента в качестве крупногабаритной металлоконструкции использована опорная стойка, работающая под нагрузкой в среде особой агрессивности, например, в кислотном цехе, которую покрывали полимерным материалом. Опорная стойка представляет собой двутавр 20 с двумя прямоугольными фланцами - нижним, для крепления на фундаменте, и верхним - для установки несущих конструкций, сваренными между собой. Их укладывали в пресс-форму, изготовленную из отдельных элементов, жестко соединяемых друг с другом, после чего пресс-форму герметизировали. Внутренняя поверхность пресс-формы имела конфигурацию, повторяющую конфигурацию опорной стойки с фланцами, обеспечивающая при укладке в нее опорной стойки зазор в 20 мм. Пресс-форму нагревали до температуры 185 ^oС и выдерживали 20 минут для нагрева в ней опорной стойки, что способствовало более прочному сцеплению полимера с металлом. Затем через литниковые каналы, расположенные с двух сторон пресс-формы, на противоположных ее концах, подавали пластифицированную гомогенизированную массу полимера под давлением 1,1 МПа. После полного заполнения пресс-формы расплавом полимера давление повышали до 2,1 МПа и выдерживали в течении 5 минут, затем начинали снижать температуру пресс-формы со скоростью 8^oС в минуту, а расплав продолжали подавать под тем же давлением еще 5 минут.

После охлаждения пресс-формы до температуры окружающей среды ее разбирали, а опорную стойку, покрытую равномерным слоем полимера, с помощью захватов переносили на площадку хранения.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит защитить крупногабаритные металлоконструкции от коррозии, повысить их срок службы, прочность и надежность в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Способ защиты поверхности крупногабаритных металлоконструкций полимерным материалом литьем под давлением, включающий укладку металлоконструкций в пресс-форму, подачу в нее пластифицированного полимерного материала до полного заполнения зазоров между металлоконструкцией и пресс-формой и удаление ее из пресс-формы, отличающийся тем, что перед подачей пластифицированного полимерного материала через литниковые каналы в пресс-форму, ее герметизируют и подогревают до температуры, соответствующей фазе вязкотекучести полимерного материала, а подачу полимерного материала осуществляют под давлением 1,0-1,2 МПа до полного заполнения пресс-формы, после чего давление увеличивают до 2,0-2,2 МПа и выдерживают при этом давлении 5-15 мин, затем снижают температуру пресс-формы со скоростью 5-15^oС в минуту до температуры окружающей среды.

2. Способ защиты по п.1, отличающийся тем, что зазор между пресс-формой и металлоконструкцией выбирают в соответствии с заданной толщиной покрытия.