Способ формирования защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов


 


Владельцы патента RU 2485359:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (RU)

Изобретение относится к трубопроводной транспортировке жидких сред. Способ заключается в формировании структурированной пленки посредством эмульсии молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ), при этом в качестве ПАВ используют биологически и термически не разлагаемые соединения, химически инертные по отношению к жидким средам, например пленкообразующие амины. Изделие очищают от продуктов коррозии и отложений, помещают в герметичную камеру, выдерживают в кислородосодержащей среде, нагревают изделие до температуры в диапазоне от 80°С до 400°С и выдерживают до окончания процесса формирования защитного металлоорганического покрытия, испаряют эмульсию ПАВ, обеспечивают движение в камере потока среды, содержащей молекулы ПАВ, обеспечивая протекание процесса адсорбции молекул ПАВ на поверхностях изделий. Технический результат - повышение надежности, коррозионной стойкости и ресурса изделий из металлов и сплавов. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к трубопроводной транспортировке жидких сред, в том числе углеводородов, и предназначено для предприятий-изготовителей трубопроводов.

Известен способ кислородной пассивации и очистки стальных труб, описанный в патенте РФ №2190699, МПК7 C23G 5/00, опубликованный 10.10.2002 г. Способ заключается в обработке стальных труб кислородосодержащим агентом. Такой способ позволяет сформировать на трубной поверхности упорядоченные, структурированные молекулярные пленочные слои.

Однако указанный способ обладает высокими энергетическими затратами, так как для его осуществления необходим нагрев до 450-500°С, полученная в результате его реализации тонкая пассивирующая пленка обладает высокой хрупкостью и коэффициентом линейного расширения, отличным от основного материала, что приводит к ее быстрому отслаиванию и разрушению.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ уменьшения гидравлического сопротивления трубопроводных сетей для транспортировки жидких сред, описанный в патенте РФ №2318140, МПК F15B 1/06, опубл. 27.02.2008 г., и обеспечивающий формирование защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов. Способ заключается в формировании на поверхностях трубопроводов и оборудования структурированной пленки посредством ввода в жидкую среду поверхностно-активных веществ (ПАВ), до ввода ПАВ готовят эмульсию, насыщенную этими молекулами, дозируют приготовленную эмульсию в жидкую среду. При этом суммарная толщина слоев, сформированных на поверхностях оборудования трубопроводной сети, соизмерима с шероховатостью поверхности, в качестве ПАВ используют биологически и термически не разлагаемые соединения, химически инертные по отношению к транспортируемым средам.

Однако такой способ малоэффективен для защиты функциональных поверхностей трубопроводов и оборудования от различных видов эрозии, к примеру, при транспортировке нефти с включениями частит песка, а также имеет ограничения по диапазону температур применения.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности, коррозионной стойкости и ресурса изделий из металлов и сплавов за счет формирования металлоорганического покрытия.

Это достигается тем, что в известном способе формирования защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов, заключающемся в формировании структурированной пленки посредством эмульсии молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ), при этом в качестве ПАВ используют биологически и термически не разлагаемые соединения, химически инертные по отношению к жидким средам, например пленкообразующие амины, изделие очищают от продуктов коррозии и отложений, помещают в герметичную камеру, выдерживают в кислородосодержащей среде, нагревают изделие до температуры в диапазоне от 80°С до 400°С и выдерживают до окончания процесса формирования защитного металлоорганического покрытия, испаряют эмульсию ПАВ, обеспечивают движение в камере потока среды, содержащей молекулы ПАВ, обеспечивая протекание процесса адсорбции молекул ПАВ на поверхностях изделий.

Кроме того, в способе формирования защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов в качестве кислородосодержащей среды может быть использована вода.

В способе формирования защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов при продувке камеры может быть использован поток газа.

Кроме того, в способе формирования защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов при продувке камеры может быть использован поток водяного пара.

Способ осуществляется следующим образом.

Поверхности изделий из металлов и сплавов очищают от продуктов коррозии и отложений. Изделия помещают в герметичную камеру и выдерживают в кислородосодержащей среде, кислородосодержащую среду готовят заранее путем ее очистки и подогрева. В качестве кислородосодержащей среды может быть использована вода.

Нагревают изделие до температуры в диапазоне от 80 до 400°С и поддерживают температуру постоянной до окончания процесса формирования защитного металлоорганического покрытия. Нижний предел диапазона температур связан с температурой плавления ПАВ, находящихся при нормальных условиях в твердом состоянии, а верхний - с температурой термолиза молекул ПАВ, например для пленкообразующих аминов этот диапазон составляет от 80 до 400°С.

Испаряют жидкую среду, кондиционированную молекулами ПАВ. Создают разность давлений на входе и выходе герметичной камеры, обеспечивая поток среды. В герметичной камере может быть размещено количество изделий, определяемое геометрическими размерами камеры с учетом прохода потока пара. Вместо потока пара может быть использован поток газа, кондиционированный молекулами ПАВ.

Формирование защитного металлоорганического покрытия происходит следующим образом: перемещаясь в потоке пара, молекулы ПАВ адсорбируются на поверхностях изделий из металлов и сплавов, притягиваясь электростатическими силами, и вступают в химическую реакцию с соединениями металлов и сплавов с кислородом с образованием сложных комплексов. Комплексы представляют собой металлоорганические соединения, образующие на поверхности изделий защитное покрытие, препятствующее проникновению коррозионно-активных агентов к поверхности изделий и обладающее микротвердостью выше, чем у исходного металла или сплава.

Время формирования покрытия определяется необходимой толщиной защитного покрытия. Толщина защитного покрытия определяется временем нахождения изделия в герметичной камере и концентрацией молекул ПАВ в потоке среды.

Использование изобретения обеспечивает повышение надежности, коррозионной стойкости и ресурса изделий из металлов и сплавов и формирование металлоорганического покрытия.

1. Способ формирования защитного покрытия на поверхностях изделий из металлов и сплавов, заключающийся в формировании структурированной пленки посредством эмульсии молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ), при этом в качестве ПАВ используют биологически и термически не разлагаемые соединения, химически инертные по отношению к жидким средам, например, пленкообразующие амины, отличающийся тем, что изделие очищают от продуктов коррозии и отложений, помещают в герметичную камеру, выдерживают в кислородосодержащей среде, нагревают изделие до температуры в диапазоне от 80°С до 400°С и выдерживают до окончания процесса формирования защитного металлоорганического покрытия, испаряют эмульсию ПАВ, обеспечивают движение в камере потока среды, содержащей молекул ПАВ, обеспечивая протекание процесса адсорбции молекулы ПАВ на поверхностях изделий.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислородосодержащей среды используют воду.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве потока среды выбран поток газа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве потока среды выбран поток водяного пара.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкости и может быть использовано при перекачке углеводородных жидкостей по трубопроводам с насосными станциями с использованием противотурбулентных присадок.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкости и может быть использовано при перекачке углеводородных жидкостей по трубопроводам с насосными станциями с использованием противотурбулентных присадок.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к суспензионно-эмульсионной композиции антитурбулентной добавки, используемой в процессах перекачки водонефтяных эмульсий по промысловым трубопроводам от добывающих скважин к установкам подготовки нефти и для энергосберегающего трубопроводного транспорта технической воды.

Изобретение относится к транспорту нефти и нефтепродуктов. .

Изобретение относится к транспорту нефти и нефтепродуктов и может быть использовано для улучшения подготовки к трубопроводному транспорту высоковязких и парафинистых нефтей путем снижения их вязкости.

Изобретение относится к способам получения антитурбулентных присадок в виде суспензий и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.

Изобретение относится к текучим средам на нефтяной основе. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для определения толщины и плотности отложений в оборудовании химических, нефтехимических предприятий, а также тепловых, геотермальных, атомных энергоустановок.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения толщины отложений на внутренних поверхностях трубопроводов. .

Изобретение относится к области гидродинамики турбулентных течений, а именно к способам искусственного снижения отрицательной турбулентной вязкости, и может быть использовано во всех отраслях техники, в которых используются турбулентные потоки в трубопроводах.

Изобретение относится к устройствам, снижающим гидравлическое сопротивление трубопровода при перекачивании по нему жидкостей, и может найти применение при гидротранспорте нефтей, масел, растворов, эмульсий, суспензий, воды, расплавов полимеров других ньютоновских и неньютоновских жидких сред.

Изобретение относится к транспортировке высоковязких жидкостей по трубопроводу и может быть использовано в различных отраслях промышленности для транспортировки жидкостей к потребителю, а конкретнее в нефтяной промышленности при перекачке нефти и нефтепродуктов.
Изобретение относится к теплоэнергетике, позволяет повысить экономичность, эффективность, надежность и ресурс трубопроводных систем. .

Изобретение относится к устройствам, снижающим гидравлическое сопротивление при перекачивании жидкостей по трубопроводу, и может найти применение при гидротранспорте нефти, масел, жидких продуктов нефтепереработки в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения агента, снижающего сопротивление течению, содержащего некристаллический полиальфаолефин с особо высоким молекулярным весом, и к агенту, снижающему сопротивление течению.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в судостроении, при строительстве трубопроводов и в медицине. .

Изобретение относится к устройствам, снижающим гидравлическое сопротивление при перекачивании жидкостей по трубопроводу и может найти применение в химической, нефтехимической, фармакологической, пищевой и других отраслях промышленности, связанных с гидротранспортом вязких ньютоновских и неньютоновских жидкостей, суспензий и растворов.
Изобретение относится к трубопроводным системам, теплообменному оборудованию и позволяет улучшить гидродинамические и термодинамические характеристики поверхностей изделий из металлов и сплавов
Наверх