Кислотостойкая композиция для ремонта эмалевых покрытий
Владельцы патента RU 2587678:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)
Изобретение относиться к средствам для ремонта повреждений и защиты от коррозии в месте повреждения стеклоэмалевых покрытий технологического оборудования химических предприятий, систем трубопроводов, другого оборудования технического назначения и может быть применено на предприятиях химической и металлургической промышленности, в том числе использующих эмалированные трубы для оборота жидкости с кислой средой. Технический результат - повышение термической устойчивости и влагостойкости, снижение пористости. Кислотостойкая композиция, содержащая кремнефтористый натрий, содержит жидкое стекло натриевое плотностью 1,38 г/см3, в качестве кислотостойкого заполнителя - золу Рефтинской ГРЭС и дополнительно - оксид железа (III) и оксид магния, при следующем соотношении компонентов, мас. %: жидкое стекло натриевое 37, кремнефтористый натрий 3, зола Рефтинской ГРЭС 42-43, оксид магния 1-3, оксид железа(III) 15-16. 3 табл.
Изобретение относиться к средствам для ремонта повреждений и защиты от коррозии в месте повреждения стеклоэмалевых покрытий технологического оборудования химических предприятий, систем трубопроводов, другого оборудования технического назначения и может быть применено на предприятиях химической и металлургической промышленности, в том числе использующих эмалированные трубы для оборота жидкости с кислой средой.
Известны кислотостойкие ремонтные композиции, в состав которых входит, вес %:
| Жидкое стекло | 21,0-23,0 |
| Кремнефтористый натрий | 2,5-3,5 |
| Тонкомолотый алюмотермический шлак | 7,0-9,0 |
| Сернокислый алюминий | 0,5-1,0 |
| Минеральный наполнитель | остальное [1] |
Недостатком таких составов является высокая пористость и низкая водостойкость.
Известны также ремонтные композиции, в состав которых включены жидкое стекло, кремнефтористый натрий и кислотостойкий заполнитель диабазовая мука, при следующем соотношении компонентов, мас. %
| Диабазовая мука | 95 мас. %; |
| Кремнефтористый натрий | 5 мас. % |
Жидкое стекло натриевое (ρ=1,38 г/см3) до получения густеющей однородной массы (соотношение сухая масса : жидкое стекло = 2:1) [2].
Последний из указанных составов является более близким к описываемому изобретению. При проведении испытаний данного состава был обнаружен недостаток композиции - неудовлетворительная термостойкость, а именно растрескивание поверхности при температуре выше 150°С.
Задача настоящего изобретения - повысить термическую устойчивость ремонтной композиции, сделать ее состав менее пористым и увеличить ее влагостойкость.
Указанная задача решается тем, что кислотостойкая композиция, содержащая в своем составе кремнефтористый натрий, отличается тем, что имеет в своем составе жидкое стекло натриевое плотностью 1,38 г/см3, в качестве кислотостойкого заполнителя - золу Рефтинской ГРЭС и дополнительно - оксид железа (III) и оксид магния, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Жидкое стекло натриевое | 37 |
| Кремнефтористый натрий | 3 |
| Зола Рефтинской ГРЭС | 42-43 |
| Оксид магния | 1-3 |
| Оксид железа(III) | 15-16 |
Сущность предлагаемой ремонтной композиции и способа ее нанесения заключается в том, что для ремонта повреждений эмалевого покрытия на химическом оборудовании необходимо очистить поврежденный участок от неплотно прилегающего слоя эмали, место оголившегося металла зачищают при помощи абразивной шкурки и обезжиривают ацетоном. Далее, предварительно отвешенные сухие составляющие, а именно кремнефтористый натрий, золу Рефтинской ГРЭС (Россия, Свердловская обл.), оксид трехвалентного железа (для усиления сцепления), оксид магния (для самоупрочнения покрытия под воздействием температуры), помещают в фарфоровую емкость и перемешивают сухие компоненты до однородности по всему объему. Приливают отмеренное количество затворителя, которым в нашем изобретении является жидкое стекло натриевое (ρ=1,38 г/см3), перемешивают 3-5 минут для получения однородной пастообразной массы. При помощи резинового шпателя ремонтную композицию наносят на предварительно подготовленный, как указано ранее, поврежденный участок оборудования слоем толщиной в 1-3 мм. Для высыхания ремонтной композиции необходима выдержка ее на воздухе при температуре 20-26°С в течение 18-24 часов. По истечении времени затвердевания поверхность, покрытую ремонтным составом, прогревают струей горячего воздуха при 100-120°С на протяжении 15-20 минут, впоследствии увеличивают температуру подаваемого воздуха до 300-330°С, производя упрочняющую выдержку в течении 7-10 минут. Для подачи горячего воздуха может быть применен переносной термофен, в частности использовался термофен марки Lukey 702.
Кислотостойкая ремонтная композиция проверена в лабораторных условиях. Для испытания свойств были изготовлены кислотостойкие композиции четырех составов, которые после нанесения на поверхность поврежденных участков эмалевого покрытия были испытаны на ударопрочность, кислотостойкость, адгезию к металлу. В таблице 2 приведены составы композиций.
В таблице 3 приведены результаты испытаний предполагаемой кислотостойкой ремонтной композиции. 
Как видно из таблицы 2, заявленные составы под №1 и №2 обладают химической и физической устойчивостью, необходимой для ремонта дефектов, возникающих на эмалевом покрытии.
Таким образом, технический результат, который заключается в том, что введенные двухвалентные катионы Mg2+ закрепляют в кремний-кислородной структуре отдельные островки, повышая прочность кремний-кислородного каркаса, тем самым улучшая температурную устойчивость и повышая плотности ремонтной композиции. Это свойство обусловлено малым радиусом катиона Mg2+. Подобную функцию MgO выполняет только при повышенных температурах, когда он имеет возможность зайти в систему Na2O·SiO2. При повышении концентрации MgO его катион не будет полностью входить в кремний-кислородный каркас, а будет образовывать отдельную фазу, которая снижает прочностные характеристики ремонтной композиции. Оксид железа (III) в повышенных концентрациях, свыше 10%, способствует улучшению адгезионных характеристик защитной композиции на границе со сталью и на границе с эмалью, т.к. дефекты возникают уже в сформировавшемся эмалевом покрытии. На трехфазной границе сталь-эмаль-атмосфера по периметру дефекта имеется слой с повышенным содержанием оксида железа, поэтому предлагаемая ремонтная композиция имеет родственную структуру не только по отношению к стали, но и по отношению к дефектному приграничному слою эмалевого покрытия.
Источники информации
1. Заявка № 262406529-33, 05.06.78.
2. Заявка № 97107535/03, 24.04.97.
Кислотостойкая композиция, содержащая в своем составе кремнефтористый натрий, отличающаяся тем, что имеет в своем составе жидкое стекло натриевое плотностью 1,38 г/см3, в качестве кислотостойкого заполнителя - золу Рефтинской ГРЭС и дополнительно - оксид железа (III) и оксид магния, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Жидкое стекло натриевое | 37 |
| Кремнефтористый натрий | 3 |
| Зола Рефтинской ГРЭС | 42-43 |
| Оксид магния | 1-3 |
| Оксид железа(III) | 15-16 |
