СОДЕРЖАНИЕ
1 Наименование и адрес заказчика……………………………………….……3
2 Характеристика объекта испытаний…………………………………..……..3
3 Характеристика заказываемой услуги…………………………………….…3
4 Методы испытаний………………………………………………………..…..4
5 Проведение лабораторных работ и результаты испытаний...........................6
6 Расчет обобщенной количественной оценки состояния покрытий…….…..7
7 Заключение………...…………………………………………………….……10
8 Приложение А Иллюстрационный материал к результатам
испытаний образцов с покрытием…………………………………………….11
1 Наименование и адрес заказчика
-РемСервис», РТ,
2 Характеристика объекта испытаний
Для проведения испытаний Заказчиком предоставлены компоненты композитного материала:
- основа «Химпротэкт»;
- отвердитель «Химпротэкт»;
- наполнитель графит;
- армирующий материал стеклоткань
в качестве кислотостойкой системы покрытия для внутренней поверхности емкостей.
В качестве эксплуатационных сред для испытаний со стороны -ХимСервис» были предоставлены:
- кислотная среда ГКК;
- кислотная среда КСМД.
3 Характеристика заказываемой услуги
Цель испытаний – исследования кислотостойкой системы покрытия «Химпротэкт» для внутренней поверхности емкостей с целью определения уровня защитного эффекта при их эксплуатации в соленых водных и кислотных средах.
Работа выполнялась на основании договора № 000/8/513 от 01.01.2001 г., заключенного между институтом «ТатНИПИнефть» имени и -РемСервис».
Дата проведения испытаний – с 01.08.2010 г. по 30.11.2010 г.
4 Методы испытаний
4.1 Испытания подготовленных образцов с покрытием проводились в соответствии с программой испытаний, представленной в таблице 1.
Состояние покрытий в процессе промежуточных осмотров образцов с покрытием и пригодность их к проведению дальнейших испытаний оценивалось визуально по наличию или отсутствию дефектов покрытия, несовместимых с дальнейшей экспозицией образцов с покрытием в испытательных средах (пузыри, отслаивание, растрескивание, шелушение покрытия и т. п.).
4.2 Испытания проводились согласно стандартным методам с определением значений выбранных показателей стойкости покрытий через 1000 часов (определение физико-механических свойств покрытий проводились с использованием разрушающих методов).
Дополнительно проводились нестандартные испытания.
4.3 Количество параллельных образцов не менее трех, за результат измерения принималось среднее арифметическое значение.
4.4 Результаты испытаний по каждому методу из указанных использовались для расчета количественной оценки, который производился путем обобщения полученных результатов с учетом значений всех параметров.
Т а б л и ц а 1
Метод испытаний | Обозначение и номер НД | Режимы испытаний (в соответствии с методом А по ГОСТ 9.403) | Периодичность осмотра образцов, ч | Способ подготовки поверхности образцов |
Стандартные испытания | ||||
Оценка внешнего вида покрытий | 9.407 | 1, 3, 4, 5 по 5.2.1 | 1000, 3000 | А * |
Адгезия методом решетчатых надрезов | 15140 | 2 по 5.2.1 | 48 | |
Прочность при ударе | 4765 | 1, 3, 4, 5 по 5.2.1 | 1000, 3000 | |
Дополнительные испытания | ||||
Адгезия методом Х-образного надреза | Методика определения адгезии покрытий методом Х-образного надреза | 1, 3, 4, 5 по 5.2.1 | 1000,3000 | А |
Адгезия отрывом | Методика определения адгезии покрытия методом отрыва «грибка» | 1, 3, 4, 5 по 5.2.1 | 1000, 3000 | А |
Стойкость к абразивному износу | Методика определения стойкости покрытия к истиранию | 1, 3, 4, 5 по 5.2.1 | 1000, 3000 | А |
Стойкость к катодному отслаиванию | Методика определения радиуса катодного отслаивания | 2 по 5.2.1 | 48 | А |
* дробеструйная очистка по ГОСТ 9. с использованием в качестве абразива оксида алюминия фракционного состава 0,8-1,0 мм с последующим обезжириванием ацетоном |
5 Проведение лабораторных работ
5.1 Выбор режимов испытаний проводился:
- на основе промысловых данных о реально воздействующих факторах: в процессе эксплуатации стальные нефтепромысловые емкости подвергаются значительным механическим нагрузкам (растяжение, сжатие), воздействию высокоагрессивных жидких и газообразных сред, знакопеременным температурным нагрузкам;
- на основе данных по эксплуатации емкостного оборудования в производстве химпродуктов.
5.2 Условия проведения испытаний
5.2.1 Покрытие на основе исследуемого материала испытывается по установленным режимам, указанным в таблице 2.
Т а б л и ц а 2
Режим испытаний | Условия испытаний | |
среда | температура, 0С | |
1 | 3 % - ный раствор NaCl | 80 |
2 | 3 % - ный раствор NaCl | 65±2 в течение 48 ч |
3 | циклические испытания, 1 цикл включает: дистиллированная вода, морозильная камера | 95±5 в течение 8 ч минус 40 в течение 16 ч |
4 | КСМД | 20 |
5 | ГКК | 20 |
5.3 Покрытия наносились согласно схемам, указанным в таблице 3.
Т а б л и ц а 3 – Схемы нанесения системы покрытия «Химпротэкт»
Система покрытия | Количество слоев | ||||
1-ый слой | 2-ой слой | 3-ий слой | 4-ый слой | 5-ый слой | |
«Химпротэкт» (без армирования стеклотканью) | «Химпротэкт» | «Химпротэкт» | - | - | - |
Химпротэкт (с армированием стеклотканью) | «Химпротэкт» | стеклоткань | «Химпротэкт» | стеклоткань | «Химпротэкт» |
5.4 Определение исходных свойств лакокрасочных покрытий и их изменение в процессе экспозиции образцов в средах.
5.4.1 Определены исходные свойства лакокрасочного покрытия и их изменение в процессе выдержки образцов в испытательных средах. Результаты определения представлены в таблице 5.
5.4.2 Определены физико-механические свойства покрытия (адгезия методом Х-образного надреза, решетчатых надрезов, адгезия методом отрыва, прочность при ударе, прочность при истирании) и их изменение в процессе выдержки образцов в испытательных средах.
5.4.3 Определены защитные свойства покрытия (стойкость при выдержке в испытательных средах: ГКК, КСМД, 3 %-ный раствор NaCl при 80 0С, воздействие знакопеременных температур от минус 40 0С до 100 0С), стойкость к катодному отслаиванию) и их изменение в процессе выдержки образцов в испытательных средах.
6 Расчет обобщенной количественной оценки состояния покрытий
В соответствии с методикой расчета рассчитана обобщенная количественная оценка (ОКО) состояния покрытий. Результаты расчета приведены в таблице 4.
Т а б л и ц а 4 – Сравнительный анализ обобщенной количественной оценки
Система покрытия | Режимы испытаний |
| |||
исходный | 3 %-ный раствор NaCl при 80 0С | циклические испытания | ГКК | КСМД | |
1000 ч | 1000 ч | 1000 ч | 1000 ч | ||
Обобщенная количественная оценка (ОКО) |
| ||||
«Химпротэкт» (без армирования стеклотканью) | 0,8 | 0,55 | 0,53 | - | - |
Химпротэкт (с армированием стеклотканью) | 0,8 | 0,83 | - | 0,79 | 0,79 |
П р и м е ч а н и е – Минимально допустимое значение ОКО для внутренних покрытий резервуаров принято не ниже 0,7 |
| ||||
Т а б л и ц а 5 – Результаты испытаний систем лакокрасочных покрытий после 1000 часов испытаний
Система покрытия | Система покрытия: Химпротэкт без армирования, толщина мкм | ||||
Метод испытаний | исходный | 3 %-ный NaCl при 80 0C | циклические | ГКК | КСМД |
Внешний вид покрытия, условное обозначение | темно-серый | незначительное посветление, Ц2 | цвет покрытия плохо различим, Ц4 (темно-серый с желтыми полосками) | - | - |
Прочность при ударе по ГОСТ 4765, см, (отслоение покрытия в точке удара) | более 50 (отслоение диаметром 3-4 мм до стеклоткани при надрезе в точке удара) | более 50 (отслоение диаметром 6 мм при надрезе в точке удара) | более 50 (отслоение диаметром 5 мм при надрезе в точке удара) | - | - |
Адгезия методом Х-образного надреза, балл | 2 (отслоение до стеклоткани) | 4 (незначительное потемнение металла) | 4 (значительное потемнение металла) | - | - |
Адгезия методом отрыва, МПа: характер отрыва*, площадь отрыва, % | 7,16 МПа С/D -100 % | 2,58 МПа А/В -100 % | 3,65 МПа А/В -(27-95) % D -(5-73) % | - | - |
Коэффициент износа на приборе Taber Abraser, мг (количество циклов) | 13,4 (при 500 циклах) | 11,8 (при 500 циклах) | 7,6 (при 500 циклах) | - | - |
Радиус катодного отслаивания, мм | 3 %-ный NaCl при 65 0C | 6 (адгезия 3 балла по методу решетчатого надреза) | |||
* где А-металл, В-1 слой пк (покрытия), С - 1 слой стеклоткани, D-2 слой пк, Е-2 слой стеклоткани, F-3 слой пк, Y - клей, Z - грибок |
Продолжение таблицы 5
Система покрытия | Система покрытия: Химпротэкт с армированием стеклотканью, толщина мкм | ||||
Метод испытаний | исходный | 3 %-ный NaCl при 80 0C | циклич. | ГКК | КСМД |
Внешний вид, условное обозначение | темно-серый | значительное посветление, Ц3 | - | значительное посветление, Ц3 | незначительное посветление, Ц2 |
Прочность при ударе по ГОСТ 4765, см, (отслоение покрытия в точке удара) | более 50 (отслоение диаметром 3-4 мм до стеклоткани при надрезе в точке удара) | более 50 | - | более 50 | более 50 |
Адгезия методом Х-образного надреза, балл | 2 (отслоение до стеклоткани) | 2 (отслоение до стеклоткани) | - | 2 (отслоение до стеклоткани) | 2 (отслоение до стеклоткани) |
Адгезия методом отрыва, МПа: характер отрыва*, площадь отрыва, % | 7,16 МПа C/D -100 % | 11,03 МПа В/ C -35 % Y/Z -65% | - | 8,68 МПа C/D -(0-77) % D/E -(0-23) % E/F -(0-70) % F -(0-30) % | 7,73 МПа E/F -100 % |
Коэффициент износа на приборе Taber Abraser, мг (количество циклов) | 13,4 (при 500 циклах) | 11,4 (при 500 циклах) | - | 15,8 (при 500 циклах) | 10 (при 500 циклах) |
Радиус катодного отслаивания, мм | 3 %-ный NaCl при 65 0C | 5,5 (адгезия 4 балла по методу решетчатого надреза: 15 %- когезия по 1слою «Химпротект», 85 %- адгезия 1 слой стеклоткани/2 слой «Химпротект») | |||
* где А – металл, В – 1-ый слой покрытия, С – 1-ый слой стеклоткани, D – 2-ой слой покрытия, Е – 2-ой слой стеклоткани, F – 3-ий слой покрытия, Y – клей, Z – грибок |
7 Заключение
Приложение А
Иллюстрационный материал к результатам испытаний образцов с покрытием
стеклоткань
а б
а) после испытаний в КСМД (адгезия, истирание); б) после испытаний в КСМД (прочность при отрыве) Рисунок 1 – Состояние покрытия «Химпротэкт» с армированием стеклотканью после испытаний в течение 1000 ч
а б
а) после испытаний в КСМД (адгезия); б) после испытаний в КСМД (прочность при отрыве) Рисунок 2 – Состояние покрытия «Химпротэкт» с армированием стеклотканью после испытаний в течение 1000 ч
а б
а) после испытаний в ГКК (адгезия, удар); б) после испытаний в ГКК (прочность при отрыве) Рисунок 3 – Состояние покрытия «Химпротэкт» с армированием стеклотканью после испытаний в течение 1000 ч
а б
а) после испытаний в ГКК (адгезия, истирание); б) после испытаний в ГКК (прочность при отрыве) Рисунок 4 – Состояние покрытия «Химпротэкт» с армированием стеклотканью после испытаний в течение 1000 ч
а б в
а) исходный образец (адгезия, прочность при отрыве); б) после испытаний в 3 %-ном растворе NaCl при 80 0С (прочность при отрыве, адгезия); в) стойкость к катодной поляризации в 3 %-ном растворе NaCl при 65 ± 2 0С в течение 48 ч Рисунок 5 – Состояние покрытия «Химпротэкт» с армированием стеклотканью после испытаний в течение 1000 ч
а б в
а) исходный образец (истирание); б) после испытаний в 3 %-ном растворе NaCl при 80 0С (истирание, удар); в) стойкость к катодной поляризации в 3 %-ном растворе NaCl при 65 ± 2 0С в течение 48 ч Рисунок 6 – Состояние покрытия «Химпротэкт» с армированием стеклотканью после испытаний в течение 1000 ч
а б в
а) стойкость к катодной поляризации в 3 %-ном растворе NaCl при 65 ± 2 0С в течение 48 ч; б) после испытаний в 3 %-ном растворе NaCl при 80 0С (прочность при отрыве, адгезия, удар); в) после циклических испытаний (адгезия, удар) Рисунок 7 – Состояние покрытия «Химпротэкт» без армирования после испытаний в течение 1000 ч
а б в
а) стойкость к катодной поляризации в 3 %-ном растворе NaCl при 65 ± 2 0С в течение 48 ч; б) после испытаний в 3 %-ном растворе NaCl при 80 0С (прочность при отрыве, адгезия, удар); в) после циклических испытаний (адгезия, удар) Рисунок 8 – Состояние покрытия «Химпротэкт» без армирования после испытаний в течение 1000 ч
