Научно-исследовательская лаборатория физико-химических основ антикоррозионной защиты трубопроводов

Одной из сложнейших и высоко затратных проблем Топливно-энергетического комплекса России, да и всего мира, является защита от коррозии используемого технологического оборудования. Только в транспортном секторе комплекса находятся сотни тысяч километров магистральных газо-, нефте-, продуктопроводов и миллионы километров промысловых и распределительных сетей.

К настоящему времени основным и наиболее эффективным методом защиты трубопроводов от коррозии во всем мире стала изоляция труб непосредственно в заводских условиях, позволяющая применять самые современные полимерные материалы с высокими эксплуатационными свойствами, выдерживать оптимальные режимы нанесения покрытия и строго их контролировать. Россия с опозданием на 25-30 лет также перешла на антикоррозионную защиту труб в заводских условиях.

Лаборатория физико-химических основ антикоррозионной защиты трубопроводов занимается проблемами долговечности заводских покрытий труб и разработкой главного компонента этих покрытий адгезионного материала, который должен обеспечить не только прочную связь основного защитного слоя покрытия на основе полиэтилена или полипропилена с защищаемой стальной поверхностью, но и, что особенно важно, высокую устойчивость этой связи от воздействия многочисленных высокоагрессивных природных факторов, воздействующих на трубопровод при его эксплуатации.

Многолетние исследования проводившиеся в лаборатории показали, что создание такого материала возможно только по пути научно обоснованного комбинирования широкого спектра функциональных добавок, вводимых в основную матрицу выбранного полимерного носителя и выполняющих конкретную задачу по обеспечению стойкости адгезионных связей к отрицательному воздействию конкретного внешнего фактора — температуры, влаги, бактерий и пр., при этом не влияя отрицательно на выполнение функций другой добавки.

Определение добавок, которые наиболее эффективно влияют на определенные свойства полимерного материала, проводится в лаборатории с учетом, в первую очередь, получающейся надмолекулярной структуры модифицированного полимера. При нанесении полимера, находящегося в вязкотекучем состоянии, на горячую поверхность трубы с последующим резким охлаждением, крайне желательно получение определенной надмолекулярной структуры полимера, что обеспечивается введением соответствующих добавок.

При этом при очень разнородных физикохимических свойствах этих добавок крайне важно обеспечить полноценную гомогенизацию всей композиции вместе с матрицей, т.к. только в этом случае система, как показала практика, функционирует.

С этой целью в лаборатории изучались различные возможности практической реализации разработанной рецептуры адгезионного материала в плане определения оптимальных способов гомогенизации. Из всех рассмотренных вариантов наилучшие результаты обеспечили два метода: с предварительным развешиванием компонентов, смешением компонентов в смесителе, расплавлением, длительным перемешиванием с последующей грануляцией на одношнековом экструдере и второй метод с автоматическим дозированием компонентов на двухшнековом экструдере, обязательно имеющем не менее двух месительных зон , которые представляют собой участки, в которых шнеки вращаются в противоположном направлении навстречу друг другу подобно вальцам. По первому варианту достигается несколько более высокая степень гомогенизациии и, т.о., более высокое качество адгезионного материала, но из экономических соображений для промышленной реализации был выбран второй. В результате всех этих работ были созданы промышленные образцы адгезионных материалов для заводской изоляции труб.

При создании адгезионных материалов необходимо проведение многочисленных длительных испытаний как лабораторных,так и промышленных образцов по целому комплексу показателей — исходной адгезии покрытия при различных температурах, водостойкости покрытия также при различных температурах, стойкости к катодному отслаиванию, термоциклическим испытаниям и пр..

Для всех этих испытаний в лаборатории имеется необходимое оборудование, что позволяет не только оценивать качество создаваемых изоляционных материалов, но и проводить исследования по долговечности полимерных изолционных покрытий. Эти исследования в частности показали, что для столь протяженных на тысячи км объектов, какими являются трубопроводы, при крайнем разнообразии природных факторов, действующих на трубопровод, определить реальныый срок эксплуатации изоляционного полимерного покрытия не представляется возможным. На основе проводимых сертификационных испытаний изоляционных покрытий определяется только лучший по данному набору показателей свойств из представленных на испытания образцов, но никак не срок его эксплуатации, что практически невозможно.

В состав лаборатории входят 2 человека, в том числе 1 кандидат наук

Зав. лабораторией и науч.рук.: к.х.н. Ерченков Виктор Васильевич
Научный сотрудник: Крылов Е.А.