 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( январь 2021 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Эпоксидное покрытие , связанное плавлением , также известное как эпоксидное порошковое покрытие плавлением и обычно называемое покрытием FBE , представляет собой порошковое покрытие на основе эпоксидной смолы , которое широко используется для защиты от коррозии стальных труб, используемых в строительстве трубопроводов, арматурных стержнях для бетона и на широкий выбор трубопроводных соединений, клапанов и т. д. Покрытия FBE представляют собой покрытия из термореактивных полимеров . Они подпадают под категорию защитных покрытий в красках и номенклатуре покрытий. Название эпоксидной смолы на основе сплавления происходит из-за устаревания поперечных связей. и способ нанесения, отличный от обычной краски.
Компоненты смолы и отвердителя в составе сухого порошка FBE остаются неотредактированными при нормальных условиях хранения. При типичных температурах нанесения покрытия, обычно в диапазоне от 180 до 250 ° C (от 356 до 482 ° F), содержимое порошка плавится и переходит в жидкую форму. Жидкая пленка FBE смачивается и стекает по стальной поверхности, на которую она нанесена, и вскоре становится твердым покрытием за счет химического сшивания с помощью тепла. Этот процесс известен как «соединение сплавлением». Происходящая в этом случае химическая реакция поперечного сшивания необратима. После отверждения покрытие никаким образом не может быть возвращено в исходную форму. Дальнейшее нагревание не приводит к «расплавлению» покрытия, поэтому оно известно как « термореактивное » покрытие.
История [ править ]
С момента своего появления в качестве защитного покрытия в начале 1960-х годов составы покрытий FBE претерпели значительные улучшения и усовершенствования. Сегодня доступны различные типы покрытий FBE, специально разработанные для удовлетворения различных требований. FBE доступны в виде отдельных покрытий, а также в составе многослойных покрытий. Покрытия FBE с различными свойствами доступны для нанесения покрытия на основную часть трубы, внутренние поверхности, кольцевые сварные швы, а также на фитинги.
Химия покрытий FBE [ править ]
Основные компоненты порошкового покрытия:
- Смола.
- Отвердитель или отвердитель.
- Наполнители и расширители.
- Цветные пигменты.
Смола и отвердитель вместе известны как «связующее». Как видно из названия, в эпоксидных покрытиях, связанных методом Fusion, часть смолы представляет собой смолу «эпоксидного» типа. « Эпоксидные » или «Оксиранакриловая» структура содержит три членные циклическое кольцо - один кислородный атом , соединенный с двумя углеродных атомов - в молекуле смолы. Эта часть является наиболее реактивной группой эпоксидных смол. Наиболее часто используемые смолы FBE представляют собой производные бисфенола А и эпихлоргидрина . Однако другие типы смол (например, бисфенол Ftype) также обычно используются в рецептурах FBE для достижения различных свойств, комбинаций или добавок. Смолы также доступны с различной молекулярной длиной, чтобы обеспечить уникальные свойства окончательному покрытию.
Вторая по важности часть покрытий FBE - это отвердитель или отвердитель. Отвердители реагируют либо с эпоксидным кольцом, либо с гидроксильными группами вдоль молекулярной цепи эпоксидной смолы. Различные типы отвердителей, используемых при производстве FBE, включают дициандиамид, ароматические амины, алифатические диамины и т. Д. Выбранный отвердитель определяет природу конечного продукта FBE - его плотность сшивки, химическую стойкость, хрупкость, гибкость и т. Д. эпоксидных смол и отвердителей в составе определяется их относительной эквивалентной массой.
В дополнение к этим двум основным компонентам покрытия FBE включают наполнители, пигменты, наполнители и различные добавки для обеспечения желаемых свойств. Эти компоненты контролируют такие характеристики, как проницаемость, твердость, цвет, толщина, сопротивление зазубринам и т. Д. Все эти компоненты обычно представляют собой сухие твердые вещества, даже несмотря на то, что небольшие количества жидких добавок могут использоваться в некоторых составах FBE. Если используются, эти жидкие компоненты распыляются в рецептурную смесь во время предварительного смешивания в производственном процессе.
Стандарт на покрытие трубопроводов методом FBE - ISO 21809, часть 2.
Процесс производства порошка FBE [ править ]
Важнейшими частями завода по производству порошковых покрытий являются:
- весовая станция,
- станция предварительного смешивания,
- экструдер и
- классификатор или измельчитель.
Компоненты рецептуры FBE взвешиваются и предварительно смешиваются в высокоскоростных миксерах. Затем смесь переносят в экструдер с большим усилием сдвига. Экструдеры FBE включают одно- или двухшнековую установку, вращающуюся внутри фиксированного барабана-грейфера. Диапазон температур [ неопределенный ]от 50 ° C до 100 ° C используется внутри цилиндра экструдера. Эта установка сжимает смесь FBE, нагревая и плавя ее до полужидкой формы. Во время этого процесса ингредиенты расплавленной смеси тщательно диспергируются. Из-за быстрой работы экструдера и относительно низкой температуры внутри цилиндра компоненты эпоксидной смолы и отвердителя не будут подвергаться значительной химической реакции. Затем расплавленный экструдат проходит между холодными валками и становится твердым хрупким листом. Затем он перемещается в «Kibbler», который измельчает его на более мелкие чипсы. Эти стружки измельчаются с помощью высокоскоростных измельчителей (классификаторов) до размера частиц менее 150 микрометров (стандартные спецификации требуют 100% прохождения через 250 микрометров.сита и максимум 3% задерживается на сите 150 микрометров). Конечный продукт упаковывается в закрытые контейнеры, при этом особое внимание уделяется недопущению попадания влаги. Нормальные температуры хранения порошковых покрытий FBE ниже 25 ° C (77 ° F) на складах с кондиционированием воздуха.
Процесс нанесения покрытия FBE [ править ]
Независимо от формы и типа окрашиваемой стальной поверхности нанесение порошкового покрытия FBE состоит из трех основных этапов:
- стальная поверхность тщательно очищается,
- очищенная металлическая часть нагревается до рекомендованной температуры нанесения порошка FBE, и
- этап нанесения и отверждения.
Преимущество труб и арматуры заключается в том, что их круглая форма позволяет непрерывно линейно наносить их по внешней поверхности, в то время как детали перемещаются на конвейере через камеру для нанесения порошка, обеспечивая высокую производительность. На арматуру и т. Д. Покрытие наносится ручными краскораспылителями. Другой метод нанесения - это процесс погружения в жидкость, при котором нагретые компоненты погружаются в псевдоожиженный слой порошка (см. Ниже).
Подготовка поверхности - струйная очистка [ править ]
Пескоструйная очистка - наиболее часто используемый метод подготовки стальных поверхностей. Это эффективно удаляет ржавчину, окалину, ламели и т. Д. С поверхности и обеспечивает промышленную очистку и шероховатую поверхность. Шероховатость стали, полученная после струйной обработки, называется профилем и измеряется в микрометрах или милах . Обычно используемые диапазоны профилей для покрытий FBE составляют от 37 до 100 микрометров (от 1,5 до 4 мил). Профиль увеличивает эффективную площадь поверхности стали. Достигнутая чистота оценивается по классам ISO 8501-1 : они взяты из набора фотографических слайдов в шведском стандарте (SIS), показывающем образцы общепринятой терминологии «белый металл», «почти белый металл» и т. Д. Как правило, SA 2½ - это используется для трубопроводов (эквивалент NACE N ° 2).
Перед пескоструйной очисткой важно удалить жир или масляные загрязнения. Для этой цели обычно используются очистка растворителем, дожигание и т. Д. В процессе струйной очистки сжатый воздух (от 610 до 760 кПа) используется для нанесения абразивного материала на очищаемую поверхность. Оксид алюминия, стальная крошка, стальная дробь, гранат, угольный шлак и т. Д. Являются часто используемыми абразивами. Другой метод струйной очистки - это центробежная струйная очистка, которая особенно используется для очистки внешней поверхности трубы. В этом методе абразив подается во вращающееся тело трубы с помощью специально разработанного круга, который вращается с высокой скоростью, в то время как абразив подается из центра круга.
Нагревание и нанесение порошка FBE [ править ]
Нагревание может быть достигнуто с помощью нескольких методов, но наиболее распространенными из них являются «индукционный нагрев» или «нагрев в духовке». Стальная деталь проходит через высокочастотное магнитное поле переменного тока, которое нагревает металлическую деталь до требуемой температуры нанесения покрытия FBE. Типичная температура применения автономного FBE составляет от 225 ° до 245 ° C. При использовании в качестве грунтовки в многослойной полиолифиновой системе температура нанесения может быть снижена в соответствии с рекомендациями производителя FBE, чтобы соответствовать параметрам «межслойной адгезии». Некоторые производители порошков FBE недавно разработали специальные покрытия FBE, которые можно наносить при температурах до 175 ° C. Другими методами нагрева являются «нагрев в печи», «инфракрасный нагрев» и т. Д. Порошок FBE помещается в «псевдоожиженный слой».В псевдоожиженном слое частицы порошка взвешены в потоке воздуха, в котором порошок «ведет себя» как жидкость. После отключения подачи воздуха порошок останется в первоначальном виде. Псевдоожиженный порошок распыляют на горячий субстрат с помощью подходящих пистолетов-распылителей. Электростатический пистолет-распылитель снабжен ионизирующим электродом, который придает частицам порошка положительный электрический заряд. Покрываемая сталь «заземляется» через конвейер. Заряженные частицы порошка равномерно обвиваются вокруг подложки и плавятся в жидкой форме. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.в котором порошок будет «вести себя» как жидкость. После отключения подачи воздуха порошок останется в первоначальном виде. Псевдоожиженный порошок распыляют на горячий субстрат с помощью подходящих пистолетов-распылителей. Электростатический пистолет-распылитель снабжен ионизирующим электродом, который придает частицам порошка положительный электрический заряд. Покрываемая сталь «заземляется» через конвейер. Заряженные частицы порошка равномерно обвиваются вокруг подложки и плавятся в жидкой форме. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.в котором порошок будет «вести себя» как жидкость. После отключения подачи воздуха порошок останется в первоначальном виде. Псевдоожиженный порошок распыляют на горячий субстрат с помощью подходящих пистолетов-распылителей. Электростатический пистолет-распылитель снабжен ионизирующим электродом, который придает частицам порошка положительный электрический заряд. Покрываемая сталь «заземляется» через конвейер. Заряженные частицы порошка равномерно обвиваются вокруг подложки и плавятся в жидкой форме. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.Псевдоожиженный порошок распыляют на горячий субстрат с помощью подходящих пистолетов-распылителей. Электростатический пистолет-распылитель снабжен ионизирующим электродом, который придает частицам порошка положительный электрический заряд. Покрываемая сталь «заземляется» через конвейер. Заряженные частицы порошка равномерно обвиваются вокруг подложки и плавятся в жидкой форме. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.Псевдоожиженный порошок распыляют на горячий субстрат с помощью подходящих пистолетов-распылителей. Электростатический пистолет-распылитель снабжен ионизирующим электродом, который придает частицам порошка положительный электрический заряд. Покрываемая сталь «заземляется» через конвейер. Заряженные частицы порошка равномерно обвиваются вокруг подложки и плавятся в жидкой форме. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.и плавится в жидкую форму. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.и плавится в жидкую форму. Внутренние поверхности труб покрываются распылительными насадками, которые перемещаются от одного конца нагретой трубы к другому с постоянной скоростью, в то время как труба вращается по своей продольной оси.
Стандартный диапазон толщины покрытия автономных покрытий FBE составляет от 250 до 500 микрометров, хотя могут быть указаны более низкие или более высокие диапазоны толщины, в зависимости от условий эксплуатации. Расплавленный порошок «втекает» в профиль и связывается со сталью. Расплавленный порошок станет твердым покрытием, когда «время гелеобразования» закончится, что обычно происходит в течение нескольких секунд после нанесения покрытия. Смоляная часть покрытия подвергнется поперечному сшиванию, известному как «отверждение» в горячем состоянии. Полное отверждение достигается либо за счет остаточного тепла на стали, либо за счет дополнительных источников тепла. В зависимости от системы покрытия FBE полное отверждение может быть достигнуто менее чем за одну минуту до нескольких минут в случае FBE длительного отверждения, которые используются для внутренних покрытий труб.
Арматурные стержни покрываются аналогично нанесению покрытия на внешнюю поверхность труб. Для нанесения покрытия FBE на внутреннюю поверхность трубы используется насадка. Фурма входит в предварительно нагретую трубу и начинает распыление порошка с противоположного конца, при этом труба вращается вокруг своей оси, и фурма выдвигается с заданной скоростью.
На такие фитинги, как тройники, колена, изгибы и т. Д., Порошок можно распылять с помощью ручных пистолетов-распылителей. На фитинги небольшого размера можно также нанести покрытие путем погружения в псевдоожиженный слой порошка после нагрева стали до требуемой температуры нанесения порошка. После сварки концов труб в полевых условиях FBE можно наносить и на зону сварного шва.
Преимущества нанесения FBE по сравнению с обычным нанесением жидких покрытий:
- Легкость применения,
- Меньше отходов материала,
- Быстрое нанесение,
- График отверждения, что означает более высокую производительность
Производители [ править ]
Ведущими мировыми производителями FBE являются Valspar , SolEpoxy (ранее Henkel / Dexter), KCC Corporation , Jotun Powder Coatings , Sherwin-Williams , 3M , Axalta Coating Systems , Akzo Nobel , BASF и Rohm & Haas .
См. Также [ править ]
- Эпоксидная смола
- Арматура
- Термореактивные порошковые покрытия
- Коррозия
- Катодная защита
- Порошковое покрытие
- DCVG
Внешние ссылки [ править ]
- Улучшение защиты от коррозии функциональных порошковых покрытий
- Группа интереса к эпоксидным смолам CRSI - Покрытие армирующей стали
- Защита от коррозии с помощью покрытий для водопроводов и сточных вод.
- Лабораторная оценка эпоксидных покрытий, склеенных плавлением, для строительных работ
