Защитное уплотнительное порошковое покрытие на основе полисульфона для резьбовых соединений ответственных изделий

Изобретение относится к защитным порошковым уплотнительным покрытиям на основе полимеров, для защиты от коррозии и износа, например, нефтегазового оборудования. Состав порошковой композиции для покрытия включает порошковый полисульфон с температурой стеклования не менее 210°C и дополнительно содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, масс. %: полисульфон - 50-58; политетрафторэтилен 4-МБ - 24-28; монтмориллонит - 18-22. Изобретение позволяет получить покрытия для резьбовых соединений ответственных изделий, обладающие улучшенными физико-механическими, тепловыми и трибологическими свойствами. 1 ил., 1пр..

 

Защитное уплотнительное порошковое покрытие на основе полисульфона для резьбовых соединений ответственных изделий

Изобретение относится к защитным порошковым покрытиям на базе полимеров, обладающих специальными функциональными свойствами, и может успешно применяться в нефтегазовой отрасли.

Проблема коррозии и износа резьбовых соединений, как правило, остается без должного внимания со стороны производителей нефтегазового оборудования и эксплуатирующих месторождения компаний. При этом резьбовые соединения являются одним из наиболее подверженных коррозии элементов нефтедобывающего оборудования и трубопроводов. Защита резьбовых соединений от коррозии позволила бы значительно сократить эксплуатационные расходы в ходе разработки полезных ископаемых. Особенно актуальной является защита насосно-компрессорных труб с резьбовыми соединениями. Зона резьбового соединения является одной из наиболее подверженных коррозии и износу мест в таких трубах. Напряжения, создаваемые в районе резьбы, а также значительное утончение труб в этом месте, способствуют быстрому распространению коррозии. Именно поэтому на скважинах часто происходят аварии, причиной которых становится обрыв колонн в зоне резьбового соединения. Еще одним неприятным последствием коррозии резьбовых соединений является потеря герметичности насосно-компрессорных труб и, как следствие, необходимость их замены.

Защитное уплотнительное порошковое покрытие на основе полисульфона позволит не только защитить резьбу от коррозии, но и доведет минимальное количество «скручиваний-раскручиваний» до 40-45 циклов, при том, что хорошим результатом сегодня считается 20-25 циклов.

Из патента BY 10391, 28.02.2008 известен композиционный материал для покрытий деталей узлов трения различных машин и механизмов на основе полиамида 11 с добавлением политетрафторэтилена и слоистого силикатосодержащего минерала (например, монтмориллонита).

К недостаткам метода можно отнести применение в качестве базового полимера полиамида, не обладающего достаточной теплостойкостью, химической стойкостью и долговечностью, а также модифицирование полимерной матрицы крупными (более 5 мкм) частицами силикатосодержащего минерала, что не позволяет добиться максимального упрочняющего эффекта и достаточной гидрофобности покрытия.

В работах JP 03159736, 09.07.1991 (D2) и BY 9397, 30.06.2007 (D3) в качестве основ композиционных покрытий используются другие полимерные матрицы и добавки (полиэфирсульфон, неизвестный тип политетрафторэтилена и т.д.), а также очищенные и модифицированные упрочняющие наполнители (монтмориллонит), а также не до конца раскрыты технологии их получения. Таким образом, указанные отличительные признаки не являются известными.

Авторская разработка по патенту US 5376996, 27.12.1994 (D2) касается покрытия на основе полифениленсульфида, содержащего до 40 масс. % политетрафторэтилена и возможные упрочняющие добавки. Однако такой состав характеризуется крайне низкой адгезией к металлической подложке из-за применения чистого политетрафторэтилена. В качестве модифицирующей добавки предлагается использовать глину, но не указывается конкретный тип, что, в свою очередь, может оказывать сильное влияние на свойства покрытия. Предложенный жидкофазный метод не позволяет получать однородную механическую смесь или гомогенный состав из-за разной природы используемых полимеров. Таким образом, такой состав может быть эффективно применен лишь в полиграфии для валиков термического закрепления.

В данном изобретении предложен состав, обеспечивающий не только максимальные физико-механические свойства, но и высокий уровень адгезии к металлической подложке.

Новый технический результат изобретения заключается в получении эффективного защитного уплотнительного порошкового покрытия на основе полисульфона с размером частиц 60-120 мкм и улучшенными физико-механическими, тепловыми и трибологическими свойствами для резьбовых соединений ответственных изделий.

Достигается технический результат тем, что в составе помимо полисульфона дисперсностью 60 мкм с температурой стеклования не менее 210°C содержится ультрадисперсный порошок (частицы размером менее 100 нм со слоистой структурой, собранные в конгломераты) Na-монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ дисперсностью 60 мкм при следующем соотношении, масс. %: полисульфон - 50-58; политетрафторэтилен 4-МБ - 24-28; монтмориллонит - 18-22.

Заявленный состав может быть получен следующим способом. В качестве исходных материалов используются промышленные порошки полисульфона с температурой стеклования не менее 210°C и политетрафторэтилена 4-МБ, а также ультрадисперсный порошок монтмориллонита. Состав компонентов в композиции отвечает соотношению, масс. %: полисульфон - 50-58; политетрафторэтилен 4-МБ - 24-28; монтмориллонит - 18-22.

Компоненты, взятые в вышеуказанной пропорции, смешиваются в шаровом активаторе планетарного типа. Время механохимической обработки на активаторе типа АПФ-3/МПФ-1 составляет 30-35 минут.

Полученный таким образом материал представляет собой порошок коричневого цвета с размером частиц 60-120 мкм, не требующий дополнительной обработки. Готовый состав можно наносить на стальные изделия методом электростатического напыления. Пример защитного уплотнительного порошкового покрытия на основе полисульфона представлен на Фигуре 1, где изображено защитное покрытие на резьбе насосно-компрессорной трубы.

Испытания показали, что до потери герметичности резьбового соединения при использовании защитного уплотнительного порошкового покрытия на основе полисульфона требуется не менее циклов 40 «соединение-разъединение». Возможность промышленной применимости предлагаемого способа и полученного с его использованием полимерного покрытия на основе полисульфоната подтверждается следующим примером реализации.

Пример

В качестве исходных материалов использовались Na-монтмориллонит (ММТ) с Таганского месторождения (Казахстан) с размером частиц менее 100 нм, порошок полисульфона (ПС) ULTRASON S2010 дисперсностью 60 мкм производства BASF и порошок политетрафторэтилена 4-МБ (ПТФЭ) дисперсностью 60 мкм производства ОАО «ГалоПолимер».

Состав защитного уплотнительного порошкового покрытия на основе полисульфона для резьбовых соединений ответственных изделий, отличающийся тем, что содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, масс. %: полисульфон - 50-58; политетрафторэтилен 4-МБ - 24-28; монтмориллонит - 18-22.

Коэффициент заполнения мелющими телами рабочего барабана составил 0,5, общий коэффициент заполнения рабочего барабана - 0,75. Мелющими телами были шарики диаметром 5 и 8 мм, выполненные из стали ПГХ15.

Представленные выше порошки полисульфона, политетрафторэтилена 4-МБ и монтмориллонита были помещены в реакторы в соотношении 50/28/22, 54/26/20 и 58/24/18 (масс. %) соответственно и смешаны в АПФ-3 в течение 30 минут.

Для испытаний свойств покрытий (для резьбовых соединений) было предложено две методики, позволяющие определить герметичность резьбовых соединений во время длительной эксплуатации.

Первая методика заключается в погружении в ванну с водой трубы диаметром 73 мм и муфты. С одной стороны труба и муфта имеют нарезанную резьбу с нанесенным защитным покрытием, а с другой они герметично заварены. При соединении трубы и муфты образуется единый элемент, который погружается в ванну на глубину 0,5 м. Каждые 24 часа труба и муфта извлекаются, сушатся и разъединяются для оценки герметичности. Внутренняя поверхность трубы и муфты обработана специальной легкосмываемой краской, которая позволяет определить попадание воды внутрь элемента. Испытание продолжается до тех пор, пока не будут обнаружены следы воды на внутренней поверхности трубы или муфты. Для оценки герметичности по данной методике было сделано 30 элементов с защитным покрытием на резьбах.

Вторая методика отличается от первой тем, что муфта на заваренном конце имеет отверстие, в которое поступает вода под давлением 5 атм. Таким образом, герметичность резьбового соединения проверяется под избыточным давлением, создаваемым внутри элемента. Каждые 30 минут элемент разбирался и собирался заново. Для оценки герметичности по данной методике было произведено 50 элементов с защитным покрытием на резьбах.

Разработанные защитные покрытия показали высокую эффективность в плане увеличения количества циклов «соединение-разъединение» резьбовых соединений. Количество циклов «соединение-разъединение» резьбовых соединений было увеличено в среднем в два раза по сравнению с необработанными резьбами. Испытания показали, что до потери герметичности требуется не менее циклов 40 «соединение-разъединение».

Состав защитного уплотнительного порошкового покрытия на основе полисульфона для резьбовых соединений ответственных изделий, отличающийся тем, что содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, масс.%:

Полисульфон 50-58
Политетрафторэтилен 4-МБ 24-28
Монтмориллонит 18-22



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к пигментным гранулам, которые содержат один или больше воздействующих пигментов хлопьевидной формы, а также к их применению для пигментации среды нанесения, к примеру, для порошковых покрытий и, в частности, пластмасс, а также для приготовления концентрированных красителей.

Изобретение раскрывает композицию маточной смеси, способ получения композиции маточной смеси, способ получения порошковой покрывающей композиции, порошковую покрывающую композицию, получаемую указанным способом, а также применение композиции маточной смеси для порошковой покрывающей композиции или для повышения непрозрачности отвержденного порошкового покрытия.

Изобретение относится к термоотверждаемой композиции порошкового покрытия, пригодной для отверждения при температуре 60-130°С. Композиция включает термическую систему инициирования и систему смолы, в которой реакционная способность термической системы инициирования такова, что термическая система инициирования обеспечивает время гелирования 2,5-1000 минут при 60°С в бутандиол-диметакрилате при определении согласно DIN 16945 с использованием 1 мас.% термической системы инициирования в 99 мас.% бутандиол-диметакрилатая.

Изобретение относится к термоотверждаемому порошковому покрытию, способу его получения, использованию композиции порошкового покрытия для нанесения ее на подложку, подложке, покрытой композицией порошкового покрытия, и способу нанесения покрытия на подложку с использованием композиции порошкового покрытия.

Изобретение относится к однокомпонентной термоотверждаемой композиции порошкового покрытия, содержащей смолу с реакционноспособной ненасыщенностью, в которой вся указанная реакционноспособная ненасыщенность является двойными связями углерод-углерод, непосредственно соединенными с электроноакцепторной группой, термическую систему инициирования, содержащую пероксид, выбранный из группы соединений, представленных формулой (1) где R1 и R2, каждый, независимо означает необязательно замещенный алкил с 1-30 С-атомами, в котором 1-30 С-атомов не включают С-атомы заместителей, или необязательно замещенный арил с 6-18 С-атомами, в котором 6-18 С-атомов не включают С-атомы заместителей, и сшивающий агент, выбранный из группы простых виниловых эфиров, простых виниловых эфиров уретанов, сложных виниловых эфиров, виниламидов, итаконатов, енаминов, винилмочевин и их смесей.

Изобретение относится к композиции покрытия. Композиция для покрытий содержит: a) пленкообразующую связующую смолу, и b) сополимер, полученный контролируемой полимеризацией или радикальной полимеризацией, содержащий мономер (М1х), выбранный из ненасыщенных мономеров из группы (мет)акрилатов, стирольных мономеров или (мет)акриламидов, где данный сополимер содержит, по меньшей мере, >30 мас.% (мет)акрилатов; и мономер (M2y), выбранный из 2,2,2-трифторэтил(мет)акрилата, 2,2,3,3,3-пентафторпропил(мет)акрилата и 2,2,3,4,4,4-гексафторбутил(мет)акрилата; х означает общее число мономеров М1 в структурном элементе (М1х):х>5, y означает общее число мономеров М2 в структурном элементе (M2y):y>1.
Изобретение относится к способу получения автомобильного лака, способу получения покрытия с высокой стойкостью к истиранию, к автомобильному лаку и его применению.

Изобретение относится к способу получения композиционных частиц, который заключается в конденсации одного или нескольких соединений кремния общей формулы , в которой R обозначает необязательно замещенный алкильный или арильный остаток с 1-20 атомами углерода или атом водорода, R1 обозначает необязательно замещенный углеводородный остаток или атом водорода и n обозначает число от 1 до 4, или одного или нескольких продуктов его конденсации в присутствии растворителя или смеси растворителей и одного или нескольких растворимых полимеров.
Настоящее изобретение относится к способу получения полиуретдионовой смолы с карбоксильными функциональными группами для применения в порошковых покрывающих композициях, включающий стадии: (a) проведения реакции, по меньшей мере, одного изоцианатного NCO функционального уретдиона с, по меньшей мере, одним спиртом в соотношении свободных NCO групп к гидроксильным группам в диапазоне от 0,5:1 до 0,5:3, и (b) проведения реакции получившегося в результате гидроксил-функционального полиуретдиона с ди- и/или полифункциональной кислотой(кислотами) и/или их ангидридом(ангидридами), где получившаяся в результате полиуретдионовая смола с карбоксильными функциональными группами имеет карбоксильное число в диапазоне от 20 до 300 мг KOH/г, где карбоксильное число определяют согласно DIN EN ISO 2114.

Изобретения относятся к области радиопоглощающих материалов. Способ получения радиопоглощающего покрытия включает послойное нанесение на подложку слоев радиопоглощающего материала, содержащего 20-70 масс.% смеси микрошариков, изготовленных из природного граната по плазменной технологии, и связующего вещества, с закреплением нанесенного покрытия путем термообработки.

Изобретение относится к коррозионно-стойким порошковым покрытиям на базе полимеров, предназначенных для защиты изделий из металлических сплавов от воздействия агрессивной среды.
Изобретение относится к способу получения ультрагидрофобных покрытий многоразового (долговременного, возобновляемого) использования для борьбы с обледенением больших площадей (крыльев самолетов, строений, линий электропередачи, панелей солнечных батарей и т.д.).
Изобретение относится к получению композиционных материалов для облицовочных покрытий антипригарного, агрессивностойкого, износостойкого назначения, которые могут быть использованы на деталях, оборудовании, изделиях, применяемых, например, в пищевой промышленности (кухонная посуда, хлебопекарные формы и др.), судостроительной, авиационной, химической промышленности, машиностроении.
Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в бортовых микрополосковых СВЧ-устройствах. Лаковая композиция содержит отвердитель АФ-2, фторопластовый лак ЛФЭ-32 ЛНХ, углеродные нанотрубки и базальт чешуйчатый.

Изобретение относится к области получения полиимидно-фторопластовых пленок с односторонним и/или двухсторонним фторопластовым покрытием. Состав для форсуночного напыления фторсодержащего полимера на полиимидную пленку представляет собой водную дисперсию фторсодержащего полимера, в которую введен 50-процентный водно-спиртовой раствор в соотношении 1:1.

Изобретение относится к смешанным композициям фторполимеров, используемым для получения покрытия. В состав композиции входят низкомолекулярный политетрафторэтилен (LPTFE) и фторированный этиленпропилен (FEP), которые находятся в форме жидкой дисперсии частиц со средним размером частиц 1,0 мкм или менее.

Изобретение относится к химической, машиностроительной, авиационной промышленности и касается способа получения покрытий с высокими трибологическими (триботехническими) свойствами.
Изобретение относится к созданию композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия. Композиция антифрикционного твердою смазочного покрытия содержит дисульфид молибдена, азотную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, оксид меди, дополнительно содержит тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс, суспензию фторопласта Ф-4Д и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: дисульфид молибдена 50-56; тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс 4-8; азотнокислое серебро 2-4; азотная кислота 3-7; фосфорная кислота 10-12; оксид меди 1-3; суспензия фторопласта Ф-4Д 13-15; вода остальное.
Изобретение относится к составам антикоррозионных покрытий и может быть использовано для защиты от коррозии стальных, оцинкованных стальных, чугунных, алюминиевых поверхностей.
Изобретение относится к формированию покрытия - разделительной поверхности на подложке и может быть использовано во многих промышленных применениях для создания покрытий с хорошей химической стойкостью, термостойкостью, хорошей электрической изоляцией, например для покрытий грилей, жаропрочной посуды, прижимных валов химических реакторов.

Изобретение относится к композиционным порошковым покрытиям на основе полимеров, предназначенных для защиты изделий из металлических сплавов от воздействия агрессивной среды. Порошковая композиция для покрытия включает полифениленсульфид и дополнительно содержит ультрадисперсный порошок монтмориллонита и порошок политетрафторэтилена 4-МБ при следующем соотношении, мас.%: полифениленсульфид - 65-67; политетрафторэтилен 4-МБ - 11-15; монтмориллонит - 20-22. Изобретение позволяет получить механическую смесь порошковых материалов на основе полифениленсульфида для использования ее в качестве исходного материала для производства защитного композиционного полимерматричного порошкового покрытия, обладающего улучшенными физико-механическими, тепловыми, трибологическими и гидрофобными свойствами. 4 ил., 1 пр.
Наверх