В ПНИПУ разработали эпоксидное покрытие для защиты промышленного оборудования

Учёные Пермского Политеха разработали новое эпоксидное покрытие для защиты промышленного оборудования — труб, конвейеров и деталей дробилок. По данным исследователей, разработка позволяет увеличить срок службы оборудования на 15–20%.

Работа ориентирована в том числе на предприятия по переработке минерального сырья. В процессе производства минеральных удобрений оборудование подвергается одновременно механическому и химическому воздействию. Руда перемещается по трубам и конвейерам и истирает металлические поверхности, а концентрированные солевые растворы постепенно разрушают незащищённый металл.

Для защиты такого оборудования применяются эпоксидные эмали. Однако, как отмечают исследователи, стандартные составы не выдерживают одновременного воздействия абразивных частиц и химически активных сред: покрытие может трескаться, пузыриться и отслаиваться.

Эпоксидная эмаль с частицами фторопласта
Для повышения защитных свойств покрытия учёные использовали стандартную эпоксидную эмаль и добавили в неё фторопласт с размером частиц 1 микрон. Такой размер позволил равномерно распределить материал в объёме эмали и сформировать плотное и гладкое покрытие.

Фторопласт обладает низким коэффициентом трения, химической стойкостью к кислотам, щелочам и солевым растворам, а также высокой термостойкостью. При этом чистый фторопласт плохо сцепляется с металлом.

В разработанном составе эпоксидная основа обеспечивает сцепление с металлической поверхностью, а фторопласт придаёт покрытию износостойкость и химическую инертность.

Потеря массы при истирании составила 0,015%
В лабораторных условиях исследователи сравнили три состава: исходную эпоксидную эмаль, состав с жидким фторорганическим полимером и новое покрытие с фторопластом.

Образцы проверяли на адгезию, водопоглощение, устойчивость к горячему солевому раствору и соляному туману. Также покрытия испытывали на истирание сильвинитовой рудой, которая перерабатывается на калийных предприятиях.

Потеря массы нового покрытия при истирании составила 0,015%. Это в 1,5 раза меньше, чем у исходной эпоксидной эмали, и почти в два раза меньше, чем у состава с жидким фторорганическим полимером.

Только покрытие с фторопластом выдержало воздействие горячего солевого раствора без образования трещин, пузырей и отслаиваний. По прочности сцепления с металлом новый состав также показал лучший результат.

Срок службы оборудования может увеличиться на 15–20%
Разработанное покрытие прошло опытные исследования в условиях, близких к производственным.

«Разработанное покрытие прошло опытные исследования в условиях, близких к производственным, и позволяет увеличить срок службы оборудования на 15–20%. Это сократит затраты на ремонт и замену деталей, а значит, снизит себестоимость продукции. В итоге позволит сдерживать рост цен на удобрения для конечного потребителя», — сообщила доцент кафедры химической технологии и экологии Березниковского филиала Пермского Политеха, кандидат технических наук Ольга Нисина.

Разработка может применяться не только при производстве минеральных удобрений, но и в нефтехимии, горной добыче, переработке минерального сырья и на химических производствах, где оборудование контактирует с агрессивными средами и абразивными материалами.

Результаты исследования опубликованы в материалах Всероссийской научно-практической конференции «Молодежная наука в развитии регионов».