English version
на Камчатке: 30.05.2024 
 
на главную



  ГОРЯЧАЯ ЛИНИЯ
  8 924-890-67-19 NEW!
  E-mail @
  8 984-165-44-27 для MMS
  (фото и видео)



  РЕЙТИНГ
  лидеров рыбной
  отрасли России



  ДИКИЕ ЛОСОСИ
  СЕВЕРНОЙ ПАЦИФИКИ



  и н т е р н е т - м у з е й
  WWW.FISHMUSEUM.RU



  информационный портал
  КАМЧАДАЛЫ.РУ



  ПРОБЛЕМЫ
  ОТРАСЛИ



  БИЗНЕС


  доска бесплатных
  ОБЪЯВЛЕНИЙ



  ЗАКОНОДАТЕЛЬНАЯ
  БАЗА



  ИСТОРИЯ
  СЕВЕРНОЙ ПАЦИФИКИ



  НАУКА ДЛЯ РЫБАКОВ


  СОХРАНИМ ЛОСОСЬ
  ВМЕСТЕ



  БИБЛИОТЕКА


  архив газеты
  "ТИХООКЕАНСКИЙ
  ВЕСТНИК"



  ФОРУМ


  ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ


  ПРОЕКТ ПРООН/ГЭФ

гл. редактор сайта - info@npacific.kamchatka.ru
администратор сайта - admin@fishkamchatka.ru



последние комментарии

(все комментарии)












при использовании
на сайтах
оригинальных материалов
Рыба Камчатского края
активная ссылка на
www.fishkamchatka.ru
ОБЯЗАТЕЛЬНА

администратор сайта - admin@fishkamchatka.ru,
тел. 8 (4152) 251927
(с 9:30-18:00 П-Кам).
Факс 8 (4152) 417-553






обмен банером




Камчатский Краевой фестиваль "Сохраним лососей ВМЕСТЕ"
.: в этот день... :.

Новости


Эксклюзив



24 июня 2013

Силовое нанесение и ускоренное отвердевание защитных покрытий в акустических полях

График
Анализируются специфика нанесения антикоррозийных и лако-красочных покрытий на корпуса судов, в том числе, в зоне переменного смачивания. Показана возможность силового нанесения антикоррозийных покрытий на неровные (класс St3) и увлажненные поверхности, а также ускоренного их отвердевания в акустическом поле. Приведены результаты испытаний, подтверждающие повышение ~ на 40-50% адгезии покрытий при сокращении ~ на 30-40% продолжительности их отвердевания и уменьшения ~ на 20-30% расхода покрытий.
* * *
Несомненно, традиционные способы катодной и барьерно-пленочной защиты стальных изделий от коррозии - нанесение антикоррозийных покрытий (АКП), лако-красочных покрытий (ЛКП) и композиций - продолжают пользоваться популярностью. Высокая сложность эффективной защиты подводной части корпуса судна от воздействия агрессивной среды, связанное с проблемой обрастания и коррозии обшивки судна, а также ухудшение экономических показателей на рейс обуславливает ежегодно проводящийся большой объем исследований, включая натурные испытания, для разработки новых высокоэффективных АКП и противообрастающих красок. Вместе с тем, значительное влияние на качество защитных покрытий (ЗП) оказывает технология их нанесения.
В связи с этим весьма перспективной выглядит наша технология, обеспечивающая, при уменьшении ~ на 20-30% расхода дорогостоящих ЗП, а также сокращения ~ на 30-40% (за счет уменьшения продолжительности отвердевания ЗП) продолжительности технологического процесса, увеличить ~ на 40-50% адгезию ЗП. Добавив к этому возможность нанесения ЗП на увлажненные, охлажденные и неровные (класс подготовки St3 вместо Sa2.0 или Sa2.5) поверхности, получим инновационные прорыв в области промышленной безопасности [2-5]. При этом мы умышленно, несмотря на еще более высокие показатели качества, не говорим о нанесении ЗП: огнезащитных и биозащитных, на пористые поверхности (конструкции из бетона, железо-бетона и полимеров).
Известно [6], что в общем случае, качество нанесения ЗП в равной степени зависит от трех параметров:
- физико-химических свойств ЗП. В частности, частицы ЗП должны иметь одинаковый (желательно минимальный) размер и т.д.;
- метода нанесения ЗП. В частности, обеспечить заданную глубину проник-новения (для пористых субстратов), равномерность и т.д.;
- состояния поверхности субстрата. В частности, поверхность должна иметь минимальную неровность (шерховатость), быть обезжиренной, очищенной от механических примесей, сухой, заданной температуры и т.д.
В работах [2,3] предложены способ и устройство, в том числе, для диспергирования частиц ЗП методом акустической кавитации. При этом показано, что в процессе традиционного приготовления ЗП его частицы по диаметру более чем на порядок отличаются друг от друга, а размерный ряд их значений занимает диапазон ~ до 50 мкм и выше. Кроме того, всего ~ 40% частиц имеют диаметр, не превышающий ~ 5 мкм. Данное обстоятельство является причинами: перерасхода ЗП - наиболее крупные частицы выпадает в осадок еще при хранении и в процессе приготовления ЗП; низкого качества крашения - разная глубина проникновения частиц различного диаметра в приповерхностный слой субстрата, неравномерность распределения ЗП по поверхности субстрата и др. В то время как при реализации разработанного способа частицы ЗП по диаметру незначительно отличаются друг от друга, а размерный ряд занимает диапазон значений, который ~ в 2-3 раза меньше, чем у традиционного способа. При этом ~ 85% частиц красителя имеют диаметр менее ~5 мкм.
На рис. 1, для примера, иллюстрируется принцип традиционного нанесения ЗП (АКП и ЛП) в воздухе с помощью краскопульта, в котором используется давление воздуха или самих покрытий.

Рис. 1 Типовой принцип нанесения защитных покрытий в воздухе
Как видно из рис. 1А, размер частиц ЗП, приготовленного типовым способом, может на порядок (наиболее крупные частицы выделены кружочками) отличаться друг от друга. Данное обстоятельство, как уже было отмечено ранее, является одной из причин низкого качества нанесения ЗП.
Как видно из фиг. 1Б, существенная (до 20-30%) часть ЗП разбрыз-гивается, в процессе его нанесения. Данное обстоятельство является не только причиной его перерасхода, но и наносит вред окружающей природной среде [1]. Следует отметить, что наличие ветра в процессе выполнения покрасочных работ, существенно усугубляет данную негативную ситуацию.
На рис. 2 иллюстрируется общий принцип силового (малогабаритный акустический излучатель находится непосредственно на сопле краскопульта) и объемного (несколько крупногабаритных акустических излучателей размещены, в данном случае, сверху и снизу относительно окрашиваемой поверхности субстрата) нанесения ЗП, а также их последующего отвердевания в акустическом поле [2-5].

Рис. 2 Принцип силового и объемного нанесения защитных покрытий, а также их последующего отвердевания, в акустическом поле
Как видно из рис. 2 в процессе коллинеарного распространения спрей-струи и акустической волны на частоте ω1, сформированной при помощи малогабаритного акустического излучателя установленного на сопле краскопульта, типовое давление спрей-струи может существенно (на порядок и более) возрастать путем увеличения интенсивности акустической волны. При этом с помощью крупногабаритных акустических излучателей, установ-ленных с различных (в данном случае, только сверху и снизу) направлений относительно окрашиваемой поверхности субстрата, обеспечивается формирование акустических волн на других частотах (ω2 и ω3) и объемное нанесение ЗП - за счет существенного возврата их разбрызгиваемых частей, а также последующее ускоренное отвердевание ЗП за счет ускорения физико-химических процессов и сушки (часть акустической энергии превращается в тепловую энергию) на молекулярном уровне.
На рис. 3 иллюстрируется внешний вид краскопульта с малогабарит-ным акустическим излучателем.

Рис. 3 Внешний вид краскопульта с малогабаритным акустическим излучателем
На рис. 4 иллюстрируется внешний вид используемого в процессе реализации разработанного способа акустического (малогабаритные - рис. 4А и крупногабаритные - рис. 4В акустические излучатели) и электронного (генераторы специальных сигналов и усилители мощности) оборудования.

Рис. 4 Внешний вид используемого оборудования
Целенаправленные испытания разработанного метода были проведены в 2006-2008 гг. в Республике Корея (г. Сеул и г. Пусан) и в 2008-2011 гг. Вьетнаме (г. Хошимин и г. ВунгТау).
На рис. 5, для примера, иллюстрируется процесс проведения одного из испытаний на государственной судостроительной корпорации Вьетнама "Vinashin" (2008 г.).

Рис. 5 Проведение испытаний по нанесению защитных покрытий
В табл. 1 представлены результаты сравнительных испытаний по нанесению двух слоев с толщиной мокрой пленки 200-225 мкм (с промежуточным сушением каждого слоя в течение 24 ч) АКП "Metapride" на сухую поверхность образцов (размеры: 600х300х4мм) из стали. При этом поверхность была очищена абразивным методом по стандарту ISO 8501-1 до степени чистоты Sa 2.5 (профиль поверхности после очистки 90 мкм).

Результаты сравнительных испытаний
Таблица 1

Способ нанесенияТолщина (S) пленки, мкмАдгезия (A),
МПа
Разница (S), мкм (%)Разница (А),
МПа (%)
Без излучения349,04,20+80,5
(+13,0)
-2,45
(-58,5)
С излучением268,56,65-80,5
(-13,0)
+2,45
(+58,5)
На рис. 6 иллюстрируется внешний вид образцов стали (сухая поверхность), на которые нанесено два слоя АКП "Metapride" традиционным (рис. 6а) и разработанным (рис. 6б) способами.

Рис. 6 (фото) Внешний вид образцов стали
Как видно из табл. 1 и рис. 6 (контрольные точки обозначены белыми кружками) средне арифметические значения адгезии в процессе реализации разработанного способа составляют А=6,65 МПа при толщине сухой пленки S=268.5 мкм (требования технических условий: S ≥ 300 мкм), в то время как у традиционного способа А=4,2 МПа (требования технических условий: А ≥ 2,5 МПа) при S=349,0 мкм.
Другими словами, даже при сокращении ~ на 13% расхода АКП (меньшая толщины сухой пленки, 4 столбец табл. 1) адгезия при реализации разработанного способа возросла ~ на 58,5%.
При этом целесообразно обратить внимание на левые верхние части образцов, где специально нанесен только один слой АКП "Metapride" с толщиной сухой пленки: S=183 мкм (А=2,9 МПа) - для традиционного способа и S=142 мкм (А=4,0 МПа) - для разработанного способа. Другими словами выигрыш у разработанного способа по данному частному показателю эффективности (адгезия) наблюдается и при нанесении одного слоя защитного покрытия.
На верхнем фото рис. 7 иллюстрируются результаты сравнительных испытаний при последовательном нанесении нескольких (от 1 до 7) слоев АКП "Banhon 500 R.Brown" с толщиной мокрой пленки 25-30 мкм для каждого слоя и без их промежуточного сушения в процессе реализации разработанного (дальний лист стали на рис. 7а) и традиционного (ближний лист стали на рис. 7а) способов.

Рис. 7 Результаты разработанного способа испытаний
Как видно из рис. 7а при традиционном нанесении АКП уже на 3-ем слое отмечаются его вспучивание и подтеки, в то время как у разработанного способа близкая картина наблюдается только при нанесении 7-го слоя АКП.
На рис. 7б представлены результаты сравнительных испытаний при нанесении ЛКП "Epicon Mf Grey CS-614" (серый цвет) и "Uny Marine White" (белый цвет) на образцы стали. Как видно из рис. 7б при нанесении ЛКП с помощью разработанного способа отмечается их более высокая насы-щенность (плотность) и яркость.
В табл. 2 представлены результаты испытаний по нанесению АКП на влажную поверхность образцов (размеры: 600х300х4мм) из стали. При этом поверхность была очищена абразивным методом по стандарту ISO 8501-1 до степени чистоты Sa 2.5 (профиль поверхности после очистки 90 мкм).

Результаты сравнительных испытаний
Таблица 2

Способ нанесенияТолщина (S) пленки, мкмАдгезия (A),
МПа
Разница (S), мкм (%)Разница (А),
МПа (%)
Без излучения328,33,51+50,1
(+8,26)
-2,76
(-78,6)
С излучением278,26,27-50,1
(-8,26)
+2,76
(+78,3)
Как видно из табл. 2 средне арифметические значения адгезии в процессе реализации разработанного способа составляют А=6,27 МПа при толщине сухой пленки S=278,2 мкм (требования технических условий: ≥ 300 мкм), в то время как у традиционного способа А=3,51 МПа (требования технических условий: ≥ 2,5 МПа) при S=328,3 мкм.
Другими словами, даже при сокращении ~ на 8,26% расхода АКП (меньшая толщины сухой пленки, 4 столбец табл. 2) адгезия при реализации разработанного способа возросла ~ на 78,3%.
На рис. 8 иллюстрируется внешний вид образцов стали с сухой (рис. 8а) и увлажненной (рис. 8б) поверхностями, на которые разработанным способом нанесено два слоя АКП "Metapride" и один слой ЛКП "Uny Marine White".

Рис. 8 Результаты испытаний разработанного метода
В процессе проведения испытаний по ускоренному отвердеванию АКП и ЛКП в акустическом поле [4,5] установлено, что даже при благоприятных погодных условиях (относительная влажность воздуха - 73,3%, температура воздуха - 29,70 С) "акустическая сушка" имеет преимущество перед отвердеванием ЗП в естественных условиях:
- до 40% - для сухой поверхности образцов;
- до 34% - для влажной поверхности образцов.
Таким образом, в процессе испытаний было установлено, что разработанный метод позволяет:
1. Повысить (~ на 40-50%) адгезию АКП и ЛКП, что обеспечивает большую по времени стойкость покрытия к любым внешним воздействиям;
2. Повысить (~ на 30-40%) равномерность распределения ЗП по окраши-ваемой поверхности.
3. Уменьшить (~ на 20-30 %) пористость защитных покрытий, что также обеспечивает его большую по времени стойкость к любым внешним воздействиям.
4. Расширить область применения - за счет нанесения ЗР на влажную и необезжиренную поверхности конструкций, а также в зоне их переменного смачивания.
5. Уменьшить (~ на 30-40%) время отвердевания (сушки) ЗП, в том числе, за счет ускорения физико-химических процессов и превращения (на молекуляр-ном уровне) части акустической энергии в тепловую энергию, что уменьшает общую продолжительность технологического процесса многослойного нанесения ЗП.
6. Уменьшить (~ на 20-30%) расход ЗП, в том числе за счет его принуди-тельного возврата (акустическими полями) на окрашиваемую поверхность.
7. Повысить (на 40-50%) гомогенизацию защитных покрытий перед его нанесением на окрашиваемую поверхность за счет диспергирования (измельчения) его частиц до одинаковых размеров в режиме акустической кавитации.
8. Увеличить (~ на 20-30%) яркость ЛКП за счет более упорядоченного расположения частиц в слое, что повышает внешний вид конструкций 9например, корпус судна и т.д.).
9. Повысить экологическую безопасность выполнения покрасочных работ за счет того, что разбрызгиваемые части ЗП принудительно (акустическими полями) вновь возвращаются на окрашиваемую поверхность и др.
При реализации способа в воздухе используется обычное оборудование (компрессор, краскопульт), но на сопло краскопульта устанавливают малогабаритный акустический излучатель. При окраске больших поверхностей и акустической сушки защитного покрытия вблизи зон окраски и сушения устанавливают не менее четырех (слева, справа, снизу и сверху) переносных акустических излучателей.
Технология безвредна для персонала и окружающей природной среды, что подтверждается соответствующими сертификатами на оборудование и практическим опытом применения технологии в Республике Корее и Вьетнаме.
Литература:
1. Бахарев С.А. Обеспечение экологической безопасности деятельности человека на морском шельфе.- Вестник РАЕН, М.: РАЕН, 2003, том 3, № 3, с.13-17.
2. Бахарев С.А. Способ непрерывного крашения полимеров с использованием ультразвука.- Патент РФ № 2318939, 2006 г.
3. Бахарев С.А. Устройство для непрерывного крашения полимерных материалов с использованием волн различной физической природы.- Патент РФ № 2383674, 2008 г.
4.Бахарев С.А. Способ спрей-акустического крашения металла. - Патент РФ № 2381839, 2008 г.
5. Бахарев С.А. Способ комбинированной сушки полимеров с использова-нием волн различной физической природы. - Патент РФ № 2423655, 2009 г.
6. Воюцкий С. С., Аутогезия и адгезия высокополимеров, М., 1960, 297 с.
Доктор технических наук, профессор Бахарев С.А.

Рыба Камчатского края


Понравилось? Поделись!
   



Эту новость просмотрели 1135
 

Комментатор: (Мск)

Добавить комментарий
Автор (Ник)
Комментарий


* Для комментирования, пожалуйста, авторизуйтесь
Зарегистрироваться
предыдущаяследующая назад
 

ИА "Тихоокеанский вестник"
« 2013 г. »
« июнь »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30


.: Сегодня: 30.05.2024 :.
.: Регионы :.
+Эксклюзив
+Камчатский край
+Дальний Восток и Сибирь
+Россия
+Мировые новости
.: Реклама :.



     вверх