|
I. A. Pustovalov, I. L. Skrypnyk
THE INFLUENCE OF AGGRESSIVE ENVIRONMENTAL FACTORS ON THE
RELIABILITY OF METAL STRUCTURES WITH A THIN LAYER INFLATABLE
FLAME RETARDANT COATING APPLIED TO THEM
Keywords:
intumescent fire retardant coating, reliability, aging, aggressive environment.
Abstract:
The features of functioning of metal structures with a thin- layer bulging fire- re-
sistant coating (tvop) under the influence of aggressive environmental factors are considered. An
experiment was performed showing the behavior of tvos under the influence of environmental fac-
tors. Further research directions are defined.
В настоящее время задачи защиты металлоконструкций приобретают актуаль-
ное значение. Это связано с расширением географических мест их применения и воз-
росшей потребностью для использования.
Металлоконструкции применяются для строительства объектов нефтегазового
комплекса [1,2]. К ним также относят морские нефтеналивные и нефтепродуктовые
терминалы (МННТ), число которых постоянно увеличивается. Сейчас в РФ их насчи-
тывается 25. Металлоконструкции просты в использовании и экономически выгодны,
однако, при пожаре очень быстро нагреваются и уже через 15-40 минут после его
начала могут снизить свои расчетные прочностные характеристики в два раза, а при
последующем воздействии высоких температур или их перепада разрушиться [3,4].
Защита металлоконструкций состоит из следующих составляющих:
- повышение предела огнестойкости при воздействии пламенного горения [5,6];
- коррозионную обработку при функционировании в условиях агрессивных
сред [7].
Оба этих мероприятия выполняются при использовании пассивных средств за-
щиты металлоконструкций, к которым относятся ТВОП [8].
Вследствие расположения МННТ на большой территории РФ, в регионах с раз-
личными климатическими факторами агрессивной среды, то на их эксплуатационные
характеристики оказывается разное воздействие [9]. На металлоконструкции влияют
следующие климатические факторы: солевой туман, ультрафиолетовое излучение,
низкие температуры, высокая влажность, эрозия, высокий показатель кислотности.
Под воздействием них происходит разрушение полимерных связей ТВОП.
Надежность ТВОП связана со способностью выполнять свои огнезащитные
функции в условиях воздействия агрессивных сред в течение заданного эксплуатаци-
онного периода. Как правило, ТВОП состоят из компонентов: источник углерода, ка-
тализатор, вспучивающийся агент, пленкообразователь. Под воздействием агрессив-
ных факторов изменяется установленная пропорция данных составляющих в составе
покрытия, вследствие чего надежностные характеристики могут выйти за пределы
допустимых значений на этапе нормальной эксплуатации [10,11]. Поэтому надо сни-
жать скорость старения ТВОП за счет повышения стабильности макроэлементов по-
крытия.
НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
________________________________________________________________________________
78
Существует большое количество способов снижения скорости старения поли-
мерных композиций, одними из которых являются:
- качественное нанесение покрытия на металлоконструкцию;
- исключение попадания в матрицу полимера молекул кислорода или электро-
литов, способствующих протеканию электрохимической коррозии;
- внедрение в полимер компонентов (стабилизаторов), влияющих на устойчи-
вость к воздействию изменения погодных явлений.
Введение стабилизаторов в состав полимерных композиций повышает его
устойчивость к перепадам температуры. Они повышают адгезионные свойства веще-
ства, вследствие чего усиливается взаимодействие его с субстратом.
Так, как некоторые агрессивные факторы окружающей среды связаны с воздей-
ствием водных компонентов, то были проведены эксперименты на огнезащитных со-
ставах с целью определения степени влагопроницаемости при гидротермическом ста-
рении.
Для этого испытываемые металлические образцы с нанесенным ТВОП поме-
стили в QUV (погодный тестер). В нем создавали реальные погодные условия взаи-
модействия ТВОП с агрессивными факторами окружающей среды. Имитация атмо-
сферных воздействий на открытом воздухе проводилась на ТВОП в течение 21 цикла
(что соответствует 10 годам эксплуатации) воздействия негативных факторов. Моде-
лировались следующие условия окружающей среды: ультрафиолетовое излучение – с
помощью специальных люминесцентных ламп; влажность – с использованием водя-
ных брызг и тумана; повышенная температура – с помощью термоэлектронагревате-
ля.
После проведения теста на ускоренное старение был выполнен качественный
анализ покрытия по внешнему виду поверхности, а также изменению толщины сухой
пленки. На Рис. 1 (а, б) показано состояние образцов после прохождения 21 цикла
ускоренного старения.
а
б
Рис. 1.
Внешний вид металлоконструкций с нанесенным на них ТВОП после прохождения
21 цикла ускоренного старения
Проведенные результаты исследования показали, что в процессе старения
уменьшается толщина сухой пленки покрытия. А так же появляются видимые дефек-
ты (трещины, вспучивания, отслоение от подложки).
Do'stlaringiz bilan baham: |
