Модифицированные полиэтиленовые композиции для защиты металлических конструкций очистных сооружений

• Автор: Банул, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Очистные сооружения животноводческих комплексов
и виды воздействующих коррозионных сред
1.2. Общие представления о коррозия металлов в средах животноводческих помещений
1.3. Способы формирования полимерных покрытий
путем газопламенного напыления
1.4. Механизм взаимодействия в полимерных материалах и влияние способов подготовки защищаемой поверхности на
адгезию и структурообразование защитных композиций
Выводы по главе
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы для защиты строительных металлических конструкций от коррозионного разрушения
2.1.1. Полимерные материалы для защиты
2.1.2. Свойства модифицирующих композиций для активации Защищаемой поверхности
2.2. Физико-химических методы исследования материалов
2.3. Методика изготовления и испытания образцов
2.4. Методы математического планирования экспериментов и
обработки результатов исследований
Выводы по главе
Глава 3. ВЫБОР ПОЛИМЕРНОЙ ЗАЩИТЫ И
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ
3.1.Выбор составов для защитных композиций и определение их основных свойств
3.2. Влияние способа активации поверхности на свойства полимерного покрытия
3.3. Изучение физико-технических свойств защитных полимерных покрытий и отработка режимов их получения
3.4. Эксплуатационные свойства защитных полимерных покрытий и их оптимизация
3.5. Оптимизация свойств защитных полимерных покрытий89 Выводы по главе

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУКТУРООБРАЗО-ВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЗАЩИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ
4.1. Разработка структурной модели совместной работы
защитного полимерного покрытия и металлической
поверхности
4.2. Физико-химические исследования структурных
превращений в контактной зоне «полимер — сталь»
Выводы по Главе
Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ
ПОВЕРХНОСТИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
5.1. Разработка технологической схемы получения и устройства
полимерных защитных покрытий
5.2. Экономическая эффективность внедрения защитных полимерных покрытий металлических элементов строительных конструкций очистных сооружений сельскохозяйственных
комплексов
Выводы по Главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. При эксплуатации животноводческих предприятий и комплексов ежегодно образуется до 175 млн т продуктов жизнедеятельности животных - естественных загрязнителей окружающей среды. Агрессивные продукты проходят через приемные каналы, очистные системы, отстойники и фильтры различного назначения. Большинство этих сооружений и систем выполнены из металла, а в качестве защитного покрытия от разрушения преимущественно используются лакокрасочные или битумные покрытия. Данный способ защиты элементов очистных сооружений малоэффективен, так как, агрессивность среды эксплуатации изменяется в диапазоне от pH 2,3 (для силоса и продуктов жизнедеятельности животных) до pH 12,0-13,2 (для дезинфицирующих средств) в интервале температур от -50 °С до +60 °С. В результате этого сооружения быстро выходят из строя. Высокая степень агрессивности навоза обусловлена патогенными микроорганизмами, сохраняющими жизнеспособность длительное время. Следует отметить, что это отрицательно воздействует на окружающую среду вокруг сельскохозяйственных предприятий, на здоровье людей и животных, на качество сельскохозяйственной продукции. Поэтому важным является повышение эффективности защиты элементов очистных сооружений от воздействия агрессивной среды. Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки модифицированных полимерных порошковых композиций и способов формирования на их основе защитных покрытий металлических конструкций очистных сооружений и их элементов, что позволит улучшить экологическую обстановку животноводческих предприятий.
Диссертационные исследования выполнялись в рамках общероссийской программы 01.87.0.001.003 Минсельхоза Российской Федерации: тема Х1У «Разработать методы повышения долговечности и эффективности работы строительных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений» и по программе 5.02 «Экология, охрана окружающей среды Сибири» в период 1995-2012 гг. и в соответствии с научно-технической программой Новосибирского государственно-

ханическими щетками. С целью удаления дефектного поверхностного слоя рекомендуется проводить предварительное точение или шлифование. Достоинством механических способов подготовки поверхности является то, что происходит не только очистка поверхности, но и создание на ней развитой шероховатости [13]. Механическая очистка позволяет удалять ржавчину, окалину, шлак, скругляет острые кромки. Для обработки стальных материалов применяются относительно твердые частицы, для алюминия — относительно мягкие. Для подготовки металлических поверхностей перед нанесением на них полимерного покрытия наиболее подходят частицы электрокорунда (А120з) или карбида кремния с размером частиц 0,6-1,6 мм, например, КВ 16 нормальный электрокорунд с 94%-ным содержанием А1203 [73-80].
При физической очистке в поверхностных слоях обрабатываемой поверхности протекают процессы микрорезания, пластического деформирования, наклепа, происходит удаление оксидных слоев, загрязнений [82]. Гидроабразивную обработку поверхности проводят в сочетании с обезжириванием. Для этого к суспензии абразива добавляют щелочь или взрывобезопасный растворитель, например фреон [94]. Химическую подготовку применяют до операций механической обработки или после них, а в ряде случаев и вместо них. Ее преимуществом является высокая производительность, недостатком -плохие санитарно-гигиенические условия труда. Химический способ применяют с целью обезжиривания поверхности, формирования в результате травления на ней слоя с определенными морфологией, химическим составом и свойствами [66-72,93].
Для обезжиривания применяются органические растворители, эмульсии и щелочные растворы. В целях ускорения процесса обезжиривания используют поверхностно-активные вещества, которые вводятся в щелочной раствор. Повысить интенсивность очистки можно за счет одновременного перемешивания раствора и воздействия ультразвуковых колебаний.
Для удаления с поверхности металла ржавчины (окалины) используются способы химического и электрохимического травления с помощью сильно