Хімія та хімічні технології/3. Лаки,
фарби, емалі, пигменти, герметики
Зайцева Л.Г.,
к.фарм.н. Демьяненко
С.И., Миленина Е.Н., Пих Л.А., Набокова А.Ю.
имени
Петра Василенко
ЭФФЕКТИВНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ОБОРУДОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ПОДВЕСНЫХ ПУТЕЙ ПРЕДПРИЯТИЙ
МЯСОМОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Анализ
физико-механических свойств, химической стойкости, токсикологических и
технологических особенностей различных видов защитных покрытий показывает, что
наиболее перспективными для защиты от коррозии оборудования и конструкций
мясомолочной промышленности являются порошковые полимерные материалы,
преимущественно на основе эпоксидных композиций, комбинированные металлизационно-лакокрасочные
покрытия, а также покрытия на основе эпоксидных, полиуретановых,
сополимервинилхлоридных материалов.
Выполнены обследования
состояния защитных покрытий наружных поверхностей и подвесных путей на
предприятиях мясомолочной промышленности в г. Киеве, Днепропетровске, Харькове,
Черкассах. В результате установлено, что для производства ремонтных
антикоррозионных работ в основном используются масляные краски и нитроэмали.
Покрытия на основе данных материалов разрушаются после 2-6 месяцев эксплуатации
и требуют нанесения по несколько раз в год.
В соответствии с
техническими требованиями, предъявленными к покрытиям, на основании анализа
передового опыта эксплуатации антикоррозионных покрытий для испытаний были
разработан ряд систем защитных покрытий.
Для обоснования
области применения рекомендуемых покрытий, определения их эффективности были
использованы следующие методы коррозионных исследований: лабораторные
сравнительные испытания образцов с защитными покрытиями, натурные и
опытно-производственные испытания.
Подготовка
поверхностей образцов производилась путем механической очистки шлифовальной
шкуркой и обезжиривания уайт-спиритом. Для выявления возможности удаления
старого лакокрасочного покрытия при помощи смывки АФТ-1 и определения продолжительности
операции часть образцов ранее окрашенных масляной и нитрокраской была
обработана смывкой. После выдержки образцов в течении 30 минут старое покрытие
разрыхлялось и очищалось металлическим скребком. Затем поверхность
дополнительно протиралась растворителем.
Лабораторные испытания
защитных покрытий проводились в технологических средах (фарш, кровь, жир) в
условиях мясокомбината в г. Харькове, в модельных средах (молочной кислоте
различных концентраций и при различной температуре, поваренной соли, при
повышенной влажности, гидростате и перепаде температур), моющих и
дезинфицирующих растворах.
Воздействие
технологических сред на наружную поверхность оборудования носит кратковременный
характер. Для интенсификации процессов разрушения покрытия (без изменения
механизма коррозионного процесса) испытания проводились при постоянном
воздействии агрессивных сред.
Как известно, в молоке
и в большинстве молочных продуктов основным компонентом, обуславливающим
агрессивность среды, является молочная кислота. Так молоко имеет кислотность
18-22ºТ с содержанием молочной кислоты 0,5%, творог 2,5%, кислый
обезжиренный – кислотность до 22ºТ содержит 30% раствор молочной кислоты и
т.д. Поэтому в качестве модельных синтетических сред приняты растворы молочной кислоты
с концентрацией 0,5, 3 и 30% при соответствующей температуре обработки.
После размещения
образцов в агрессивные среды через определенные промежутки времени 1, 3, 5, 10,
15, 20, 30 и т.д. суток образцы осматривались и сравнивались с эталонами. В
процессе испытаний производили оценку степени изменения защитных свойств
покрытий (по площади и линейным размерам разрушений. Определяли адгезию
покрытий после воздействия агрессивных сред.
В результате
проведенных лабораторных испытаний установлено:
1. В воде, растворах
кальцинированной (1%), каустической (1%) соды, моющем растворе „Вимол” при
60-65ºС низкими защитными и декоративными свойствами обладают покрытия на
основе эмалей ХВ-785, ХС-238, ХВ-124. На 20-30 сутки испытаний наблюдаются
изменения цвета покрытий, пузыри (сыпь) на площади до 50% поверхности. У
некоторых образцов покрытия отслаиваются, имеются очаги коррозии. Несколько
понижены защитные свойства покрытий на основе эмалей ХС-710, ЭП-773. На 45-60
сутки испытаний отмечается мелкая сыпь на площади до 50% поверхности. Адгезия
после 60 суток испытаний покрытий изменилась незначительно. В данном случае
понижение защитных свойств покрытий обусловлено не концентрацией растворов, а
температурой их обработки.
Высокими защитными
свойствами в растворах соды, моющем растворе и воде при нагревании обладают
покрытия на основе полиуретановых эмалей УР-41, Э-75 и Э-76; эмали ХВ-794,
эпоксидных материалов – эмали ЭП-140 и составов из эпоксидной смолы ЭД-20 с
алюминиевой пудрой, двуокисью титана и титановым порошком, а также алюминиевые
металлизационные покрытия, пропитанные лаком ХВ-784.
2. В растворе хлорной
извести (200-250 мг/л активного хлора) наблюдалось в основном изменение
декоративных свойств покрытий (изменение цвета, меление) у покрытий на основе
эмалей УР-41, Э-75, Э-76, ЭП-140, ХВ-238, ХВ-794. Защитные свойства покрытий и
адгезия установлены у всех систем хорошие, за исключением покрытий на основе
эмалей ХВ-785 и ЭП-773.
В растворе хлорамина
(3-5 г/л) проявили высокие защитные и декоративные свойства все системы
покрытий, кроме покрытий эмалью ХВ-785. Адгезия у всех систем покрытий хорошая
после 60 суток испытаний.
3. Наиболее устойчивы
к воздействию растворов молочной кислоты при различных температурах покрытия на
основе эмалей Э-75, Э-76, ЭП-140, алюминий + лак ХВ-784, составы на основе
эпоксидной смолы ЭД-20, пигментированные титановым порошком, алюминиевой
пудрой, двуокисью титана. Некоторое снижение защитных и декоративных свойств
установлено в кислых средах у эмалей УР-41 и ХВ-794. Для всех покрытий, за
исключением вышеуказанных, самыми жесткими оказались испытания в растворе
молочной кислоты (0,5%) с подогревом до 80-85ºС. Существенное влияние на
стойкость покрытия оказывает в данном случае температура раствора. Низкими
защитными свойствами в растворах молочной и азотной кислот обладают покрытия на
основе эмалей ЭП-773, ХВ-785, ХС-238, ХВ-124, ХС-710.
4. В течении 60 суток
испытаний покрытий в жире, мясном фарше с содержанием 1,5% соли, в растворе
соли 7% и в холодильной камере защитные и декоративные свойства покрытий
остались на уровне исходных образцов. При испытании в крови низкие защитные
свойства были установлены у покрытий эмалями ХВ-785 и ХВ-124.
Важной характеристикой
защитного покрытия, обеспечивающей его долговечность, является стабильность
объема под воздействием химически активных сред. При контакте полимеров с
жидкой средой явление диффузии чаще всего сопровождается набуханием. По
приросту веса полимера при выдержке в различных средах судят о его химической
стойкости. Нами были проведены определения изменения веса (набухаемости)
покрытий на основе эмалей УР-41, ЭП-140, Э-76, ХВ-124 и ХВ-794 в растворах
молочной кислоты (3%), хлорной извести (200-250 мг/л активного хлора) и
каустической соды (1%) при 65-70ºС. В растворе молочной кислоты наибольшее
изменение веса было установлено у покрытий эмалью ХВ-124, наименьшее – у эмалей
ЭП-140 и Э-76. Полимерные покрытия по стойкости в растворе молочной кислоты располагаются
в следующем порядке: эмали ЭП-140, Э-76, УР-41, ХВ-794, ХВ-124.
Проведенные
исследования набухаемости покрытий подтверждаются изменением защитных свойств
покрытий в процессе испытаний в данном растворе.
В растворе хлорной
извести изменение веса покрытий примерно одинаково у эмалей УР-41, Э-76,
ХВ-124, ХВ-794. Наименьшее изменение веса у эмали ЭП-140.
В растворе
кальцинированной соды незначительный прирост веса установлен у покрытий на
основе эмалей УР-41 и Э-76. У покрытий эмалью ЭП-140 и ХВ-794 вес оставался
постоянным на протяжении 60 суток испытаний. На покрытии эмалью ХВ-124 на 20-30
сутки испытаний наблюдались изменения цвета, пузыри, отслоение покрытия, точки
коррозии. Образцы с покрытиями были сняты с испытаний.
Таким образом,
лабораторные сравнительные испытания покрытий показали, что наиболее высокими
защитными свойствами в агрессивных средах предприятий мясомолочной
промышленности обладают:
-
металлизационно-лакокрасочные покрытия (алюминий + лак
ХВ-784);
-
- покрытия на основе полиуретановых эмалей Э-75, Э-76 и
УР-41;
-
покрытия на основе эпоксидных материалов эмали ЭП-140 и
смолы ЭД-20, пигментированной алюминиевой пудрой, двуокисью титана, титановым
порошком;
-
покрытия на основе модифицированной полиуретаном
перхлорвиниловой эмали ХВ-794.
На основании
результатов проведенных исследований разработаны „Рекомендации для проведения
производственных испытаний защитных покрытий оборудования, металлических
конструкций подвесных путей и железобетонных потолков предприятий мясной и
молочной промышленности”.
Сотрудниками
университета выполняются работы по техническому руководству и практическому
инструктажу при нанесении защитных покрытий.
Перечень
использованных источников:
1. Зайцева Л.Г.,
Мельникова Л.А., Мартимонычева Е.М. Разработка покрытий для защиты от коррозии
оборудования и конструкций предприятий мясомолочной промышленности. // Тезисы
докладов Всесоюзного совещания. – Киев, 1985.
2. Зайцева Л.Г.,
Мартимонычева Е.М. Защита конструкций сельскохозяйственных зданий от коррозии
покрытием на основе новой полиуретановой эмали УР-7115 // Сб. научных трудов
МИИСП. – Москва, 1986.
3. Зайцева Л.Г.,
Мельникова Л.А., Мартимонычева Е.М. Опыт использования полиуретановой эмали УР
– 7115 для защиты от коррозии конструкций и оборудования предприятий
мясомолочной промышленности. // Сб. научных трудов МИИСП. – Москва, 1987.
4. Зайцева Л.Г.,
Головко Л.И., Румянцев Л.Ю. Применение полиуретановой эмали УР – 7115 для
антикоррозионной защиты оборудования предприятий пищевой промышленности. //
Лакокрасочные материалы и их применение, №3. – Москва, 1995.
5. Зайцева Л.Г.,
Солошенко О.В., Мельнікова Л.А., Дем’яненко
С.І., Орлова Н.Н. Дослідження захисних властивостей покриттів у агресивних
середовищах підприємств м'ясомолочної промисловості. // Тези
доповідей науково-практичної конференції присвяченої 30-річчю створення
Харківської державної академії технології та організації харчування. – Харків,
1997.
6. Зайцева
Л.Г., Солошенко О.В., Мельнікова Л.А., Дем’яненко
С.І.. Використання емалі УР-7115 для антикорозійного обладнання підприємств
переробної промисловості. // Харківський фермер – 98.