141 Функциональные композиционные

International Conference on Industrial Engineering. 2015 
 
Международная научно-техническая конференция “Пром-Инжиниринг”. 2015 
142  
вание благодаря высокой операционной надежности, от-
сутствию ограничений по конфигурации и назначению 
эмалированных изделий и составу покрываемого металла 
остается лидирующим в эмалированной промышленности. 
Однако, использование упомянутой технологии связано со 
значительными энергозатратами на две и более последо-
вательные операции сушки и обжига сначала грунтового, 
а затем покровного слоев, с многочисленными дефектами 
покрытий, обусловленными наличием воды и глины в 
шликерах, и т.д. [9-12]. 
Технологический процесс однослойного эмалирования 
является менее энерго- и материалоемким по сравнению с 
двухслойным двухобжиговым. В этом случае эмаль вы-
полняет функции и грунтового и покровного покрытий. 
Такая эмаль должна обеспечивать прочное сцепление 
композиции “сталь – эмаль” и одновременно иметь высо-
кие эстетико-потребительские свойства. Однако, при син-
тезе составов фритт безгрунтовых эмалей очень сложно 
получить сразу все необходимые технико-эксплуатацион-
ные свойства покрытия, поэтому появляется потребность 
в дополнительной защите эмалевого покрытия. 
Стремление к снижению энергоемкости процесса и раз-
работкам ресурсосберегающих технологий эмалирования 
привело к разработке и внедрению технологии эмалирова-
ния «два слоя ‒ один обжиг» (2С/1F), суть которой заключа-
ется в том, что на поверхность изделия наносится грунтовое 
покрытие, а затем, не проводя его закрепления обжигом, на 
грунтовой слой наносят покровную эмаль. Основная про-
блема данной технологии заключается в недопустимости 
взаимопроникновения грунта и покровной эмали, поэтому 
необходимым условием является получение невпитываю-
щего грунтового слоя. Одним из возможных решений дан-
ной проблемы является введение в состав шликера компо-
нентов, приводящих к холодному отверждению первого 
слоя. Для этого применяют фосфаты и алюминаты (алюми-
нат натрия, соли фосфорной кислоты и т.д.) [13].
В данной работе рассмотрено влияние отверждающей 
добавки алюмината натрия. Впервые, влияние алюмината 
натрия на строительные растворы было изучено такими из-
вестными научными деятелями как А.Я. Якуб и Л.Б. Мит-
гарц. В результате их исследований было установлено, что 
данное вещество является ускорителем схватывания и 
твердения [14]. Принцип действия такой добавки заключа-
ется в ускорении гидратации, благодаря чему ускоряется 
процесс образования субмикрокристаллических единиц.
А
КТУАЛЬНОСТЬ И НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ДАННОГО 
ИССЛЕДОВАНИЯ
Необходимо особенно отметить важную роль фунцк-
циональных композиционных стеклоэмалевых покрытий 
для стальных труб нефтедобывающей промышленности, 
которая является одной из важнейших сфер экономики 
России. Существуют хорошие перспективы для того, что-
бы нефтяная промышленность в РФ развивалась быстро и 
качественно. Однако по убыткам вследствие коррозии 
нефтегазовая отрасль занимает одно из первых мест среди 
всех отраслей промышленности. Аварии из-за коррозион-
но-эрозионных разрушений нефтепромысловых трубопро-
водов приводят не только к потерям большого количества 
труб, простоям оборудования и недобору нефти, но и к 
необратимому загрязнению окружающей среды нефтью и 
сточными водами. Так, в России действует около 350 тыс. 
км, таких трубопроводов, на которых, по официальным 
данным, происходит до 25 тыс. аварий ежегодно, по ин-
формации же экологов – в два раза больше. По имеющим-
ся данным, затраты на ликвидацию неблагоприятных по-
следствий коррозионных разрушений составляют до 30 % 
от затрат на добычу нефти и газа [15]. Это свидетельствует 
об актуальности проблемы повышения коррозионной 
стойкости и долговечности труб нефтяного сортамента. В 
настоящее время накоплен опыт применения нефтепро-
мысловых труб из стеклокомпозиционных материалов в 
буровой и нефтегазодобывающей промышленности в ка-
честве обсадных в интервале залегания продуктивного 
пласта для скважин глубиной до 2400 м. Наряду с этим, 
вопрос использования данных труб для условий, ослож-
ненных экстремальными эксплуатационными нагрузками 
на больших глубинах залегания разрабатываемой залежи, в 
условиях многолетнемерзлых пород, присутствием соле-
вых отложений, плывунов, химически агрессивных жидко-
стей, остается недостаточно изученным [16-17]. В связи с 
этим необходимо уделить особое внимание разработке 
химически стойких составов для производства эмалирова-
ния стальных труб с высокими технико-эксплуатацион-
ными характеристиками. 
Эмалировочная область нуждается в разработке новых 
составов и ресурсосберегающих технологий нанесения 
стеклокомпозиционных покрытий для стальных изделий, 
исследовании возможностей улучшения свойств покры-
тий. Одним из возможных решений данной проблемы яв-
ляются исследования и разработки в области технологии 
получения функциональных композиционных стеклоэма-
лей по принципу «два слоя ‒ один обжиг» (2С/1F), в част-
ности изучении возможности получения невпитывающего 
грунтового слоя с использованием алюмината натрия в 
качестве отверждающей добавки.
З
АДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ
Задачей данного исследования является разработка 
технологии эмалирования стальных трубопроводов спо-
собом “два слоя-один обжиг”. Для достижения поставлен-
ной цели необходимо решить следующие задачи: 
1) получить водонепроницаемый грунтовой слой стеклоэ-
мали с помощью отверждающей добавки алюмината 
натрия; 
2) изучить физико-химические и технико-эксплуатацион-
ные свойства получаемого грунтового покрытия; 
3) после нанесения и закрепления слоя покровной эмали 
получить качественное покрытие, обеспечивающее высо-
кую коррозионную защиту стального изделия. 
П
РОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В соответствии с целью работы получение водонепро-
ницаемого грунтового слоя проводили с использованием 
следующих сырьевых материалов: малоуглеродистых 
стальных образцов (08кп), силикатной грунтовой эмали 
(ЭСГ-26), силикатной покровной эмали (ЭСП-200) и алю-
мината натрия (NaAlO
2
).
Химический состав используемой грунтовой эмали 
приведен в табл. 1, покровной эмали – в табл. 2. 

---