Отчет о научно-исследовательской работе. Односторонняя печать

27 
1.2 Существующие методики оценки параметров сохраняемости
полимерных материалов 
Как отмечалось, контроль качества антикоррозионных покрытий нефтегазо-
проводных труб должен сочетать разрушающие и неразрушающие методы испы-
таний, что позволяет осуществлять непрерывный мониторинг технического со-
стояния изделий на всех этапах их жизненного цикла. Эти методы принципиально 
различны по физической сути, но взаимодополняемы и аддитивно значимы. При 
этом основными параметрами, определяющими техническое состояние защитного 
антикоррозионного покрытия, являются: твердость и номинально допустимая 
толщина, сплошность и механическая прочность полиэтиленовой оболочки, тем-
пературные напряжения и качество ее адгезионного сцепления с поверхностью 
трубы. Все эти параметры контролируются на стадиях изготовления изделий, 
приемно-сдаточных операций и длительного хранения. 
Для контроля этих параметров существуют стандартные методики, основ-
ными из которых являются: 
А). Методика определения напряженности полимерного покрытия. 
Методика предназначена для проведения испытаний полиэтиленового трех-
слойного покрытия заводского нанесения с целью определения величины его 
внутренних напряжений в условиях изменяющейся температуры при атмосфер-
ном хранении и производстве сварочных работ. 
Сущность метода испытаний. 
Сущность метода оценки внутренних напряжений в покрытии заключается 
в измерении усадки полосы покрытия, отслоенной от трубы, в определении моду-
ля упругости этой полосы и в расчете по этим данным внутренних напряжений. 
Испытания проводят при температуре окружающего воздуха минус 40°С, 
минус 20°С, 0°С, 20°С; 
Б). Определение прочности адгезии методом отрыва.
Работоспособность полимерного покрытия, т.е. сохранение функциональных 
адгезионных свойств в течение срока эксплуатации, зависит не только от возмож-
ности прогнозирования или своевременного обнаружения механических дефектов 

---

28 
 
 
в конструкции покрытия, но и от качества его адгезионного сцепления с поверх-
ностью трубы. Вне сомнения, адгезионные параметры покрытия являются опре-
деляющими и характеризуют качество заводской изоляции в целом. Однако уни-
версального способа определения этого параметра в разных производственных 
условиях также не существует. В связи с этим разработано несколько способов 
измерения прочности адгезии полимерных покрытий, в частности механический 
способ, реализуемый путём отрыва стандартной полосы от поверхности трубы. 
Механический способ определения адгезионной прочности полимерных по-
крытий является стандартным и может быть применён в лабораторных, завод-
ских, складских и трассовых условиях. Его результаты считаются истинными, ес-
ли выполнены по стандартной методике сертифицированными приборами и ква-
лифицированными специалистами. Недостатком метода является необходимость 
разрушения конструкции полимерного покрытия при выполнении измерений, что 
предопределяет его выборочное использование в целях серийного контроля или 
выявления истинного значения адгезионной прочности в арбитражных, аварий-
ных и других нестандартных ситуациях. 
Сущность метода испытаний. 
Испытания на прочность адгезии выполняют вырезкой и отслаиванием поло-
сы покрытия от поверхности трубы с фиксацией нагрузки отрыва при постоянном 
контроле этого процесса [81, 124]; 
В). Методика механических испытаний. 
Для характеристики механической прочности полимерных покрытий исполь-
зуют метод испытаний на разрыв. Порядок испытаний регламентируется ГОСТ 
11262 и основан на растяжении образцов защитного полиэтиленового покрытия с 
установленной скоростью деформирования. Испытания позволяют определить 
механические характеристики материала покрытия в зависимости от внешних 
факторов воздействия, срока хранения, пространственной ориентации. 
Сущность метода испытаний. 
Сущность метода испытаний заключается в подготовке образца из фрагмен-
тов защитного покрытия, форма и размеры которого соответствуют требованиям 

---

29 
 
 
ГОСТ 11262. Фрагмент покрытия для изготовления образца отслаивается механи-
ческим образом от металла трубного изделия в соответствии с разработанными 
требованиями. Далее образцы испытываются на разрыв в специальной разрывной 
машине с постоянной скоростью раздвижения зажимов, установленной норма-
тивной документацией в зависимости от типа покрытия (нормальное Н; тепло-
стойкое Т; специальное С). По результатам испытаний вычисляют значения проч-
ности при растяжении σ
k
, предел текучести при растяжении σ
т
, условный предел 
текучести σ
рту
, а также значения относительного удлинения при максимальной 
нагрузке ɛ
рм
, при разрыве ɛ
рр
и при пределе текучести ɛ
рт
;
Г). Методика определения твердости по Шору или Бринеллю. 
Как известно, твердость эластичных материалов определяется по методу 
Шора или Бринелля 
Сущность метода Шора 
Испытания проводятся по ГОСТ 24621. Метод заключается в измерении глу-
бины вдавливания в эластичный материал стального индентора, выполненного в 
виде угольчатого стержня, под действием силы в заданных условиях. Твердость 
при вдавливании обратно пропорциональна глубине вдавливания и зависит от 
модуля упругости и вязкоэластичных свойств материала. На получаемые резуль-
таты влияет форма индентора и прилагаемая к нему сила, поэтому между резуль-
татами, получаемыми при испытаниях на твердомерах Шора разных типов или 
других приборах для измерения твердости, прямой зависимости не наблюдается. 
Сущность метода Бринелля 
В связи с ограниченностью метода Шора для определения твердости поли-
мерных покрытий используют известный метод Бринелля, предназначенный для 
испытаний твердости пластмасс. 
Сущность метода 
Исследования проводятся по ГОСТ 4670. Метод основан на вдавливании 
шарика под действием заданной нагрузки в поверхность образца для испытания. 
Глубина вдавливания измеряется под нагрузкой. Площадь поверхности отпечатка 

---

30 
 
 
рассчитывается по его глубине. Твердость при вдавливании шарика рассчитыва-
ется по соотношению 
от
S
F
HB

, 
(1.1) 
где F – приложенная нагрузка, Н;
S
от
– площадь поверхности отпечатка, мм
2
. 
Все эти методики являются стандартными и необходимыми для выполнения 
исследований по совершенствованию методов обеспечения сохраняемости 
свойств полимерных покрытий в атмосферных условиях северного климата и 
должны быть включены в методологический комплекс диссертационной работы.