Отчет о научно-исследовательской работе. Односторонняя печать

1.5. Существующие методы обеспечения сроков сохраняемости 
 полимерных покрытий в атмосферных условиях северного климата 
В работе [118] установлено, что сохраняемость свойств полимерных покрытий в условиях 
атмосферных воздействий может быть обеспечена только при оптимальном температурном ре-
жиме хранения. Это видно из статистической зависимости внутренних напряжений полимерно-
го покрытия в функции температурных воздействий 
(T)
вн
f


, приведенной на рисунке 1.6.
Как видно, значения внутренних напряжений 
вн

в зависимости от температуры Т внеш-
ней среды изменяются с доверительной вероятностью 
2
0,9
R

в соответствии с уравнением, 
Н/мм
2
:
6
3
3
2
2
8 10
1,9 10
3,5 10
1,28
вн
Т
Т
Т




  





. (1.10) 
При этом прочность адгезионного сцепления G определяется по формуле, Н/см: 
12,397
112,03
вн
G

 

(1.11) 
Подставив в (1.11) нижнее допустимое значение адгезионной прочности, равной в соот-
ветствии с ГОСТ 6.902-2005 [129] не менее 
70
доп
G

Н/см, можно рассчитать максимально 
допустимое значение внутренних напряжений 
доп
вн

при которых полимерные покрытие остает-
ся работоспособным: 

---

48 
 
 
б) 
 
Рисунок 1.6 – Зависимости адгезионной прочности G от температуры испытания 
Т 
112,03
3,39
12,397
доп
доп
вн
G


 

Н/мм
2
Подставив полученное значение 
3,39
доп
вн


Н/мм
2
в уравнение (1) и решив 
кубический полином относительно Т, получим предельные значения безопасных 
температур хранения полимерных покрытий в атмосферных условиях северного 
климата. Эти значения составит диапазон от Т
min
=-22
0
C до Т
max
=+48
0
C, что хоро-
шо иллюстрируется рисунком 1.6. Исходя из этого рисунка и выражений (1) и (2), 
можно видеть, что в области отрицательных температур при понижении их от 
минус 22
0
С до минус 40
0
С происходит увеличение внутренних напряжений в 1,84 
раза (от 3,99 до 6,23 Н/мм
2
) и уменьшение адгезионной прочности сцепления в 33 
раза от допустимого значения (от 70 до 2,14 Н/см). Это означает, что в области 
отрицательных температур с приростом величины внутренних напряжений на од-
ну единицу снижение адгезионной прочности пропорционально примерно крат-
ности 18. Такой темп ухудшения контактного сцепления можно характеризовать 
как стремительный. 
0 
2 
4 
6 
8 
10 
12 
-60 
-40 
-20 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
120 
Температура испытаний, Т, 

С 

вн
= –8

10
-6
T
3
+1,9

10
-3
T
2
–3,5

10
-2
T+1,28 
R
2
=0,9017 

вн(max)
=3,0 Н/мм
2
Т
min
= –22 
Т
max
=+48 
В
нутрен
ни
е н
ап
ряже
ни
я в п
ок
рыти
и, 

вн
, Н/м
м
2

---

49 
 
 
В области положительных температур с повышением нагрева трубы от 48 до 
100
0
С значение внутренних напряжений возрастает от 3,39 до 9,3 Н/мм
2
, а адгези-
онная прочность уменьшается от 70 до 12 Н/см. Это означает, что в исследован-
ном температурном диапазоне параметр внутренних напряжений возрастает в 3,1 
раза, а адгезионная прочность снижается в 5,83 раза. Иначе говоря, прирост еди-
ницы показателя внутренних напряжений пропорционален почти двухкратному 
снижению адгезионной прочности. Сравнивая эти два показателя (18 и 2), видим, 
что темп снижения адгезионной прочности в области отрицательных температур в 
9 раз интенсивней по сравнению с областью положительных температур. 
Эти соображения позволили авторам [118] рекомендовать для сохранения 
работоспособности полимерного покрытия обустройство площадок хранения труб 
теплозащитными укрытиями, обеспечивающими температуру хранения полимер-
ных покрытий в зимнее время не ниже минус 22
0
С, а в летнее время – радиацион-
ное затенение для предотвращения их прогрева солнечным излучением свыше 
48
0
С. 
Однако эти рекомендации до настоящего времени не получили нормативного 
развития. Разработка такого документа, регламентирующего хранение труб с за-
щитными полимерными покрытиями в атмосферных условиях северного климата 
с использованием средств защитных укрытий, является главной задачей диссер-
тационной работы
.