Опыт противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений лапшин В. Ф
| Вид материала | Документы |
- Календарный план применения удобрений Определение потребного количества минеральных, 1367.7kb.
- Рекомендации по выполнению заданий и их оценка, 81.28kb.
- Приглашение на Международную конференцию «Актуальные вопросы противокоррозионной защиты», 119.17kb.
- Реферат По предмету "Испытания вагонов" Тема: восьмиосная цистерна для перевозки нефтепродуктов, 100.04kb.
- План размещения удобрений по способу внесения. 15 План внесения органических и минеральных, 547.17kb.
- Анализ по рынку минеральных удобрений на юге Кыргызстана minydobrenia Общая площадь, 109.61kb.
- Е для самозагрузки с глубины до 6-ти метров, а также для перемешивания, сплошного поверхностного, 43.09kb.
- Развитие мировой экономики сопровождается неуклонным ростом использования минеральных, 59.86kb.
- Для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений в гранулированном и кристаллическом, 16.02kb.
- Удобрения в интенсивном растениеводстве, 232.4kb.
ОПЫТ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ ВАГОНОВ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Лапшин В.Ф. (УрГУПС, г. Екатеринбург, РФ)
Жулин С.Л. (ВНИИЖТ, г. Москва, РФ)
Каменских И.В. (ОАО «Уралкалий», г. Березники, РФ)
This work presents the results of maintenance tests of train carriages with anticorrosive covers. There is also an evaluation of maintenance factors influence the durability of protective coatings during the transportation of mineral fertilizers.
В условиях острого дефицита инвестиционных средств на обновление и развитие грузового вагонного парка остро встает проблема поиска путей продления жизненного цикла вагонов, повышения его эксплуатационной надежности. По данным ВНИИЖТ, по состоянию на 2000 год, нехватка рабочего парка вагонов-минераловозов составила 8000 вагонов, а к 2010 году этот показатель составит 29000 единиц подвижного состава.
Сложившаяся ситуация усугубляется рядом факторов, в значительной степени определяющих состояние парка вагонов для перевозки минеральных удобрений [1]:
- возраст значительной части вагонов-минераловозов подходит практически к нормативному сроку службы и требуется срочное решение комплекса вопросов по повышению их работоспособности, продления срока службы на основе диагностики, теоретических и инженерных разработок по прогнозу остаточного ресурса, а также обоснованных требований к новым конструкциям.
- условия эксплуатации характеризуются постоянным взаимодействием элементов конструкции с коррозионно-активными средами. Как показывает опыт эксплуатации, коррозионные повреждения являются причиной 60 - 65% случаев отказов вагонов для перевозки минеральных удобрений.
Важнейшим мероприятием, связанным с продлением срока службы вагонов, является их защита от коррозии. Как показал анализ отечественного и зарубежного опыта эксплуатации технических систем, работающих в условиях взаимодействия с коррозионно-активными средами, комплекс мероприятий, направленный на обеспечение высокой эксплуатационной надежности вагонов, включает следующие направления: нанесение коррозионно-стойких защитных покрытий на поверхности, контактирующие с агрессивной средой; разработка конструкций со сменными элементами (например, стенки разгрузочных бункеров, панели обшивки, съемные крыши и т.д.); конструктивная проработка элементов конструкции для исключения налипания груза, устранения зон щелевой коррозии, предотвращения скопления влаги, а также для уменьшения повреждений при зачистке; приведение нормативно-технической документации, в соответствие условиям эксплуатации, позволяющей однозначно определить реальные сроки службы вагонов исходя из характера, рода перевозимого груза.
Основной проблемой при выборе антикоррозионных покрытий является несоответствие между данными лабораторных испытаний и результатами, полученными при эксплуатации вагонов. Долговечность и защитные свойства материалов обусловлены многочисленными факторами, главными из которых являются - качество подготовки покрываемой поверхности и условия эксплуатации вагона.
Для эксплуатационной проверки стойкости защитных лакокрасочных материалов (ЛКМ) выполнено обследование 80 вагонов с защитными покрытиями, а также проведен комплекс опытно-производственных работ по отработке технологии подготовки защищаемых поверхностей кузовов вагонов-минераловозов и нанесения ЛКМ. На вагонах, находящихся в собственности АО «Уралкалий», АО «Азот», АО «Сильвинит» и опытном маршруте «УрГУПС-Мониторвагонтранс» отработано 19 схем защитных покрытий (табл. 1), в том числе: 16 схем покрытий на эпоксидной основе; 2 схемы на полиуретановой основе; 1 схема с цинкнаполненным защитным покрытием на алкидной основе.
Общей целью проводимых исследований явилось исследование защитных свойств покрытий внутренних и наружных поверхностей кузова при перевозке минеральных удобрений и оценка эффективности антикоррозионной защиты под воздействием эксплуатационных факторов при бестарной перевозке коррозионно-активных грузов.
Анализ результатов осмотров эксплуатационных испытаний показал, что защитная способность покрытий зависит от многих факторов, которые можно условно разделить на две группы: факторы, которые определяются свойствами покрытий и технологией их нанесения, и факторы, определяемые конструктивными особенностями вагонов и условиями их эксплуатации.
Остановимся подробнее на влиянии основных факторов на защитные свойства покрытий. Сравнивая коррозионную стойкость эпоксидных покрытий, полученных при различных способах подготовки поверхностей к окрашиванию, можно отметить, что применение струйного метода очистки более предпочтительно, чем способы (фосфатирование) применяемые на вагоностроительных заводах. Эффективность струйного метода подготовки поверхностей объясняется образованием структуры с шероховатостью 30-45 мкм, что в свою очередь способствует увеличению адгезии покрытия к металлу.
Защитная способность покрытий непосредственно определяется свойствами и характеристиками покрытий, важнейшими из которых, являются толщина и равномерность покрытия. С одной стороны, недостаточная толщина покрытия не обеспечивает надежную защиту поверхности металла, с другой стороны, увеличение толщины покрытий больше определенного предела практически не повышает защитные свойства, а в большинстве случаев снижает адгезию. Наиболее оптимальным вариантом, на наш взгляд, является толщина покрытия, равная 250 мкм.
Подтверждением этого заключения являются результаты эксплуатационных испытаний вагонов-минераловозов с защитными покрытиями, выполненных по схеме 1 (табл. 1), у которых при толщине покрытия более 250 мкм наблюдается снижение адгезии покрытия к металлу до балла 4.
Таблица 1.
Перечень схем защитных покрытий
| № п/п | Схема противокоррозионного защитного покрытия | № п/п | Схема противокоррозионного защитного покрытия |
| 1 | Грунтовка фосфатирующая ВЛ-02 по ГОСТ 12707 – 1 слой Эмаль эпоксидная ЭП-773 по ГОСТ 23143 – 2 слоя | 11 | Эпоксидная шпатлевка ЭП-0010 по ГОСТ 28379 – 1 слой Эмаль перхлорвиниловая ХВ-16 по ТУ 6-10-1301-78 (с добавл. эпоксидной смолы) - 2 слоя |
| 2 | Эпоксидная шпатлевка ЭП-0010 по ГОСТ 28379 – 1 слой Эмаль эпоксидная ЭП-773 – 2 слоя | 12 | «Эластобетон-М» – 4 слоя |
| 3 | Крыша: Грунтовка «ЦИНКАС» по ТУ 2310-003-50316079-2000 - 2 слоя Покровный слой «Алюмакс» – 1 слой Кузов: по схеме 2. | 13 | Грунтовка ЭП-0199 по ТУ 6-10 2084-86– 2 слоя Эмаль эпоксидная ЭП-5287 – 2 слоя |
| 4 | Грунтовка ЭП-0287 по ТУ 6-27-209-2001 - 1 слой Грунтовка ЭП-0289 по ТУ 6-27-229-2001 - 1 слой Эмаль ЭП-5308 по ТУ 6-27-230-2001 - 1 слой | 14 | Эпоксидная эмаль ЭП-439 по ТУ 2312-123-050-34239-99 (регламентируемая толщина не менее 180 мкм) |
| 5 | Грунтовка ЭП-0287 по ТУ 6-27-209-2001 – 1 слой Грунтовка ЭП-0289 по ТУ 6-27-229-2001 – 2 слоя Эмаль ЭП-5308 по ТУ 6-27-230-2001 - 1 слой | 15 | Полимерная композиция «Элакор-ПУ» по ТУ 2226-004-18891264-01 - 2 слоя Безцветный лак «Элакор – ПУ» - 1 слой |
| 6 | ЭП-0199 по ТУ 6-10 2084-86 – 1 слой Мастика «Желдор» – 3 слоя | 16 | Крыша: Грунт «Праймер» - 1 слой Композиция полиуретановая «Литурен-165» по ТУ 38.403825-96 - 3 слоя Стенки бункера: Мастика «Эластон» по ТУ 5775-059-00151963-2000 – 3 слоя |
| 7 | ЭП-5287 – 3 слоя | 17 | Эмаль «Эповин-П» по ТУ 2312-006-49988879-99 – 3 слоя |
| 8 | Грунтовка ЭП-0287 по ТУ 6-27-209-2001 – 1 слой; Грунтовка ЭП-0289 по ТУ 6-27-229-2001 – 2 слоя | 18 | Эмаль «Эповин-М» по ТУ 2312-006-49988879-99 – 3 слоя |
| 9 | Пенополиуретан – 1 слой (толщиной 4-6 мм) | 19 | Стенки бункера: Эпоксидная шпатлевка ЭП-0010 по ГОСТ 28379 – 3 слоя Боковая стена: Грунтовка «Полихом-ХС-грунт» – 1 слой Эмаль «Полихом-ХС» – 2 слоя |
| 10 | Эпоксидная шпатлевка ЭП-0010 по ГОСТ 28379 – 3 слоя | | |
Для всех рассмотренных схем (табл. 1), одной из главных задач является обеспечение равномерности покрытия на защищаемой поверхности. По результатам толщинометрии разброс в значениях толщины покрытий составляет более 100%. Например, у вагонов с покрытием по схеме 4 толщина ЛКП на боковой стене находится в пределах 83-189 мкм. В этом случае процесс разрушения пленки ЛКП начинается с более тонких слоев.
Среди эксплуатационных факторов (химическая активность груза, ударные нагрузки при зачистке от остатков груза, истирание покрытия при погрузо-выгрузочных работах) наибольшее влияние на интенсивность разрушения ЛКП (по результатам 12 месяцев эксплуатации) оказывают ударные нагрузки. При этом, в местах ударов происходит растрескивание защитного покрытия, а при толщинах покрытия более 250 мкм – отколы. Следует отметить, что характер разрушения защитного покрытия во многом определяется свойствами используемого материала. Наиболее опасным является разрушение, соответствующее схемам 1, 10. В этих случаях, в зоне разрушения интенсивно развивается подпленочная коррозия металла.
На основе анализа опытно-производственных работ и эксплуатационных испытаний выполнена сравнительная оценка свойств защитных покрытий (табл. 2), а также установлены технологические и эксплуатационные факторы, оказывающие наибольшее влияние на долговечность рассмотренных схем защитных покрытий. В табл. 2 приведены данные для покрытий со сроком эксплуатации более 12 месяцев. Согласно данных табл. 2, наиболее стойкими к условиям бестарной перевозки минеральных удобрений является схема 5 (Ярославский НИИ ЛКП).
Таблица 2.
Сравнительная характеристика свойств защитных покрытий*
| Свойства покрытий | № схемы защитного покрытия | |||||
| 10 | 5 | 14 | 13 | 1 | 7 | |
| Стойкость к ударным нагрузкам | - | ++ | + | + | Х | ++ |
| Износостойкость | ++ | х | х | ++ | + | ++ |
| Химическая стойкость | ++ | ++ | - | + | ++ | ++ |
| Адгезия | ++ | ++ | - | - | + | ++ |
| Уменьшение остатков груза | ++ | ++ | + | + | + | + |
| Сохранение твердости покрытия при нагревании | ++ | ++ | + | ++ | ++ | - |
*) ++ - отлично; + - хорошо; х - удовлетворительно; - плохо
Основные причины несоответствия показателей качества покрытий требованиям, предъявляемым к их защитной способности, на наш взгляд, заключены в несоблюдении технологических режимов при подготовке поверхностей к окрашиванию и нанесении лакокрасочных материалов, обусловленных, в большинстве своем, сложностью конструктивного исполнения вагона. Поэтому, одной из важных задач в проблеме защиты металлоконструкций кузовов вагонов от коррозии является организация контроля качества нанесения защитных покрытий, как на стадии подготовки поверхностей, так и при окрашивании. При этом необходимо предусмотреть операции итогового контроля, предусматривающие измерение толщины, адгезии к металлу и сплошности покрытия.
Важным моментом, на наш взгляд, является решение вопросов, связанных с восстановлением поврежденных зон покрытия при эксплуатации вагонов.
Технологический аспект восстановления защитных покрытий в эксплуатации требует проведения работ по классификации повреждений покрытий (по основным причинам и характерным местам их возникновения), разработке методов объективной оценки состояния защитных покрытий, с указанием характерных мест которые необходимо проверять при плановых видах ремонта, а также разработать технологию восстановления антикоррозийной защиты в условиях вагонных депо. Решение этих вопросов позволит оценить все факторы, влияющие на экономический аспект проблемы противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений.
***
В заключении следует отметить, что защита внутренних поверхностей кузовов вагонов, при перевозке коррозионно-активных химических грузов, позволяет значительно повысить их сроки службы, уменьшить эксплуатационные расходы при плановых видах ремонта, облегчить процесс разгрузки за счет снижения времени и уменьшения количества остатков, предотвратить загрязнение перевозимого груза продуктами коррозии.
Технико-экономическое обоснование целесообразности противокоррозионной защиты вагонов для перевозки минеральных удобрений показало, что экономический эффект от проведенных работ составляет более 140 тыс. рублей на один вагон.
И с п о л ь з о в а н н ы е и с т о ч н и к и
- Лапшин В.Ф. Повышение эксплуатационной надежности вагонов – минераловозов // Железнодорожный транспорт, 2002. - № 1. – С. 26 – 30.
- Лапшин В.Ф., Вербицкая Т.В., Каменских И.В., Макеев А.Н., Марулина Т.В. Антикоррозионная защита вагонов-минераловозов // Фундаментальные и прикладные исследования транспорту – 2000: Труды Всероссийской научно-технической конференции. Часть 1. – Екатеринбург: УрГУПС, 2000. – С. 135 – 137.