Футеровка композитами производственного оборудования

Проблемы обеспечения надежной работы технологического оборудования в агрессивной рабочей среде, являются важной производственной задачей, напрямую связанной с планами модернизации предприятий различных отраслей экономики, интенсификации производственных процессов, создания условий безопасной эксплуатации и получения качественной продукции. Одним из эффективнейших направлений решения этой проблемы может служить внедрение технологий футеровки оборудования специальными композиционными материалами.

Футеровка специальными композитами предназначена:

• -    для повышения эксплуатационных параметров производственного оборудования (надежность, долговечность, эффективность, производительность и т.д.) путем создания стойкого многофункционального барьера на поверхности изделий, защищающего от воздействия агрессивных рабочих сред;

• -    для снижения стоимости оборудования за счет замены химстойких марок стали и дорогостоящих металлов (титан, медь, алюминий и др.) – на обычные стали, футерованные специальным композитом;

• -    для оперативного решения вопросов технического обслуживания и ремонтов технологического оборудования, а также безопасного ведения ремонтно-восстановительных работ;

• -    для придания новых эксплуатационных свойств действующему оборудованию при его модернизации или перепрофилировании.

В настоящее время защита оборудования, эксплуатируемого в агрессивной рабочей среде (а это практически все промышленное оборудование и различные технологические системы), осуществляется следующими способами:

• -    изготовление оборудования из специальных марок стали;

• -    защита ЛКМ;

• -    футеровка листовым пластиком (полиэтилен, фторопласт, винипласт и др.);

• -    гуммирование резиной;

• -    футеровка штучными изделиями (каменное литье, кирпич, плитка и т.п.).

Преимущества футеровки композитами заключается в следующем:

• а .) высокая ударо-вибропрочность защитной системы;

• б .) высокая химстойкость, износостойкость (био, тепло и т.д.), футеровочного покрытия;

• в .) возможность защиты сложных пространственных конструкций любой формы;

• г .) возможность ведения защитных работ «по месту»;

д.) отсутствие сварных швов и стыков в защитном покрытии.

Кроме того, каждый из существующих способов защиты решает достаточно узкий спектр проблем, связанных с обеспечением надежной работы оборудования в агрессивной среде. На практике же мы имеем дело с комплексом негативных факторов, воздействующих на производственное оборудование. Например: химически агрессивная среда и абразивный износ, или абразивный износ и высокая температура и т.п. Только композиты способны обеспечить комплексную защиту в широком диапазоне агрессивных сред. На рис.1 представлена обобщенная область применения различных систем защиты.

Большие возможности защиты разнообразного оборудования композитами, в том числе, объясняются наличием различных, адаптированных к конкретным условиям проведения работ, способам нанесения футеровочных покрытий. В табл. 1 приведены данные по известным на данный момент способам футеровки, часть из которых впервые разработана в ООО СКБ «Мысль».

Корни проблемы внедрения способов футеровки композитами технологического оборудования промышленных предприятий связаны с общей проблемой внедрения композитов.

Таблица 1.

Способ нанесения футеровки	Назначение	Недостатки, преимущества	Нормативные документы
1.«Мокрое ламинирование»	-Поверхности любой пространственной конфигурации (плоские, сферические, цилиндрические и пр.) -Работа «по месту»	Преимущества: -минимум специального инструмента      и оснастки; -возможность нанесения   любого вида     защитного покрытия на месте (химстойкое, износостойкое, теплостойкое и пр.) -любая поверхность Недостатки: -опасная работа как по       пожарным требованиям, так и санитарным -высокое    влияние «человеческого фактора»	Патент  РФ  № 2365679 РД-001-06 СКБ РД-060-07 СКБ М050-06 СКБ П007-06 СКБ И-010-06 СКБ П-006-06 СКБ Проект ГОСТ Р «Химстойкие композиты    для футеровки» 2011г.; ТУ     2296-001 20616938-2006; СП001-2009 СКБ
2.Футеровка листовым композитом	-Плоские поверхности	Преимущества: -хорошие производственные условия     ведения работ; -гарантированное качество защиты; -производительный (по сравнению с 1) способ работ. Недостатки: -только     плоские поверхности.	Патент  РФ  № 92383 СТО   20616938 001-2010 Проект ГОСТ Р «Лист полимерный композитный ТУ» 2011г.
4.Комбинированн ый       способ футеровки (мокрое ламинирование + листовой композит)	-Для     крупного, объемного оборудования	Преимущества: -достоинства 1 и 2 способов; Недостатки: -отсутствие производственного опыта по данному способу	Проект ТУ-СКБ.
4.Способ объемной футеровки емкостного оборудования  и труб	-футеровка   труб (внутренняя); -футеровка емкостного оборудования (баки,   цистерны, мешалки и пр.;	Преимущества: -получение надежного, эффективного     и качественного покрытия      труб любого    диаметра,	Заявка         на изобретение    № 2011129139     от 13.07.2011г. Проект  ТУ-СКБ- 2011г.

	-футеровка воздуховодов, газоходов.	сечения (в том числе профильного); Недостатки: -на данный момент достойной альтернативы – нет.
5.Центробежное литье	-Для    футеровки износостойким полимербетоном труб и газоходов	Преимущества: -износо-      (тепло- огне- и пр.) стойкое покрытие        по толщине    меньше, чем      футеровка каменным   литьем, кирпичом      или керамикой. Недостатки: -только      цеховое производство ограниченных    по длине отрезков труб
6.Футеровка полимербетоном «по месту»	-Износостойкие (термостойкие) покрытия.	Преимущества: -создание износостойких покрытий по месту набрызгом      или наливом. Недостатки: -«человеческий фактор»; -узкая       область применения	Проект ТУ-СКБ
7.Ремонтные технологии футеровки	-Ремонтные работы	Преимущества: -возможность качественного ремонта          и модернизации технологического оборудования; Недостатки: -нет    регламентов, нормативов, кадров	ТР      2296-004 20616938-2010
8.Футеровка «стакан         в стакане»	-Быстрое восстановление работоспособности аварийного оборудования	Преимущества: -быстрое   решение проблем ремонта. Недостатки: -необходимо  иметь запас       изделий, обеспечив        их хранение; -применимо     для ограниченного числа изделий.

Среди важнейших факторов, сдерживающих массовое использование новейших технологий и материалов для защиты оборудования от воздействия агрессивных рабочих сред, являются:

• -    отсутствие разрешительной и нормативно-технической документации по рассматриваемой теме;

• -    незнание проектировщиков и конструкторов об этой сфере применения композитов; нет технической литературы;

• -    недостаток информации у эксплуатационных служб предприятий о новых технологиях и материалах;

• -    нет скоординированной и продуманной рекламной компании;

• -    нет учебных центров по обучению и переподготовке кадров всех уровней для решения проблем рассматриваемой темы;

• -    разработка нормативно-технической документации по техпроцессам футеровки композитами носит характер НИОКР. Проблемы с финансированием исследовательских работ у нас в стране – общеизвестны.

Рис. 1.

Применение способов футеровки композитами для защиты технологического оборудования от опасных производственных факторов позволит получить следующие экономические преимущества:

• -    повышение без аварийного срока работы оборудования в 3-4 раза (опыт работы предприятия ООО СКБ «Мысль»);

• -    за счет того, что оборудование можно изготовить из дешевых марок стали взамен нержавеющих сплавов, титана и т.п.- стоимость его снижается в 2 – 5 раз;

• -    снижение трудоемкости ремонтно-восстановительных работ за счет применения ком

позитов – в 2 – 3 раза;

• -    сокращение времени простоя оборудования в ремонте в 3 -4 раза.

Первоочередные задачи внедрения технологии футеровки оборудования композитами, на наш взгляд, следующие:

• 1.    Разработка, согласование и внедрение разрешительной и нормативно-технической     документации в ключевых отраслях

• 2.    Проведение  комплекса НИОКР по отработке и сертификации

• 3.    Проведение сбалансированной и грамотной рекламной компании, включающей:

промышленности:    нефте-газопереработка, химия, металлургия, машиностроение, атомная, энергетика и др.

методик, технологий и видов применяемых материалов.

• -    информационное обеспечение внедрения (буклеты, образцы, статьи, плакаты и т.п.);

• -    серия семинаров, в том числе и адресных по ведущим НИИ и проектным институтам;

• -    выставки, демонстрационные стенды.

• 4.    Создание сети производственно-ремонтных предприятий с единым учебно-методическим центром.

• 5.    Мероприятия по защите и охране авторских прав и интеллектуальной собственности.

• 6.    Учебно-методический центр должен стать центром разработки, апробации и внедрения новых материалов и технологий защиты оборудования композитами.

• 7.    Организация производства некоторых видов футеровочных композитных материалов (композитные листы, препреги для объемного формования и др.).

«Футеровочное» направление является частью отрасли композитов и развивается согласно общих задах, стоящих перед нашей отраслью.

В тоже время проблемы, стоящие на пути развития футеровки, являются частью общей задачи - создание надежного, долговечного, энергоэффективного и высокопроизводительного технологического оборудования для всех отраслей промышленности нашей страны. В этом плане композиты и все связанные с ним темы (футеровка, новые материалы, нанокомпозиты и пр.) - тесно связаны с планами Правительства РФ по вопросам модернизации производства, планам научно-технического развития и повышения экономической безопасности страны.

Основные направления стратегического развития направления «футеровка», следующие:

• 1.    Внедрение уже полученных результатов (опыт СКБ) в разработку и выпуск новых видов технологического оборудования для различных отраслей     промышленности,     обладающего     повышенными

• 2.    Создание новых видов изделий общего назначения с повышенным ресурсом и надежностью (насосы, вентиляторы, емкости, газоходы и пр.);

• 3.    Создание новых видов композитов со специальными свойствами;

• 4.    Создание в России новых видов производств материалов и изделий из композитов.

• 5.    Создание в стране специализированных научно-технических центров по отдельным направлениям развития отрасли композитов: материалы, инструмент, оборудование, сертификация и лабораторные исследования и пр.

• 6.    Данное направление (футеровка) слабо представлено на мировой арене. Возможны варианты экспансии на зарубежном рынке.

эксплуатационными характеристиками;