RU2773579C1 - Sealing mixture for connections of processing equipment of oil producing and refining enterprises, operating in aggressive environments at high temperatures - Google Patents
Sealing mixture for connections of processing equipment of oil producing and refining enterprises, operating in aggressive environments at high temperatures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773579C1 RU2773579C1 RU2021125282A RU2021125282A RU2773579C1 RU 2773579 C1 RU2773579 C1 RU 2773579C1 RU 2021125282 A RU2021125282 A RU 2021125282A RU 2021125282 A RU2021125282 A RU 2021125282A RU 2773579 C1 RU2773579 C1 RU 2773579C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealant
- oil
- sealing
- temperature
- microns
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 48
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title abstract description 17
- 238000007670 refining Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 15
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N Aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims abstract description 13
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N N#B Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- -1 sodium-calcium Chemical compound 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- QUOZWMJFTQUXON-UXXRCYHCSA-N Androsin Natural products COC1=CC(C(C)=O)=CC=C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 QUOZWMJFTQUXON-UXXRCYHCSA-N 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N benzohydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010022114 Injury Diseases 0.000 description 1
- LKTAGGFTWLWIJZ-UHFFFAOYSA-N O=[Si]=O.O=[Si]=O Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O LKTAGGFTWLWIJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004482 WACKER® Polymers 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N edta Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-M gallate Chemical compound OC1=CC(C([O-])=O)=CC(O)=C1O LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L na2so4 Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002694 phosphate binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 230000037048 polymerization activity Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000004590 silicone sealant Substances 0.000 description 1
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к герметизирующей смеси, предназначенной для герметизации технологического оборудования, в том числе технологических печей и котельного оборудования, в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.The invention relates to a sealing mixture intended for sealing process equipment, including process furnaces and boiler equipment, in the oil refining and petrochemical industries.
Одной из проблем при эксплуатации технологических печей и котельного оборудования, применяемых в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, является наличие неорганизованных присосов воздуха в корпус печи, в местах стыков наружного корпуса технологических печей, а также отверстий в местах входов/выходов технологических трубопроводов в корпус печи и из корпуса печи.One of the problems in the operation of process furnaces and boiler equipment used in the oil refining and petrochemical industries is the presence of unorganized air suction into the furnace body, at the joints of the outer casing of process furnaces, as well as holes at the inlets / exits of process pipelines into the furnace body and from furnace body.
Неорганизованные присосы атмосферного воздуха в печь неизбежны при наличии неплотностей, так как технологические печи работают под разрежением. Наружный воздух проникает в печь через неплотности и понижает температуру рабочей газовой среды внутри печи, в результате чего увеличивается расход топлива для поддержания технологического режима. Чтобы уменьшить проникновение наружного воздуха, необходимо устранить места неорганизованных присосов воздуха в печь.Unorganized suction of atmospheric air into the furnace is inevitable in the presence of leaks, since technological furnaces operate under vacuum. Outside air enters the furnace through leaks and lowers the temperature of the working gas medium inside the furnace, resulting in an increase in fuel consumption to maintain the technological regime. To reduce the penetration of outside air, it is necessary to eliminate the places of unorganized air suction into the furnace.
Наиболее распространенной системой соединения и герметизации технологических печей, является применение асбестовых шнуров и прокладок. Однако, применение данного способа не всегда возможно на работающей печи и в ряде случаев может потребоваться остановка технологического процесса. Кроме того, значительная часть отверстий имеет сложный профиль и небольшой размер, что делает невозможным их уплотнение с помощью асбестового шнура и других аналогичных уплотнителей.The most common system for connecting and sealing process furnaces is the use of asbestos cords and gaskets. However, the application of this method is not always possible on a working furnace and in some cases it may be necessary to stop the process. In addition, a significant part of the holes has a complex profile and small size, which makes it impossible to seal them with asbestos cord and other similar seals.
Герметизация технологического оборудования традиционными методами, зачастую приводит к ослаблению резьбовых соединений на фланцах оборудования и требует постоянной механической подтяжки резьбовых соединений. При ослаблении таких соединений, возникает вытекание продукта в окружающую среду, что может привести к аварийной остановке оборудования, а также к коррозии металлических соединений. Не всегда представляется возможность своевременно произвести протяжку резьбовых соединений оборудования, из-за высоких поверхностных температур, так как не исключена возможность получения ожоговой травмы персоналом, производящим ремонтные работы.Sealing process equipment using traditional methods often leads to loosening of threaded connections on equipment flanges and requires constant mechanical tightening of threaded connections. When such connections are loosened, the product leaks into the environment, which can lead to an emergency shutdown of the equipment, as well as corrosion of metal connections. It is not always possible to pull the threaded connections of the equipment in a timely manner due to high surface temperatures, since the possibility of getting a burn injury by the personnel performing the repair work is not ruled out.
Известен высокотемпературный герметик (патент RU №2188841), включающий в свой состав следующие компоненты: каучук, оксид цинка, этилсиликат, ускоритель вулканизации, полиметилгидроксисилан. Для ускорения вулканизации используется NN-диметил-N-триэтоксисилинметил-гидрозин. Герметик предназначен для герметизации различных агрегатов самолетных конструкций, эксплуатирующихся в диапазоне температур от -60 °С до +300 °С. Состав герметика следующий, мас.ч.:Known high-temperature sealant (patent RU No. 2188841), which includes the following components: rubber, zinc oxide, ethyl silicate, vulcanization accelerator, polymethylhydroxysilane. To accelerate vulcanization, NN-dimethyl-N-triethoxysilinmethyl-hydrosine is used. The sealant is intended for sealing various units of aircraft structures operating in the temperature range from -60 °С to +300 °С. The composition of the sealant is as follows, parts by weight:
Недостатком данной композиции является большое время полной вулканизации (24-48 часов), ограниченный диапазон верхней температуры рабочей поверхности +300 °С, невозможность нанесения на поверхность при температуре выше 100 °С, в этом случае происходит моментальное вздутие и расслоение смеси.The disadvantage of this composition is the long time for complete vulcanization (24-48 hours), the limited range of the upper temperature of the working surface +300 °C, the impossibility of applying to the surface at a temperature above 100 °C, in this case there is an instant swelling and separation of the mixture.
Известна термоотверждаемая герметизирующая композиция, используемая для ремонта паропроводов (патент RU №2327723).Known thermosetting sealing composition used to repair steam lines (patent RU No. 2327723).
Данная термоотверждаемая композиция предназначена для ремонта паропроводов без остановки подачи пара. Композиция содержит, мас.ч.: 100 (мет)акрилового мономера или его смеси с аллиловым мономером, 0,5-2,5 инициатора, 0,01-0,32 гидрохинона, 0,01-0,13 2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила, 0,004-0,05 динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, 20-125 наполнителя и 5-30 функциональных добавок. Заявляемая композиция имеет полимеризационную активность при температуре 100-250 °С 3-8 минут и предел прочности 6,5-15,5 МПа. Применение предлагаемой композиции позволяет осуществлять ремонт паропровода без остановки подачи пара.This thermoset composition is intended for repairing steam pipelines without stopping the steam supply. The composition contains, parts by weight: 100 (meth)acrylic monomer or its mixture with allyl monomer, 0.5-2.5 initiator, 0.01-0.32 hydroquinone, 0.01-0.13 2.2, 6,6-tetramethyl-4-oxopiperidine-1-oxyl, 0.004-0.05 disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, 20-125 fillers and 5-30 functional additives. The claimed composition has a polymerization activity at a temperature of 100-250 ° C for 3-8 minutes and a tensile strength of 6.5-15.5 MPa. The use of the proposed composition makes it possible to repair the steam pipeline without stopping the supply of steam.
Недостатком данной композиции является сложность ее производства, высокая себестоимость, а также ограниченный верхний температурный предел ее применения (не выше 250 °С).The disadvantage of this composition is the complexity of its production, high cost, as well as the limited upper temperature limit of its use (not higher than 250 °C).
Известен высотемпературный уплотнительный материал (патент RU №2487907), включающий неорганическое волокно, а именно кремнеземное и/или каолиновое волокно, каучук и вспененный вермикулит, а также дополнительно содержащий фенолформальдегидной смолы и канифоль. Известный высокотемпературный уплотнительный материал выполняется в форме листа и применяется для производства уплотнений, использующихся в парогазовых силовых установках. Как следует из приведенных данных, известный материал хорошими уплотнительными свойствами: сжимаемость 35-46%, восстанавливаемость - от 12 до 16%, максимальная рабочая температура - 1100 °С. Однако, известный высокотемпературный уплотнительный материал является неэффективным для применения отверстий небольшого размера и сложного профиля.Known high-temperature sealing material (patent RU No. 2487907), including inorganic fiber, namely silica and/or kaolin fiber, rubber and foamed vermiculite, as well as additionally containing phenol-formaldehyde resin and rosin. Known high-temperature sealing material is made in the form of a sheet and is used for the production of seals used in combined cycle power plants. As follows from the given data, the known material has good sealing properties: compressibility 35-46%, recuperation - from 12 to 16%, maximum operating temperature - 1100 °C. However, the known high temperature sealing material is ineffective for small holes and complex profiles.
Известен состав термостойкого силиконового герметика, обладающего высокой прочностью (патент CN №1083149900). Герметик содержит органический полисилоксан, модифицированный каолин, модифицированное силиконовое масло, сшивающий агент на основе силанового соединения, силановый связующий агент и катализатор. Известный герметик обладает хорошей прочностью и высокой адгезией, однако он имеет ограниченный верхний температурный предел применения до 300 °С.Known composition of heat-resistant silicone sealant with high strength (CN patent No. 1083149900). The sealant contains an organic polysiloxane, a modified kaolin, a modified silicone oil, a silane compound crosslinker, a silane coupling agent, and a catalyst. Known sealant has good strength and high adhesion, but it has a limited upper temperature limit of up to 300 °C.
Известен состав герметика на основе низкомолекулярного, силоксанового каучука (патент RU №2249027), который предназначен для герметизации различных соединений, требующих маслобензостойкости и эксплуатации в широком диапазоне температур. Герметик включает в свой состав, следующие компоненты (в мас.ч.):Known composition of the sealant based on low molecular weight, siloxane rubber (patent RU No. 2249027), which is designed to seal various compounds that require oil and petrol resistance and operation in a wide temperature range. The sealant includes in its composition the following components (in parts by weight):
Недостатком данного герметика являются ограничения по температуре обрабатываемой поверхности не выше 40 °С, а также ограничение эксплуатации при температурах выше 300 °С.The disadvantage of this sealant is the limitation on the temperature of the treated surface not higher than 40 ° C, as well as the limitation of operation at temperatures above 300 ° C.
Известен состав огнеупорной композиции (патент RU №2235078), включающий алюмохромфосфатное связующее, ускоритель твердения, воду и тонкодисперсный наполнитель - комбинацию, содержащую высокоглиноземистый мертель, в качестве ускорителя твердения - сульфат натрия, а указанный наполнитель дополнительно содержит керамическую массу и кремнезем. Известный состав используется для склеивания изделий из огнеупоров и керамики, ремонта футеровок тепловых агрегатов. Известный состав обладает высоким уровнем адгезионной и механической прочности клеевого соединения. Однако, для применения известного состава необходима остановка работы оборудования.A composition of a refractory composition is known (patent RU No. 2235078), including an aluminochromium phosphate binder, a hardening accelerator, water and a finely dispersed filler - a combination containing high alumina mortar, sodium sulfate as a hardening accelerator, and the specified filler additionally contains ceramic mass and silica. The known composition is used for gluing refractory and ceramic products, repairing linings of thermal units. Known composition has a high level of adhesive and mechanical strength of the adhesive joint. However, for the application of a known composition, it is necessary to stop the operation of the equipment.
Известен состав высокотемпературного герметика (патент RU №2650977) для электрохимических устройств с твердым электролитом на основе галлата лантана, содержащий оксид кремния в качестве стеклообразователя и корректирующие добавки, где в качестве корректирующих добавок содержатся оксиды галлия, магния и натрия. Однако, известный герметик может применяться при температурах только до 800 °С. Known composition of high-temperature sealant (patent RU No. 2650977) for electrochemical devices with a solid electrolyte based on lanthanum gallate, containing silicon oxide as a glass former and corrective additives, where oxides of gallium, magnesium and sodium are contained as corrective additives. However, the known sealant can only be used at temperatures up to 800 °C.
Наиболее близким к заявляемому составу по технической сущности и достигаемому результату является состав, описанный в патенте CN 107236464 «Термостойкий герметик, способ его приготовления и применение», выбранный в качестве прототипа. Closest to the claimed composition in terms of technical essence and the achieved result is the composition described in patent CN 107236464 "Heat-resistant sealant, method for its preparation and use", selected as a prototype.
В известном составе в качестве основного компонента используется силикат натрия, в качестве отвердителя используется кварцевый песок и порошок оксида алюминия, а порошок силиката алюминия используется в качестве вспомогательного агента. Герметик содержит 30-40 частей кварцевого песка, 10-15 частей порошка силиката алюминия, 2-6 частей порошка оксида алюминия и 45-55 частей силиката натрия. The known composition uses sodium silicate as the main component, quartz sand and alumina powder are used as a hardener, and aluminum silicate powder is used as an auxiliary agent. The sealant contains 30-40 parts of quartz sand, 10-15 parts of aluminum silicate powder, 2-6 parts of aluminum oxide powder and 45-55 parts of sodium silicate.
Известный состав отвечает требованиям устойчивости к высоким температурам и используется для авиационной техники. Однако, состав имеет ограничение эксплуатации при температурах выше 700 °С и не обладает достаточной эластичностью. Known composition meets the requirements of resistance to high temperatures and is used for aviation technology. However, the composition has a limitation of operation at temperatures above 700 ° C and does not have sufficient elasticity.
Задачей предлагаемого технического решения является создание герметизирующей смеси, обладающей высокой термостойкостью, эластичностью и устойчивостью в агрессивных средах, позволяющей производить герметизацию поврежденных технологических участков без остановки оборудования. The objective of the proposed technical solution is to create a sealing mixture with high heat resistance, elasticity and stability in aggressive environments, which allows sealing damaged technological sections without stopping the equipment.
В ходе проведенных исследований поставленная задача была решена путем создания высокотемпературного герметика, включающего силикат натрия, силан А-187 – промотор адгезии, диспергатор CHP-500, высоко-температурную силиконовую эмульсию Wacker-50E, полые микросферы из натриево-кальциевого боросиликатного стекла размером 0,15-0,25 мкм, оксид магния, оксид цинка, нитрид бора, диоксид кремния, микроволокно из волокон полимера длиной от 1 мм до 2,5 мм и мелкодисперсный каолиновый шамот с размером частиц 0,2-0,4 мкм, при следующем содержании компонентов, мас.%:In the course of the research, the task was solved by creating a high-temperature sealant, including sodium silicate, silane A-187 - adhesion promoter, dispersant CHP-500, Wacker-50E high-temperature silicone emulsion, hollow microspheres of soda-lime borosilicate glass size 0, 15-0.25 µm, magnesium oxide, zinc oxide, boron nitride, silicon dioxide, microfiber from polymer fibers with a length of 1 mm to 2.5 mm and fine kaolin chamotte with a particle size of 0.2-0.4 µm, with the following content of components, wt.%:
Новым техническим результатом при использовании предлагаемого состава является повышение эффективности герметика за счет повышения верхней температурной границы его использования до+1000 °С, а также повышение эластичности и устойчивости при работе в агрессивных химических средах, что позволяет эффективно использовать предлагаемый состав на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки для герметизации нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего оборудования без его выключения.A new technical result when using the proposed composition is to increase the efficiency of the sealant by increasing the upper temperature limit of its use to +1000 ° C, as well as increasing elasticity and stability when working in aggressive chemical environments, which allows the effective use of the proposed composition at oil production and oil refining enterprises for sealing oil-producing and oil-refining equipment without turning it off.
Технический результат, достигаемый предлагаемым составом, обусловлен его новыми свойствами, обнаруженными при проведении исследований.The technical result achieved by the proposed composition is due to its new properties discovered during research.
Мелкодисперсный шамот с размером частиц 0,2-0,4 мкм в сочетании с микроволокном выдерживают высокие температуры плавления, выше 2000 °С.Finely dispersed fireclay with a particle size of 0.2-0.4 microns in combination with microfiber can withstand high melting temperatures, above 2000 °C.
Микроволокно придает дополнительную прочность герметику, улучшая его деформационную прочность при нагреве и остывании металлических поверхностей (перепад температур), а высокотемпературная силиконовая эмульсия Wacker-50E повышает эластичность герметика, тем самым исключается разрыв предлагаемого состава при эксплуатации. Высокотемпературная силиконовая эмульсия образует особую пленку, которая защищает обрабатываемую поверхность от проникновения агрессивных веществ, исключая разъедание и коррозию металла.The microfiber gives additional strength to the sealant, improving its deformation strength during heating and cooling of metal surfaces (temperature difference), and the Wacker-50E high-temperature silicone emulsion increases the elasticity of the sealant, thereby eliminating the gap of the proposed composition during operation. High-temperature silicone emulsion forms a special film that protects the treated surface from the penetration of aggressive substances, eliminating metal corrosion and corrosion.
Оксид магния, оксид цинка, нитрид бора, входящие в состав герметика, с одной стороны обеспечивают антикоррозийную стойкость обрабатываемой металлической поверхности, а с другой - снижают тепловое излучение в инфракрасном диапазоне.Magnesium oxide, zinc oxide, boron nitride, which are part of the sealant, on the one hand, provide anti-corrosion resistance of the treated metal surface, and on the other hand, reduce thermal radiation in the infrared range.
Диспергатор СНР-500 способствует равномерному распределению сухих веществ в жидкости, предотвращая образование комочков, то есть слипания мелкодисперсных компонентов между собой.The CHP-500 dispersant contributes to the uniform distribution of dry substances in the liquid, preventing the formation of lumps, that is, the adhesion of finely dispersed components to each other.
Силан А-187, диоксид кремния и силикат натрия улучшают адгезивные свойства герметика.Silane A-187, silicon dioxide and sodium silicate improve the adhesive properties of the sealant.
Соотношение компонентов в предлагаемом составе подобрано экспериментальным путем и является оптимальным, что позволяет получить технический результат соответствующий поставленной задаче.The ratio of components in the proposed composition is selected experimentally and is optimal, which allows to obtain a technical result corresponding to the task.
Примеры технологического оборудования, при ремонте которого может быть использован предлагаемый герметик: корпус технологических печей, трубопроводы технологические, печи технологические, аппараты кожухотрубчатые теплообменные и конденсаторы с винтовыми перегородками и трубные пучки к ним, установки нагревательные для нефтеперерабатывающих заводов, трубопроводы технологические стальные, арматура трубопроводная, задвижки, насосы и агрегаты насосные для перекачки жидкостей, котлы паровые стационарные, установки котельные, дымовые трубы, металлические трубы для отвода дымовых газов.Examples of technological equipment, in the repair of which the proposed sealant can be used: the body of technological furnaces, technological pipelines, technological furnaces, shell-and-tube heat exchangers and condensers with screw baffles and tube bundles for them, heating installations for oil refineries, technological steel pipelines, pipeline fittings, gate valves, pumps and pump units for pumping liquids, stationary steam boilers, boiler installations, chimneys, metal pipes for flue gas removal.
Разработанная смесь обеспечивает герметизацию швов и соединений всего технологического оборудования при высоких механических и температурных нагрузках, работающего в диапазоне температур от - 60°С до+1000°С.The developed mixture provides sealing of seams and joints of all technological equipment under high mechanical and thermal loads, operating in the temperature range from -60°С to +1000°С.
Способ получения предлагаемого состава.The method of obtaining the proposed composition.
Расчетное количество мелкодисперсного шамота с размером частиц 0,2-0,4 мкм, стеклянных микросфер размером 15 мкм, оксида магния, оксида цинка, нитрида бора помещаются в смеситель с водой и перемешивают при 3000 оборотах в течении часа. После этого для предотвращения образования сгустков и равномерного распределения сухого вещества добавляются диспергатор CHP-500 и вновь перемешивают в течение 2,5 часов.The calculated amount of fine grog with a particle size of 0.2-0.4 microns, glass microspheres with a size of 15 microns, magnesium oxide, zinc oxide, boron nitride are placed in a mixer with water and mixed at 3000 rpm for an hour. After that, to prevent the formation of clots and uniform distribution of dry matter, CHP-500 dispersant is added and mixed again for 2.5 hours.
После получения равномерной субстанции смесь с помощью вакуумной подачи отправляют в реактор, работающий со скоростью перемешивания 300 об/мин. Затем в реактор подают силан А-187 и высокотемпературную эмульсию WACKER 50E и ведут перемешивание в течение 1 часа. Далее добавляют стеклянные микросферы и силикат натрия и перемешивают еще в течение 2-х часов. После получения однородной массы герметика в зависимости от вязкости, добавляют диоксид кремния и микрофибра, смесь перемешивают еще 1 час и фасуют. Полученная герметизирующая смесь имеет вязкость от 30 до 60 сантипуаз.After obtaining a uniform substance, the mixture is sent by vacuum feeding to a reactor operating at a stirring speed of 300 rpm. Silane A-187 and WACKER 50E high temperature emulsion are then fed into the reactor and stirred for 1 hour. Next, glass microspheres and sodium silicate are added and stirred for another 2 hours. After obtaining a homogeneous mass of the sealant, depending on the viscosity, silicon dioxide and microfiber are added, the mixture is stirred for another 1 hour and packaged. The resulting sealant mixture has a viscosity of 30 to 60 centipoise.
При изготовлении предлагаемого состава в качестве компонентов композиции используют следующие вещества.In the manufacture of the proposed composition, the following substances are used as components of the composition.
Силикат натрия - представляет собой белый или беловатый мелкодисперсный порошок без определенного вкуса и запаха, соответствует ГОСТ Р50418-92 Силикат натрия растворимый Технические условия.Sodium silicate - is a white or whitish fine powder without a specific taste and smell, corresponds to GOST R50418-92 Soluble sodium silicate Specifications.
Мелкодисперсный каолиновый шамот - может быть получен, например, из отходов высокотемпературного футеровочного кирпича, путем переработки их на бисерной мельнице в мелкодисперсную муку с размером частиц 0,2 - 0,4 мкм.Finely dispersed kaolin chamotte - can be obtained, for example, from waste high-temperature lining bricks, by processing them in a bead mill into fine flour with a particle size of 0.2 - 0.4 microns.
Стеклянные микросферы - полые микросферы из натриево-кальциевого боросиликатного стекла, размером 0,15-0,25 мкм.Glass microspheres - hollow microspheres made of soda-lime borosilicate glass, 0.15-0.25 µm in size.
Оксид магния - представляет собой легкий, рыхлый порошок белого цвета, легко впитывающий воду, широко применяется для производства огнеупоров, соответствует ГОСТ 4526-75 Реактивы. Магний оксид. Технические условия. ГОСТ 2642.8-2017 ОГНЕУПОРЫ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ Методы определения оксида магния.Magnesium oxide - is a light, friable white powder that easily absorbs water, is widely used for the production of refractories, corresponds to GOST 4526-75 Reagents. Magnesium oxide. Specifications. GOST 2642.8-2017 REFRACTORIES AND REFRACTORY RAW MATERIALS Methods for determination of magnesium oxide.
Оксид цинка - представляет собой бесцветный кристаллический порошок (кристаллы гексагональной сингонии), нерастворимый в воде, желтеющий при нагревании, соответствует ГОСТ 10262-73 Реактивы ЦИНКА ОКИСЬ Технические условия.Zinc oxide - is a colorless crystalline powder (crystals of hexagonal syngony), insoluble in water, turning yellow when heated, corresponds to GOST 10262-73 Reagents ZINC OXIDE Specifications.
Нитрид бора - нитрид бора гексагональный марки А, В, С, представляет собой мелкопористый кристаллический порошок белого цвета, соответствует ТУ 2112-003-49534204-2002 Бора нитрид гексагональный. Технические условия.Boron nitride - hexagonal boron nitride grades A, B, C, is a finely porous white crystalline powder, corresponds to TU 2112-003-49534204-2002 Hexagonal boron nitride. Specifications.
Диоксид кремния - оксид кремния (IV), представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления +1713…+1728 °C, обладающие высокой твердостью и прочностью, соответствует ГОСТ 9428-73 Реактивы КРЕМНИЙ (IV) ОКСИД Технические условия.Silicon dioxide - silicon (IV) oxide, is colorless crystals with a melting point of +1713 ... +1728 ° C, with high hardness and strength, corresponds to GOST 9428-73 Reagents SILICON (IV) OXIDE Specifications.
Микроволокно - ткань, произведенная из волокон полиэфира, также может состоять из волокон полиамида и других полимеров. Используется микроволокно длиной от 1 мм до 2,5 мм.Microfibre - a fabric made from polyester fibers, may also consist of polyamide fibers and other polymers. The microfiber used is 1 mm to 2.5 mm long.
Силан А 187 - (3-глицидилоксипропилтриметокси-силан), представляет собой бесцветную жидкость, является органо-функциональным силаном, действующим в качестве усилителя адгезии между неорганическими материалами (стекло, металлы, наполнители) и органическими полимерами (термопласты, эластомеры, т.д.). Органофильная функциональная глицидильная группа Силана-187 может реагировать с подходящим полимером. Содержание основного вещества 98%, относительная плотность - 1,0700, удельный вес 1,07 г/см3.Silane A 187 - (3-glycidyloxypropyltrimethoxy-silane), is a colorless liquid, is an organo-functional silane that acts as an adhesion promoter between inorganic materials (glass, metals, fillers) and organic polymers (thermoplastics, elastomers, etc.). ). The organophilic functional glycidyl group of Silane-187 can be reacted with a suitable polymer. The content of the main substance is 98%, the relative density is 1.0700, the specific gravity is 1.07 g/cm 3 .
Диспергатор СНР-500 - диспергатор фирмы «CH POLYMERS» (Финляндия), является универсальным связующим с превосходной водостойкостью и стойкостью к воздействию щелочи.CHP-500 dispersant - CH POLYMERS dispersant (Finland), is a universal binder with excellent water and alkali resistance.
Высокотемпературная силиконовая эмульсия Wacker-50E - представляет собой неионную эмульсию полисилоксана типа масло-в-воде, содержащую алкильные и аралкильные органические группы.Wacker-50E High Temperature Silicone Emulsion is a non-ionic oil-in-water polysiloxane emulsion containing alkyl and aralkyl organic groups.
Предлагаемый состав характеризуется необходимыми физико-химическими и специализированными свойствами, а также стабильностью в течение установленных сроков годности.The proposed composition is characterized by the necessary physico-chemical and specialized properties, as well as stability during the established shelf life.
Ниже приведены примеры реализации настоящего изобретения, для удобства представленные в таблицах 1-3.Below are examples of implementation of the present invention, for convenience, presented in tables 1-3.
Таблица 1.Table 1.
Таблица 2.Table 2.
Таблица 3.Table 3
Высокотемпературный герметик на основе силиката натрия, полученный в соответствии с приведенными примерами, во всех случаях подтвердил достижение заявленного технического результата.High-temperature sealant based on sodium silicate, obtained in accordance with the above examples, in all cases confirmed the achievement of the claimed technical result.
Предлагаемый высокотемпературный герметик проходил испытание по устранению негерметичных участков печи П-4 установки 24/7. Технические характеристики герметика представлены в таблице 4.The proposed high-temperature sealant was tested to eliminate leaky sections of the P-4 furnace of the 24/7 installation. Specifications of the sealant are shown in Table 4.
Таблица 4.Table 4
В рамках работы проводилась герметизация:As part of the work, sealing was carried out:
- стыков наружного корпуса печи (толщина стыков от 3 до 10 мм);- joints of the outer casing of the furnace (the thickness of the joints is from 3 to 10 mm);
- отверстий шириной от 20 до 100 мм в местах выхода змеевика печи.- holes with a width of 20 to 100 mm at the outlet of the furnace coil.
Работы по устранению мест присосов выполнялись на работающей печи 06.08.2020. Контроль состояния мест присосов воздуха, на которые был нанесен предлагаемый герметик, осуществлялся через 6 месяцев.Work to eliminate suction places was carried out on a working furnace on 08/06/2020. Monitoring the condition of places of air suction, which was applied to the proposed sealant, was carried out after 6 months.
Изображения мест присосов воздуха в печи П-4 установки 24/7 при первичном нанесении предлагаемого состава на поверхность и через 6 месяцев после эксплуатации представлены на фотографиях:Images of air suction places in the P-4 furnace of the 24/7 installation during the initial application of the proposed composition to the surface and 6 months after operation are shown in the photographs:
- на фотографиях 1 (А), 2 (А), 3 (А) представлены изображения при первичном нанесении предлагаемого состава на поверхность оборудования;- photographs 1 (A), 2 (A), 3 (A) show images during the initial application of the proposed composition on the surface of the equipment;
- на фотографиях 1 (Б), 2 (Б), 3 (Б) представлены изображения через 6 месяцев после эксплуатации данного оборудования.- photos 1 (B), 2 (B), 3 (B) show images 6 months after the operation of this equipment.
Для оценки сохранения свойств предлагаемого герметика в ходе эксплуатации, был проведен осмотр мест герметизации. В ходе осмотра было установлено, что герметик сохранил свои первоначальные свойства в ходе эксплуатации. Отслоений и растрескивания герметика не обнаружено.To assess the preservation of the properties of the proposed sealant during operation, an inspection of the sealing sites was carried out. During the inspection, it was found that the sealant retained its original properties during operation. Sealant peeling and cracking was not detected.
Предлагаемый высокотемпературный герметик является эффективным при использовании его при температурах до +1000 °С, эластичным и устойчивым при работе в агрессивных химических средах, может быть использован для герметизации нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего оборудования без его выключения.The proposed high-temperature sealant is effective when used at temperatures up to +1000 °C, elastic and stable when working in aggressive chemical environments, can be used to seal oil-producing and oil-refining equipment without turning it off.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773579C1 true RU2773579C1 (en) | 2022-06-06 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2188841C1 (en) * | 2001-01-09 | 2002-09-10 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Sealing material |
| RU2249027C1 (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-27 | Подшивалин Александр Викторович | Law molecular siloxane rubber-based sealing compound |
| RU2444537C2 (en) * | 2007-05-01 | 2012-03-10 | Прк- Десото Интернэшнл, Инк. | Sealing compound containing polythioether |
| RU2496797C2 (en) * | 2008-07-03 | 2013-10-27 | Дау Корнинг Корпорейшн | Modified polyolefins |
| CN107236464A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-10 | 中国人民解放军第五七九工厂 | A kind of high-temperature resistant gas fluid sealant and its preparation method and application |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2188841C1 (en) * | 2001-01-09 | 2002-09-10 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Sealing material |
| RU2249027C1 (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-27 | Подшивалин Александр Викторович | Law molecular siloxane rubber-based sealing compound |
| RU2444537C2 (en) * | 2007-05-01 | 2012-03-10 | Прк- Десото Интернэшнл, Инк. | Sealing compound containing polythioether |
| RU2496797C2 (en) * | 2008-07-03 | 2013-10-27 | Дау Корнинг Корпорейшн | Modified polyolefins |
| CN107236464A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-10 | 中国人民解放军第五七九工厂 | A kind of high-temperature resistant gas fluid sealant and its preparation method and application |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102382554A (en) | Heat preservation and insulation heavy duty anti-corrosion coating with low thermal conductivity and preparation method thereof | |
| RU2773579C1 (en) | Sealing mixture for connections of processing equipment of oil producing and refining enterprises, operating in aggressive environments at high temperatures | |
| CN101591541B (en) | Anticorrosive treatment material for chimney and flue and anticorrosive construction method | |
| CN114437617A (en) | High-toughness glass flake daub and preparation method thereof | |
| CN111849341A (en) | Organic-inorganic nano hybrid water-based high-temperature-resistant anticorrosive paint and preparation method thereof | |
| KR20150106806A (en) | Heat-insulating paint composition having high heat-resisting property | |
| CN102964659A (en) | Multifunctional polyethylene and stainless steel composite pipe | |
| CN112608681A (en) | Preparation method of high-temperature-resistant anti-corrosion composite coating for heat exchanger | |
| CN103084324A (en) | Internal coating anticorrosion process of pipe for oil exploitation | |
| CN101864270A (en) | Special anti-corrosion bonding glue for desulfurization and preparation method thereof | |
| CN101591568B (en) | Surface modified polytetrafluoroethylene surface layer material applied to chimney and flue anticorrosive treatment | |
| CN109096836B (en) | Fluororubber composition | |
| CN104672918A (en) | High-heat-stability fluorosilicone rubber tube material | |
| CN113278312B (en) | Organic-inorganic hybrid water-based emulsion, preparation method thereof and super-anticorrosive coating | |
| CN101705074B (en) | High temperature screw thread fastening glue and production method thereof | |
| CN116120814A (en) | Environment-friendly organosilicon modified intumescent fireproof coating | |
| KR101844580B1 (en) | Heat and Corrosion resistant Ceramic Composites Coating Composition And Manufacturing Methods For The Same | |
| CN112300675A (en) | Heat-conducting anticorrosive paint for inner wall of pipeline | |
| CN104312526A (en) | Anticorrosive double-component adhesive for thermal power plant desulfurization flue linings and preparation method thereof | |
| CN1229468C (en) | Method and sealing glue for preventing heat leakage of boiler | |
| CN110724582A (en) | Tert-butylated triphenyl phosphate flame-retardant hydraulic oil and preparation method thereof | |
| CN105176410B (en) | A kind of instantaneous curing agent for making the acidproof water blockoff adhesive of high temperature resistant dead burning plate and the acidproof water blockoff adhesive of high temperature resistant dead burning plate and purposes with its making | |
| CN110016287A (en) | A kind of graphene composite energy-saving protective coating and its preparation method and application | |
| KR101558846B1 (en) | Heat-resistant joint sheet using waste fiber | |
| CN112625648B (en) | High-temperature-resistant oil bath room-temperature curing silicone rubber and preparation method thereof |