Нефтестойкий герметик

[AlexS]

Здравствуйте.
Перед нами поставлена задача разработать герметизирующий состав для трубопроводной арматуры нефтепроводов. Требования к составу: нефтестойкость, вязкость 100000 - 300000 Сст, рабочий температурный диапазон от минус 30 до плюс 150 град. С, тиксотропность, хорошая адгезия к металлу, материал не должен высыхать и полимеризоваться.
Подскажите, может кто-то компетентен в данной области, что можно попробывать в качестве основы (основ) для данного состава.
Заранее спасибо за любую информацию.

[avor]

Я не спец в этом деле но начал бы попробовать каку какую-нибудь на основе акрилонитрильного каучука и может быть с добавкой ПВБ.

Вообще говоря от -30 до 180 градусов вязкость будет очень плавать. Скорее всего то что при 180 градусах будет иметь вязкость 100000 - 300000 Сст в нормальных условиях превратится в камень и его просто не нанести будет. А то что при нормальных условиях будет 100000 - 300000 Сст может растечься при 180градусах в лужицу.

[AlexS]

Спасибо за ответ.
Но если я не ошибаюсь товарно выпускаемый акрилонитрильный каучук твердый.
Существуют данные каучуки жидкие; пластифицированные диоктилфталатом, но есть большие сомнения в их нефтестойкости (акрилонитрильный каучук стоек в нефтепродуктах в вулканизированном виде), да и где его взять.
Да, еще подскажите что даст добавка поливинилбутераля (нефтестойкость ?). ПВБ при н.у. твердый, будет он растворятся в АК и в каком количестве его целесообразно пробывать?
Насчет вязкости, 100000 - 300000 Сст вязкость при н.у. и уже готового состава. Вязкость основы может быть на порядок ниже, при условии ее дальнейшего загущения. А то что при снижении, повышении температуры вязкость будет меняться это понятно, но можно пытаться ее стабилизировать вводом различных добавок.

[Maxforever]

Очень давно, когда учился в универе работал в фирме изготавливающей подобные гереметики для Газпрома, поэтому не очень помню точно, но в составе было : ПМС(низкомолекулярный), каучук (марку вообще не помню) литол и как загуститель аэросил, все это нагревалось и перемешивалось примерно при 80 градусах, до однородной массы. Иногда еще добавляли графит.

[avor]

-товарно выпускаемый акрилонитрильный каучук твердый
Ага, прямо как кирпич или альмаззз.
-что даст добавка поливинилбутераля (нефтестойкость ?)
липкость ну и к нефти тоже стойкий вроде. Можете полиизобутилен, но подороже будет.
-Вязкость основы может быть на порядок ниже
Вы вот это вот читали? "Я не спец в этом деле"
Откуда я знаю технологию и тонкости применения вашего герметика, я что тысячи этих герметиков составил? А вы задаете вопрос про технические подробности как-будто у меня лежит пропись состава перед глазами. А вы даже четко ТЗ сформулировать не можете.

-ПМС(низкомолекулярный), каучук (марку вообще не помню) литол и как загуститель аэросил, все это нагревалось и перемешивалось примерно при 80 градусах

Во! Мысль та моя не беспочвенна. ПМС- я так понимаю силоксан.

[Smol]

Коллега AlexS, задача перед Вами поставлена непростая, я бы, пожалуй, за нее не взялся бы...
Герметиком этим Вы резьбы на трубах смазывать будете? И чтобы он никогда не высыхал, и в нефти не растворялся?
Так ведь, если он будет жидкий и не отвердится, то вымоет его (пусть даже и загущенный) из ослабленной резьбы рано или поздно (особенно при 150 гр.С), как солидольную смазку из водопроводных муфт горячей водой вымывает...
Как-то противоречиво очень в Вашем задании получается - хорошие резьбы ведь и без герметика не текут (ФУМ нефтяники вроде и сейчас на трубные резьбы наматывают), а что с плохими делать - один Бог знает...
Но поспрашивайте у питерских фторопластчиков-лаковиков, может что они и придумают...
У меня-то для этих целей есть только отверждающиеся системы, фенольно-каучуковые... Но они навечно, потом трубу так сразу не разберешь, зато и не течет...

[Maxforever]

ПМС- я так понимаю силоксан Именно это

Я так понимаю это будет скорее не герметик, а что-то типа набивной смазки в запорные арматуры? Т.е. должна сохранять свои свойства и вязкость в достаточно широком интервале температур. Каучук надо использовать достаточно жесткий, и не очень много. Основой служит полиметилсилоксан.

[Smol]

Если это набивная смазка, то зачем ей "хорошая адгезия к металлу", кстати у ПМС (да и у литола) эта самая адгезия никакая, чисто слабые межмолекулярные связи между силиконовым маслом и металлом...
В общем, пусть топикстартер скажет, что герметизировать собираемся-то?

[Любитель_Манниха]

Или перейдёт в соответствующий раздел
http://www.chemport.ru/guest2/viewforum.php?f=58

[AlexS]

Коллега AlexS, задача перед Вами поставлена непростая, я бы, пожалуй, за нее не взялся бы...
Герметиком этим Вы резьбы на трубах смазывать будете? И чтобы он никогда не высыхал, и в нефти не растворялся?
Так ведь, если он будет жидкий и не отвердится, то вымоет его (пусть даже и загущенный) из ослабленной резьбы рано или поздно (особенно при 150 гр.С), как солидольную смазку из водопроводных муфт горячей водой вымывает...
Как-то противоречиво очень в Вашем задании получается - хорошие резьбы ведь и без герметика не текут (ФУМ нефтяники вроде и сейчас на трубные резьбы наматывают), а что с плохими делать - один Бог знает...
Но поспрашивайте у питерских фторопластчиков-лаковиков, может что они и придумают...
У меня-то для этих целей есть только отверждающиеся системы, фенольно-каучуковые... Но они навечно, потом трубу так сразу не разберешь, зато и не течет...

Нет. Герметик предназначен для герметизации трубопроводной шаровой арматуры. Подается по специальным каналам в полость между седлом и шаром и обеспечивает отсутствие перетока рабочей среды при закрытой арматуре. Данная герметизация необходима на короткий временной период (до 7 дней) для проведения ремонтных работ на трубопроводных участках.
А фенольно-каучуковые системы нефтестойки, какая у них вязкость и чем они отверждаются (просветите если не сложно), может если их загустить что-то интересное получиться?

[AlexS]

Очень давно, когда учился в универе работал в фирме изготавливающей подобные гереметики для Газпрома, поэтому не очень помню точно, но в составе было : ПМС(низкомолекулярный), каучук (марку вообще не помню) литол и как загуститель аэросил, все это нагревалось и перемешивалось примерно при 80 градусах, до однородной массы. Иногда еще добавляли графит.

ПМС, литол хорошо растворимы в нефтепродуктах. Интересно было бы знать что за каучук и сколько его в этом составе. Да и не совсем понятно зачем нагрев, если только для снижения вязкости и повышения эффективности смешения?

[AlexS]

ПМС- я так понимаю силоксан Именно это

Я так понимаю это будет скорее не герметик, а что-то типа набивной смазки в запорные арматуры? Т.е. должна сохранять свои свойства и вязкость в достаточно широком интервале температур. Каучук надо использовать достаточно жесткий, и не очень много. Основой служит полиметилсилоксан.

Полиметилсилоксан хорошо растворим в нефтепродуктах.
Что вы понимаете под "жестким" каучуком, может вязкий? И какую роль отводите каучуку (и какому каучуку) в данном составе?

[AlexS]

Если это набивная смазка, то зачем ей "хорошая адгезия к металлу", кстати у ПМС (да и у литола) эта самая адгезия никакая, чисто слабые межмолекулярные связи между силиконовым маслом и металлом...
В общем, пусть топикстартер скажет, что герметизировать собираемся-то?

Адгезия необходима для исключения (или снижения) процесса вымывания герметика из рабочей полости (пространство между шаром и седлом трубопроводной арматуры). Насчет "никакой" адгезии ПМС к металлу согласен, а на счет литола Вы ошибаетесь. Да и в принципе ввести адгезионные добавки в состав не проблема. Проблема найти подходящую основу (нефтестойкую, сохраняющую тиксотропность, адгезионные свойства, пластичность в диапазоне -30 + 150 гра. С).

[Smol]

Насчет литола приношу извинения, Вы правы, я немного увлекся...
Для Вашего случая феноло-каучуковые герметики вряд ли пойдут, пока мне даже класс основного соединения, на котором будет базироваться рецептура, неясен... По-хорошему это должна быть действительно некая незасыхающая густая смазка, но кремнеорганика почти вся в толуоле растворяется, а у других органических соединений слишком сильно возрастает вязкость с понижением температуры... И 150 гр.С - тоже очень серьезно, так бы можно было бы раствор поливинилбутираля или ПВС сделать в незамерзающей и невысыхающей органике, но уж очень высококипящий растворитель нужен, типа глицерина, а он вязкий на морозе... Да не любит бутираль высоких температур, ПВС в этом смысле получше... Здесь надо серьезно думать...

А скажите, западные аналоги этого герметика есть? И пробовать разные рецептуры как?

[AlexS]

Насчет литола приношу извинения, Вы правы, я немного увлекся...
Для Вашего случая феноло-каучуковые герметики вряд ли пойдут, пока мне даже класс основного соединения, на котором будет базироваться рецептура, неясен... По-хорошему это должна быть действительно некая незасыхающая густая смазка, но кремнеорганика почти вся в толуоле растворяется, а у других органических соединений слишком сильно возрастает вязкость с понижением температуры... И 150 гр.С - тоже очень серьезно, так бы можно было бы раствор поливинилбутираля или ПВС сделать в незамерзающей и невысыхающей органике, но уж очень высококипящий растворитель нужен, типа глицерина, а он вязкий на морозе... Да не любит бутираль высоких температур, ПВС в этом смысле получше... Здесь надо серьезно думать...

А скажите, западные аналоги этого герметика есть? И пробовать разные рецептуры как?

Здравствуйте, коллега Smol. Большое спасибо за участие в решении моей проблемы.
ПВС (поливинилстеарат) может использоваться в качестве добавки для повышения вязкости и снижения температуры замерзания, но поиск добавок вторичен.
К перспективной основе наверное имеет смысл расширить основные требования - нерастворимость в нефтепродуктах, температура разложения более 200 град. С (возьмем с небольшим запасом), температура стеклования желательно ниже минус 30 град С, вязкость желательно не менее 10000 Сст при н.у.. Имея материал удовлетворяющий данным требованиям можно попытаться при помощи присадок и загустителей довести его до требуемых показателей.
Западные аналоги есть, в первую очередь материал канадской фирмы Sealweld, отечественные аналоги тоже есть, но судя по отзывам эксплуатанционщиков значительно хуже, возможно за исключением материалов марки РС.
Рецептуры можно пробывать следущим образом:
- тест на растворимость в нефтепродуктах (поместить на кончике деревянной палочки материал в керосин) контроль органолептический;
- температурный тест, поместить материал в сушильный шкаф нагретый до 150 град С, контроль также органолептический, продукт не должен оплывать, разлагаться, испаряться более 4% в течении 2 часов;
- еще температурный тест, охладить материал до минус 30 град С, материал должен сохранять адгезионные свойства.
Если все эти тесты пройдены далее можно провести детальные исследования, в том числе полевые.

[Smol]

Для начала возьмите канадский материал и определите его состав... Хоть будет, от чего отталкиваться

А так, пока я внутренне остановился на каком-то сильно загущенном гликоле (диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, глицерин, пропиленгликоль и т.д). Загустители - поливиниловый спирт (это его я обозначаю как ПВС), полиэтиленгликоль, аэросил, стеарат кальция и др. (что подберете)...
Поскольку сам по себе гликоль при низких температурах довольно сильно набирает вязкость, то вот думаю, может в эту систему еще какой дополнительный растворитель ввести, менее вязкий, чем гликоль. Может быть, какой-то апротонный растворитель, типа диметилацетамида?
А если надо, то дополнительную твердую смазку вполне можно ввести, да хоть нитрид бора...

Поскольку я этим никогда в жизни не занимался (эти дела по такого рода композициям всегда вел ВНИИНП в Москве), то предоставляю Вам полное право как угодно критиковать мои размышления...

[AlexS]

Мы с этого и начали, сделали элементный состав, отдали спектральщикам (на хромасспектрометрию), но они либо некомпетентны, либо правы утверждая, что смесь органических продуктов идентифицировать по веществам не возможно (состав - простые и сложные эфиры различного строения моно- и дикарбоновых кислот в том числе ароматических в неопределенном соотношении - чушь неопределенная).
Кстати, если кто-то готов взяться за идентификацию состава, мы готовы взаимовыгодно сотрудничать.
Насчет применения гликолей, мысль интересная, но имеет существенный минус, данные материалы сильно гигроскопичны, что не приемлемо при ведении ремонтных работ в полевых условиях.
Очень жаль, что отошел от дискуссии Maxforever, непосредственно учавствующий в изготовлении данных составов.

[Smol]

Коллега AlexS, а территориально Вы где? Просто в Москве проблем установить состав композиции не то, чтобы совсем нет (они всегда есть), но есть несколько лабораторий, которые это могут сделать...

[avor]

состав - простые и сложные эфиры различного строения моно- и дикарбоновых кислот в том числе ароматических в неопределенном соотношении - чушь неопределенная).

По описанию очень похоже на смесь эфиров ПЭГ и типа адипиновой и себациновой кислот. По моему похожую шнягу во всю используют для пропитки неподвижгой фазы в ГЖХ для анализа всякой полярной органики.

[Smol]

Ну да, тот же этиленгликоль (диэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, глицерин), но проконденсированный с фталевым ангидридом (или адипинкой, или еще с чем-то), насыщенный (или ненасыщенный) полиэфир, одним словом... Сделать такой же после проведения нормального ЯМР-анализа и гель-хроматографии не так дорого стоит (хотя у моего начальства. естественно, будет на этот счет свое мнение)...
Кстати - такой продукт вязкий, но не замерзает, температуру 150 гр.С держит нормально, в керосине точно не растворяется, в воде плохо растворяется... К металлу липнет...
Должен подойти, особенно, если чем-то загустить, чтобы не слишком сильно расплывался при 150 гр.С... Можем уже сейчас дать образец похожего продукта попробовать (мы понемногу его делаем)...

Коллега avor, Вам респект и уважуха!