50 лет DENSOLEN®

50 Years of DENSOLEN<sup>®</sup>

The leading standard. 
Комбинация материалов впечатляет - с 1973 года.

Мы гордимся тем, что в эти дни отмечаем особенный юбилей: 50 лет назад мы установили новый стандарт в области защиты от коррозии с помощью нашего изобретения DENSOLEN® с точки зрения качества, безопасности и долговечности. Лента DENSOLEN® была первой коэкструдированной трехслойной лентой с использованием полиэтилена (РЕ) и бутилкаучука. Эта комбинация материалов с тех пор является основой успеха нашей ленты DENSOLEN® . Далее последовали различные разработки различных составов лент и системных решений. Инновационные устройства для простой и быстрой намотки ленты для широкого спектра применений и диаметров труб также были разработаны собственными силами в течение этого времени и гарантируют эффективную обработку.

В более чем 60 странах семейство продуктов DENSOLEN® обеспечивает надежную защиту для широкого спектра требований. Это делает компанию DENSO ведущим поставщиком трехслойных антикоррозионных лент из бутилкаучука. И мы не стоим на месте, а продолжаем свои разработки: совсем недавно, в 2021 году, мы выпустили DENSOLEN®-AS40 HT, первую в мире высокотемпературную одноленточную систему для температур эксплуатации до >100 °C.

В честь юбилея мы освещаем преимущества комбинации материалов. Вас ждет содержательное интервью с Томасом Кайзером (директором DENSO Group Germany) и доктором Томасом Лёффлером (руководителем Центра компетенции по защите от коррозии DENSO Group Germany)!

 

Г-н Кайзер, давайте начнем с самого начала: Каким требованиям должны удовлетворять высококачественные антикоррозионные ленты?

Томас Кайзер: При прокладке и последующей эксплуатации трубопроводов изоляция должна не только выдерживать механические воздействия от движений труб и транспортных нагрузок, но и обеспечивать надежную защиту в самых разных климатических условиях.

Поэтому высококачественные ленты для защиты от коррозии должны быть гибкими даже при низких температурах и обладать высокой ударопрочностью. Материал должен быть термически стабильным и достаточно растяжимым, чтобы реагировать на действующую силу до того, как он разрушится. При ближайшем рассмотрении этих требований обнаруживаются существенные различия в свойствах материалов, присущих битумному поливинилхлориду (ПВХ) и бутиловому каучуку с полиэтиленом.

Томасом Кайзером, директором DENSO Group Germany
Томасом Кайзером, директором DENSO Group Germany
Требования к покрытиям для труб
Требования к покрытиям для труб

Д-р Лёффлер, какова основная структура полимерных лент холодного нанесения?

Д-р Томас Лёффлер: Если в качестве несущего материала используются ПВХ или ПЭ, то для покрывающего слоя, который сцепляется с трубой после обмотки, применяется битум или бутилкаучук. Важно отметить, что битум используется только для двухслойных лент. Высококачественных трехслойных лент с битумом в качестве материала покрытия не существует. Это объясняется тем, что для трехслойных антикоррозионных лент используется исключительно стабилизирующая полиэтиленовая пленка-носитель с двухсторонним покрытием из бутилкаучука. Это важный первый ориентир для оценки пригодности материала.

доктором Томасом Лёффлером, руководителем Центра компетенции по защите от коррозии DENSO Group Germany
доктором Томасом Лёффлером, руководителем Центра компетенции по защите от коррозии DENSO Group Germany
Использование ПВХ и битума в двухслойной ленте (слева) и полиэтилена и бутилкаучука в трехслойной ленте (справа)
Использование ПВХ и битума в двухслойной ленте (слева) и полиэтилена и бутилкаучука в трехслойной ленте (справа)

Что Вы думаете о ПВХ как о пленке-носителе?

Томас Кайзер: Взгляд на историю показывает, что часто создаются продукты, которые служат основой для дальнейших разработок, как в случае с ПВХ: Французский химик Анри Виктор Регно первым изобрел винилхлорид в 1835 году и заметил, что он образует белый порошок - ПВХ - при длительном воздействии солнечного света. Однако Регно не осознавал значения своего открытия. В 1912 г. немецкий химик Фриц Клатте синтезировал винилхлорид из этина и хлористого водорода, создав тем самым основу для производства ПВХ.

Пластификаторы не стабильны и со временем разрушаются. В результате материал носителя становится хрупким.
Пластификаторы не стабильны и со временем разрушаются. В результате материал носителя становится хрупким.

Сегодня ПВХ наиболее известен благодаря использованию в напольных покрытиях и оконных рамах.

Для того чтобы ПВХ можно было использовать в качестве пленки для защиты от коррозии, в твердый и хрупкий материал применяются добавки, которые делают его мягким и термостойким. ПВХ становится гибким только при температуре от -18 °C благодаря этим добавкам, которые составляют до 40 % материала.

TПроблема, однако, заключается в том, что добавки, особенно пластификаторы, не являются стабильными и со временем разрушаются. Выпотевание материала вызывает эффект старения: Материал-носитель становится хрупким, появляются трещины. Поэтому ПВХ менее пригоден в качестве основного материала для полимерных лент.

Д-р Томас Лёффлер: Существует также еще один вредный эффект: если ПВХ подвергается воздействию высоких температур, то начиная с +80 °C происходит дегидрохлорирование, т.е. выделение токсичного хлористого водорода. Если этот газ вступает в контакт с водой, образуется соляная кислота, которая не только коррозионно активна, но и является очень едкая. Чтобы сдержать или предотвратить этот процесс, используются дополнительные вещества, такие как термо- и УФ-стабилизаторы. Существует также опасность для природы и людей: если пластификаторы попадают в окружающую среду, они могут значительно загрязнить наши грунтовые воды. Более того, сырье для производства ПВХ, винилхлорид, считается канцерогенным для человека.

 

Имеет ли полиэтилен преимущества перед ПВХ в качестве несущей пленки?

Д-р Томас Лёффлер: Полиэтилен был открыт в 1898 году химиком Гансом фон Пехманом и впервые был произведен в промышленном масштабе в виде белого воскового покрытия в 1933 году Реджинальдом Гибсоном и Эриком Фосеттом. Только через семь лет был разработан экономически выгодный процесс производства. ПЭ обладает многими полезными свойствами и сегодня используется в основном в производстве пленки.

В отличие от ПВХ, полиэтилен уже при температуре -40 °C становится гибким без добавления примесей. Как материал, он очень растяжим и в то же время прочен, поэтому его можно формовать, не ломая.

Это важные свойства, например, при засыпке траншеи для труб, когда на трубу могут действовать внешние силы. По сравнению с ПВХ, полиэтилен поглощает мало воды, ему не требуются термостабилизаторы и он обладает хорошими изоляционными свойствами, поскольку имеет высокое электрическое сопротивление.

Томас Кайзер: Основные свойства полиэтилена делают этот материал очень подходящим для изготовления антикоррозионных лент. В то время как в случае ПВХ желаемые свойства достигаются только путем подмешивания добавок, ПЭ уже обладает этими свойствами. Поэтому улетучивание добавок, старение материала и без риска для здоровья не имеют никакого значения для ПЭ, в отличие от ПВХ. Кстати, ПВХ вообще не включен в список нормативных документов NACE, один из наиболее важных нормативных документов по защите от коррозии.

Свойства полиэтилена вкратце (в соответствии с NACE CIP Level II)

  • Температурная устойчивость почти до +100 °C.
  • Хорошая эластичность при низких температурах.
  • Выдающаяся химическая стойкость и прочность на разрыв.
  • Высокая ударная прочность и высокое электрическое сопротивление.
  • Не растворяется в органических растворителях.
  • Не рвется при натяжении.

 

Если в качестве материала покрытия используется битум, то через некоторое время трубу часто приходится восстанавливать, поскольку материал растрескивается. Что является причиной этого?

Томас Кайзер: Битум представляет собой смесь различных углеводородов и получается из нефти, в основном, путем перегонки сырой нефти. Однако только 7% из 1500 видов сырой нефти пригодны для получения высококачественного битума. Битум известен уже несколько тысяч лет как уплотнительный материал, поскольку он обладает водоотталкивающими свойствами и не растворяется в воде. В дорогостроении битум часто используется в качестве связующего вещества в асфальте.

Трещины в покрытии из старого битума
Трещины в покрытии из старого битума

Если битум используется в качестве материала для покрытия трубопроводов из-за своих адгезионных свойств, то специалисты по защите от коррозии часто сталкиваются с проблемой, что битум стал жестким, хрупким и пористым. Это вызвано структурным старением битума, которое обусловлено его химическим составом.

Скорость старения зависит от температуры и происхождения сырой нефти. Процесс можно замедлить, но не остановить при помощи добавок (полимеров). Результат: покрытие становится пористым, появляются трещины.

Является ли бутилкаучук более подходящим материалом для покрытий?

Д-р Томас Лёффлер: Безусловно, все вышесказанное говорит само за себя. Бутиловый каучук, также известный как изобутен-изопреновый каучук, был впервые синтезирован в промышленных масштабах в Германии в 1943 году. Бутиловый каучук относится к группе эластомеров. Это означает, что он возвращается к своей первоначальной форме после формовки или растяжения, когда приложенная к нему сила ослабевает.

Бутиловый каучук почти не проницаем для воздуха, газов и влаги и проявляет эластичность даже при очень низких температурах, что делает его пригодным для использования при температурах до -67 градусов Цельсия. Он также устойчив к старению и атмосферным воздействиям, пригоден для работы при очень высоких температурах и обладает хорошими показателями твердости и прочности на разрыв.

Свойства бутилового каучука с первого взгляда (в соответствии с NACE CIP Level II)

  • Температурная устойчивость почти до +100 °C.
  • Гибкий и поддающийся формовке материал.
  • Выдающаяся кислотостойкость.
  • Типичные области применения: уплотняющие массы, клеи, герметики.

Здесь то же самое, что и с ПВХ в качестве несущей пленки: Битум не включен в список нормативных документов NACE.

Томас Кайзер: Благодаря своим основным свойствам материала, бутилкаучук очень хорошо подходит для изготовления антикоррозионных лент. Если при сравнении несущей пленки полиэтилен уже превосходил ПВХ, то в качестве материала для покрытия бутилкаучук превосходит битум. В то время как бутилкаучук устойчив к старению, процесс старения битума невозможно остановить даже при помощи добавок. В результате антикоррозионная защита со временем становится пористой, и ее приходится обновлять.

 

Какой вид продукта оказывается более долговечным и поригодным к нагрузке при испытаниях?

Д-р Томас Лёффлер: Пористость покрытий труб измеряется по их разложению, которое регистрируется с помощью коэффициента разрушения покрытия ff . В сравнении битумных покрытий с трехслойным полиэтиленом (3LPE) показано, что коэффициент распада битума во много раз выше, чем у 3LPE, с самого начала, сразу после нанесения покрытия. Кроме того, всего через пять лет деградация битумного покрытия достигает 25-кратной величины по сравнению с покрытием из 3LPE.

Ежегодное разложение покрытий
Ежегодное разложение покрытий

Различное поведение различных комбинаций материалов при более высоких температурах можно смоделировать в тесте при температуре +75 °C (+167 °F). Результат: всего через 26 часов лента из ПВХ-битума перестает обеспечивать защиту, в то время как лента из полиэтилен-бутилкаучука остается стабильной и в отличном состоянии даже после 100 дней хранения.

Изменение ПВХ-битумной ленты (слева) в сравнении с ПЭ-бутилкаучуковой лентой (справа)
Изменение ПВХ-битумной ленты (слева) в сравнении с ПЭ-бутилкаучуковой лентой (справа)

Господин Кайзер, каков вывод? Какая комбинация материалов более надежна?

Томас Кайзер: Исторически ленты, изготовленные из ПВХ-битума, изначально были хорошим выбором, поскольку с помощью добавок можно было придать им свойства, которые требуются для защиты от коррозии. Однако такой вид продукта менее подходит для долгосрочного использования в проектах из-за проблемы старения и более высокого воздействия на окружающую среду: Для ПВХ требуются пластификаторы и стабилизаторы, которые теряются при старении. Битум подвержен структурному старению и поэтому становится жестким, хрупким и пористым. Бутилкаучук из полиэтилена, с другой стороны, уже обладает желаемыми свойствами, присущими материалу, и не теряет их в долгосрочной перспективе. ПЭ гибкий и термостабильный, ему не требуется никаких добавок. Бутиловый каучук зарекомендовал себя как стабильный и прочный герметизирующий клей. Таким образом, эта комбинация продуктов явно более устойчива и лучше защищает трубу от коррозии в долгосрочной перспективе.

Сравнение свойств ПВХ с битумом и ПЭ с бутилкаучуком
Сравнение свойств ПВХ с битумом и ПЭ с бутилкаучуком

Наши ленты DENSOLEN® из ПЭ ибутилкаучука задают стандарты качества уже 50 лет. Можете ли Вы назвать какой-нибудь особенный практический пример, например, долговременной прочности?

Томас Кайзер: Да, могу - и очень убедительно. Вырытый кусок трубы газопровода высокого давления Isarschiene, построенного в 1976 году, предоставил уникальную возможность.

Даже после 40 лет эксплуатации участок трубы показал очень хорошие показатели адгезии в тестах на отслаивание. Выдающееся качество лент DENSOLEN® было дополнительно подтверждено когезионным разрывом. Современные стандартные требования к антикоррозионным изоляциям были превышены даже после четырех десятилетий использования! Таким образом, ленты из бутилкаучука подтверждают свою исключительную пригодность для защиты от коррозии и на практике (см. Истории DENSO: Уникальная защита от коррозии).

Когезионный разрыв ПЭ/бутиловой ленты DENSOLEN<sup>®</sup> после 40 лет использования в проекте
Когезионный разрыв ПЭ/бутиловой ленты DENSOLEN® после 40 лет использования в проекте

Д-р Томас Лёффлер: "Только за последние десять лет ленты DENSOLEN® из ПЭ/бутилкаучука успешно использовались на площади в десятки миллионов квадратных метров.

В настоящее время ассортимент лент DENSOLEN® включает в себя 242 различных изделия. Намоточные устройства DENSOMAT® уже 50 лет являются синонимом простого, безопасного и эффективного процесса нанесения. Они помогают изолировщику постоянно поддерживать нуженое натяжение ленты и желаемую ширину нахлеста, а также увеличивают скорость нанесения в два раза по сравнению с ручной намоткой. Наши намоточные устройства DENSOMAT® уже впечатляюще продемонстрировали свое выдающееся качество в крупномасштабных проектах с круглосуточной непрерывной нагрузкой. Они являются синонимом высокого качества намотки и экономической эффективности.

 

Большое спасибо за интересный экскурс!

Узнайте больше о DENSOLEN® Антикоррозионные ленты (3-слойные) и DENSOMAT® Намоточные устройства.

 

Контактная информация: чем мы можем быть для Вас полезны?

У вас есть вопросы о продуктах, системных решениях или нашей компании? Пожалуйста, заполните контактный формуляр. Мы будем рады Вашим сообщениям.