Проблемы эксплуатации нефтегазовых объектов в умеренном климатическом поясе и в северных регионах России являются достаточно острыми, и на сегодняшний день не имеют однозначного решения в области нанесения огнезащитных покрытий (ОЗП) на несущие металлоконструкции и последующей эксплуатации. Если с антикоррозионными покрытиями Заказчик готов рассматривать качественное нанесение в заводских условиях с постоянным лабораторным контролем и последующей транспортировкой готовых окрашенных металлоконструкций на объект, то нанесение ОЗП на сегодняшний день происходит конкретно в местах локации строительного объекта.

Типичные проблемы на нефтегазовых объектах открытого контура эксплуатации умеренного климатического пояса и северных регионов, с которым сталкивается Подрядчик при выполнении нанесения огнезащитных составов – короткий период окрасочных работ, погодные условия (осадки, роза ветров, температурные перепады) и, как следствие, получение некачественного огнезащитного покрытия. Помимо сложностей, возникающих в процессе нанесения, стоит учитывать высокую стоимость огнезащитной обработки металлоконструкций, до 70% от стоимости металла и дорогостоящий последующий ремонт.

Огнезащитные покрытия (ОЗП) терморасширяющегося (вспучивающегося) типа для металлоконструкций используются с начала 50-х годов XX века. За длительное время они совершенствовались и достигли довольно высоких характеристик.

В преобладающем большинстве, они представляют собой огнезащитные материалы (ОЗМ), включающие в себя связующее с органическим растворителем (поливинилакрилаты, поливинилацетаты) или на водной основе.

В настоящее время эти материалы по достоинству занимают довольно большую нишу рынка огнезащиты, но обладают рядом недостатков, которые во многих случаях затрудняют и ограничивают их применение.

Например, ОЗМ на водной основе не могут эксплуатироваться на открытом воздухе.

ОЗМ с органическими растворителями могут эксплуатироваться на открытом воздухе с покрывными материалами, но имеют свойства, затрудняющие их применение:

1. Содержат до 30 % растворителей или воды, что приводит к необходимости многослойного (от 2 до 10 слоёв) нанесения покрытия с промежуточной сушкой слоёв. Суммарное время сушки может доходить до 7-10 рабочих дней. Как следствие – высокие трудозатраты и финансовые затраты на нанесение ОЗМ. При нанесении не месте монтажа металлоконструкций приводит к зависимости нанесения от климатических условий. В заводских же условиях это приводит к нерациональному использованию заводских площадей – заводское нанесение ОЗМ почти не используется.
2. Относительно невысокие механические свойства ОЗМ не позволяют транспортировать металлоконструкции с нанесенными огнезащитными покрытиями. Поэтому, а также по причине п.1, заводское нанесение ОЗМ почти не используется.
3. Свойства антикоррозионной защиты ОЗП на полиакриловой и винилацетатной основах весьма ограничены, хотя они обычно имеют высокую толщину (по сравнению с лакокрасочными покрытиями). Таким образом, антикоррозионные свойства систем огнезащитных покрытий в значительной мере определяют грунтовочные покрытия и покрывные материалы, и в сложных условиях требуют отдельного решения антикоррозионной защиты металлоконструкций.

Фирма Sika Deutschland GmbH Industrial Coatings, проанализировав свойства существующих на сегодняшний день ОЗМ и потребности рынка, в результате длительного этапа разработки представила эпоксидный двухкомпонентый огнезащитный материал нового поколения – Sika Unitherm ACE, обладающий целым рядом достоинств, открывающих новые возможности для применения ОЗП:

1. Высокая огнезащитная эффективность – от 15 минут до 120 минут.

2. Чрезвычайно высокая механическая стойкость (к ударам, истирающим воздействиям), находящаяся на уровне эпоксидных покрытий для АКЗ внутренних поверхностей нефтяных резервуаров.

Для ОЗП Sika Unitherm ACE характерны следующие физико-механические характеристики:

- Предел прочности при сжатии ок. 45 MПа;

- Стойкость к ударам (DIN EN ISO 6272-1) : > 20Дж; 

- Твердость по Шору ок. 85;

- Адгезия к стали, очищенной до степени Sa 2 1/2 по ISO 8501-1 ок. 10 Н/мм2;

- Износостойкость по абразеру Табера ок. 65 мг (1000 циклов, нагрузка 1000 г., диск CS 10);

- Предел прочности при растяжении ок. 10 MПа;

- Относительное удлинение при разрыве не менее 5%.

Такие характеристики позволяют транспортировать металлоконструкции   на большие расстояния, не применяя специальных дорогостоящих мер при транспортировке.

3. Непосредственное нанесение на сталь, очищенную до Sa 2 1/2, без промежуточной грунтовки.

4. Быстрое химическое твердение - можно передавать на склад или для транспортировки на следующие сутки после нанесения покрытия, в том числе под дождь, независимо от толщины покрытия - сокращает производственный цикл, снижает финансовые затраты.

5. 100 % содержание нелетучих веществ, слабый запах улучшают условия при нанесении, снижают затраты на вентиляцию, упрощает контроль толщины покрытия (толщина мокрого слоя равна толщине сухого слоя). Слабый запах и отсутствие растворителя позволяет наносить покрытие и в закрытых помещениях со слабой вентиляцией.

6. Может наноситься с толщиной сухого слоя до 4 мм за одну технологическую операцию без стекания. При этом исключается риск ухудшения межслойной адгезии, снижаются трудозатраты, при нанесении в полевых условиях снижает зависимость от погодных условий, существенно облегчает работу подрядчиков на объекте и сокращает сроки выполнения работ.

7. Не требует армирования при толстослойном нанесении.

8. Легко наносится безвоздушным нанесением широко распространённым однокомпонентным оборудованием, например, WIWA 28064 или 24071.

9. Для эксплуатации внутри зданий и на открытом воздухе.

10. 100 % содержание нелетучих веществ делает Sika Unitherm ACE толерантным к многим лакокрасочным материалам и предоставляет широкие возможности для формирования систем покрытий для различных условий применений. Хотя Sika Unitherm ACE может наноситься непосредственно на сталь и эксплуатироваться при этом на открытом воздухе, но может использоваться и с грунтовками, в зависимости от ситуации:

- Sika Permacor-2706 EG при нанесении на оцинкованную сталь.

- Sika Permacor-2004 N или Sika Permacor-1907 EG N при нанесении на сталь очищенную вручную, в случаях, когда абразивно-струйная очистка не-возможна или нежелательна.

Может наноситься на другие грунтовки после проверки в соответствии с имеющимися рекомендациями.

11. Sika Unitherm ACE может эксплуатироваться без покрывного слоя и на открытом воздухе, если не требуется длительное сохранение цвета (цвет – светло-серый (примерно RAL 7038) или белый по заказу). Если имеются требования к цвету и длительному сохранению цвета на открытом воздухе, то в качестве покрывного слоя используются акрил-полиуретановые покрывные материалы Sika Permacor-2330, -2307 или с очень высокой долей нелетучих веществ -2230 VHS.

Если же требуется обеспечить возможность дезактивации системы покрытий при эксплуатации внутри помещений, например, на АЭС, рекомендуется верхнее покрытие Sika Permacor-2707. Цвет покрывных слоёв – по каталогу RAL.

12. Высокая химическая стойкость, существенно более высокая, чем у однокомпонентных ОЗП. Среди прочего, допускается промывка покрытия струёй воды (до 60 °С) под давлением (200 атм) с моющими и чистящими веществами. Покрытие и системы покрытий с различными грунтовками и покрывными слоями при толщине Sika Unitherm ACE 1 мм, с положительными результатами прошли испытания по ISO 2812-1 на воздействие 10 % едкого натра, 10 % серной кислоты и уайт-спирита Kristallol-30 (с 18 % содержанием ароматических фракций).

13. Длительная теплостойкость до 80 °С.

14. Высокий уровень антикоррозионной защиты наряду с огнезащитной эффективностью. Срок службы системы покрытий: грунтовка Sika Permacor-2305 Rapid (80 мкм) + Sika Unitherm ACE (ок. 1 мм) + Sika Permacor-2330 (80 мкм) по результатам ускоренных климатических испытаний по ГОСТ 9.401-91, метод 6 (открытая промышленная атмосфера, холодный и умеренно-холодный климат УХЛ1) составляет 20 лет.

Системы покрытий с различными грунтовками и различными покрывными материалами, с толщиной Sika Unitherm ACE, с положительными результатам прошли испытания согласно ISO 12944-6 с продолжительностью испытаний, соответствующих сроку службы «high» (длительный, более 15 лет) в условиях коррозионной агрессивности атмосферы C4 (высокая), С5-I (очень высокая, промышленная), C5-М (очень высокая, морская).

Приведенные свойства позволяют перейти к нанесению Sika Unitherm ACE полностью на заводах, изготавливающих металлоконструкции в контролируемых условиях, квалифицированным персоналом, не заботясь об особых предосторожностях при транспортировании, доставлять металлоконструкции и сразу их монтировать в любое время года. Это особенно важно в условиях, когда осваиваются северные и малонаселённые регионы с дефицитом квалифицированной рабочей силы, что снизит объём работ по нанесению ОЗП в местах расположения нефтегазовых объектов умеренного климатического пояса и северных регионов России.

Одновременно, эти же характеристики - однослойное нанесение, быстрая сушка, возможное нанесение без грунтовки и покрывного материала, дают возможность  оперативно наносить Sika Unitherm ACE в сложных полевых условиях - в случае уже смонтированных металлоконструкций непосредственно на строительном объекте.

ж-л «Сфера. Нефть и газ», февраль 2014 (40) (стр. 50-52)