Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия

Е. А. Яценко, зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», руководитель лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», докт. техн. наук, профессор, эл. почта: e_yatsenko@mail.ru
А. В. Рябова, доцент кафедры «Общая химия и технология силикатов», старший научный сотрудник лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», канд. техн. наук, доцент, эл. почта: annet20002006@yandex.ru
В. М. Курдашов, аспирант кафедры «Общая химия и технология силикатов», инженер лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», эл. почта: viktorkurdashov@yandex.ru
В. Д. Ткаченко, аспирант кафедры «Общая химия и технология силикатов», инженер лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», эл. почта: tkachenko.vadik2014@yandex.ru

Рассмотрены актуальные проблемы защиты стальных трубопроводов в нефтегазовой отрасли с акцентом на повышение адгезии стеклоэмалевых покрытий к металлической поверхности. Основное внимание уделено исследованию влияния модифицирующих добавок на прочность сцепления покрытия с металлом. В ходе работы выполнен анализ существующих стеклоэмалевых покрытий и выявлены их основные недостатки, связанные с низкой адгезией к металлической поверхности. Для решения данной проблемы исследовано влияние различных модифицирующих добавок в покрытие: оксидов меди (CuO) и сурьмы (Sb₂O₃), а также натриевой (NaNO₃) и калиевой (KNO₃) селитры. Разработана методика приготовления стеклоэмалевых составов с добавлением модифицирующих компонентов, включающая этапы измельчения, смешивания, варки шихты и грануляции фритт, приготовление шликерных суспензий, нанесение и обжиг их на металлической основе. Проведены комплексные испытания адгезионных свойств полученных покрытий с использованием стандартных методик оценки ударной прочности и относительной прочности сцепления. В результате исследований установлено, что оптимальной модифицирующей добавкой при помоле стеклоэмалевой фритты является оксид меди (CuO) в количестве 2 %, обеспечивающий максимальную относительную прочность сцепления покрытия с металлом с отсутствием тока в электрической цепи до 0 А, что указывает на наличие после деформации сцепляющего слоя или самого покрытия на металле. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых составов стеклоэмалевых покрытий с улучшенными защитными характеристиками для трубопроводов, эксплуатируемых в агрессивных средах. Предложенные решения позволят повысить долговечность и надежность трубопроводных систем в нефтегазовой отрасли. 

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-49-00002, https://rscf.ru/project/25-49-00002/ «Принципы модификации аморфизированных неорганических покрытий с улучшенной адгезией, теплопроводностью и коррозионной стойкостью для объектов энергетической инфраструктуры» (Руководитель – Е. А. Яценко).

1. Саксон В. М., Сергеев А. Б., Проказин А. Б. Диагностика стальных трубопроводов методом бесконтактной магнитометрии // Мир измерений. 2012. №. 6. С. 17–21.
2. Алексеев Л. С., Гладкова Е. В., Ивлева Г. А., Пономарчук К. Р. Инженерные системы водоснабжения и водоотведения. Часть I. Профилактика повреждений коммуникаций и вторичного загрязнения воды. – М. : Рос. гос. аграр. заоч. ун-т, 2012. – 148 с.
3. Шкодин А. А., Тлехусеж М. А. Коррозия и методы борьбы с ней в нефтепромысловых отраслях // Научное обозрение. Педагогические науки. 2019. № 4-4. С. 97–101.
4. Otegui J. L. Challenges to the integrity of old pipelines buried in stable ground // Engineering Failure Analysis. 2014. Vol. 42. P. 311–323.
5. Farh H. M. H., Seghier M. E. A. B ., Zayed T. A comprehensive review of corrosion protection and control techniques for metallic pipelines // Engineering Failure Analysis. 2023. Vol. 143. 106885.
6. Рябова А. В., Курдашов В. М., Александрин А. С. Особенности формирования защитного внутреннего стеклоэмалевого покрытия для стальных трубопроводов // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2023. №. 1 (217). С. 63–73.
7. Брагина Л. Л., Зубехин А. П., Белый И. Я. и др. Технология эмали и защитных покрытий. – Харьков : НТУ ХПИ, 2003. – 483 с.
8. Aljibori H. S. et al. Advances in corrosion protection coatings: A comprehensive review // Int. J. Corros. Scale Inhib. 2023. Vol. 12, Iss. 4. P. 1476–1520.
9. Berdzenishvili I. Functional corrosion-resistant enamel coatings and their adherence strength // Acta Physica Polonica A. 2012. Vol. 121, Iss. 1. P. 178–180.
10. Боровой В. Ю. Рациональное использование сырьевых материалов для получения силикатной эмали с заданными свойствами // Ресурсосберегающие технологии в контроле, управлении качеством и безопасности : сборник научных трудов X Международной конференции школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых «Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в будущее», 9–11 ноября 2021 г., г. Томск. – Томский политехнический университет, 2022. – С. 39–42.
11. Денисова В. С., Солнцев С. С., Соловьева Г. А. Стеклоэмалевые покрытия для защиты коррозионностойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии: свойства и области применения (обзор) // Труды ВИАМ. 2015. №. 5. С. 27–32.
12. Артамонова М. В., Асланова М. С., Бужинский И. М. и др. Химическая технология стекла и ситталов / Под ред. Н. М. Павлушкина. – М. : Стройиздат, 1983. – 432 с.
13. Yatsenko E. A. et al. Review of protective coatings for pipelines // International Journal of Hydrogen Energy. 2025. Vol. 110. Р. 656–663.
14. ГОСТ Р 52569–2018. Фритты. Технические условия. – Введ. 01.10.2018.
15. ГОСТ Р 52569-2006. Фритты. Технические условия. – Введ. 01.06.2007.
16. Варгин В. В. и др. Технология эмали и эмалирования металлов. – М. : Стройиздат, 1958. – 395 с.
17. Локшин В. Я. Технология эмалирования металлических изделий. – М. : РосГиз, 1955. – 424 с.