Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова (Новочеркасск, Россия)
Е. А. Яценко, заведующая кафедрой «Общая химия и технология силикатов», руководитель лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», д-р техн. наук, профессор, e_yatsenko@mail.ru
А. В. Рябова, доцент кафедры «Общая химия и технология силикатов», старший научный сотрудник лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», доцент, канд. техн. наук, annet20002006@yandex.ru
В. М. Курдашов, аспирант кафедры «Общая химия и технология силикатов», инженер лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», viktorkurdashov@yandex.ru
В. Д. Ткаченко, аспирант кафедры «Общая химия и технология силикатов», инженер лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», tkachenko.vadik2014@yandex.ru
Л. В. Климова, доцент, канд. техн. наук, доцент кафедры «Общая химия и технология силикатов», старший научный сотрудник лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», lyudmila.clim@yandex.ru
А. И. Изварин, ассистент кафедры «Общая химия и технология силикатов», инженер-исследователь лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», andre.izvarin@yandex.ru
В статье представлены результаты исследования технологических свойств стеклофритты на основе алюмоборосиликатной стеклообразной системы RO–R2O–B2O3–Al2O3–SiO2–TiO2–F-, предназначенной для формирования неорганических аморфизированных покрытий, обеспечивающих внутреннюю защиту стальных трубопроводов и соединительных деталей. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения долговечности и надежности трубопроводных систем, подверженных коррозионному и гидроабразивному износу, а также образованию отложений. Целью работы являлось комплексное изучение ключевых технологических характеристик стеклофритты в расплавленном и твердом состоянии: растекаемости, вязкости, смачивающей способности и поверхностного натяжения стекловидного расплава, а также температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Экспериментальные исследования проводились в соответствии с ГОСТ Р 52569–2018 и ГОСТ Р 50045–92 с использованием дилатометрии, метода «лежащей капли» и расчетных методик (Аппена, Деккера – Резниковой). Установлено, что синтезированная стеклофритта обладает растекаемостью 40,3 мм (при норме не менее 38 мм), средней вязкостью lg η = 2,99, α = 103,8·10–7 K–1, что на 13,5 % ниже усредненного значения ТКЛР малоуглеродистой стали (α = 120–7×10 K–1). Краевой угол смачивания при температуре обжига 850 °C составляет 17–25°, а поверхностное натяжение – 0,264 Н/м. Полученные значения удовлетворяют технологическим требованиям к формированию бездефектных покрытий, а разработанная стеклофритта рекомендуется для однослойного эмалирования стальных трубопроводов и соединительных деталей.
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. Kowalczyk M., Andruszko J., Stefanek P., Mazur R. Failure and degradation mechanisms of steel pipelines: analysis and development of effective preventive strategies // Materials (Basel). 2024. Vol. 18. pp. 134.
2. Анциферов С. А., Усманова Е. А. Анализ влияния внутренней коррозии на эксплуатацию трубопроводов // Вестник НГИЭИ. 2015. № 5. С. 5–10.
3. Medvedovski E., Leal Mendoza G. Enamel (glassy) coatings for steel protection against high temperature corrosion // Advances in Applied Ceramics. 2023. Vol. 122. pp. 145–169.
4. Артюшкин В. Н., Авдеев В. М. Применение силикатно-эмалевых покрытий для нефтепромысловых трубопроводов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2015. № 4 (48). С. 101–106.
5. Kulikova O. V., Shchegoleva N. E., Lebedeva Y. E. (et al) Insulating enamel based on lead-borate glass // Glass and Ceramics. 2022. Vol. 78. № 11–12. pp. 436–441.
6. Yatsenko E. A., Ryabova A. V., Klimova L. V., Kurdashov V. M. Influence of fluorine-containing additive on flowability of a glass enamel coating for steel pipelines // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 30. pp. 79–83.
7. Gao X., Sun J., Zhang L. (et al) Multifunctional superhydrophobic coating with excellent thermal stability and liquid repellency // Journal of Magnesium and Alloys. 2026. Vol. 17. pp. 101946.
8. Li W., Yan G., Zhu J. (et al) Unveiling the influence of elevated temperatures on enamel coating: Viscosity, yield strength, stress-strain behavior and structure // Journal of Non-Crystalline Solids. 2025. Vol. 666. pp. 123716.
9. Варгин В. В., Антонова Е. А., Гуторова Л. Л. и др. Технология эмали и эмалирования металлов. – М. : Стройиздат, 1965. – 395 с.
10. Рябова А. В., Фанда А. Ю., Курдашов В. М. и др. Изучение формирования структуры стеклоэмалевых покрытий для стальных архитектурностроительных панелей // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2022. № 4 (216). С. 69–77.
11. ГОСТ 52569-2018 «Фритты. Технические условия». – М. : Стандартинформ, 2018. – 31 с.
12. Nguyen H. H. Enamel Coatings and Surface (Super) Hydrophobicity. – Wollongong : University of Wollongong, 2021. – 180 p.
13. Брагина Л. Л., Зубехин А. П., Белый Я. И. Технология эмали и защитных покрытий. – Харьков : НТУ ХПИ, 2003. – 483 с.
14. 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.
15. Русанова Н. Л., Саулин Д. В. Исследование структуры и состава дефектного стеклоэмалевого покрытия в области сварного соединения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2016. № 1. С. 130–144.
16. Яценко Е. А., Рябова А. В., Курдашов В. М., Ткаченко В. Д. Модификация защитных аморфизированных стеклоэмалевых покрытий для стальных трубопроводов с целью повышения адгезии со сталью // Черные металлы. 2025. № 12. С. 84–88.
17. Dekker P. Calculation of Viscosity-Temperature Curves for Porcelain Enamels from the Flow-Button Test // Journal of the American Ceramic Society. 1965. Vol. 48. № 6. pp. 319–327.
18. Резникова В. В., Козуб П. Н., Брагина Л. Л. Расчетно-экспериментальная методика определения вязкости эмалевых расплавов // Вестник НГУ «ХПИ». 2001. № 12. С. 74–79.