Profesionali ir išsami plieninių vamzdžių antikorozinių dangų{0}}analizė

Plieniniai vamzdžiai plačiai naudojami pagrindinėse srityse, tokiose kaip naftos ir dujų transportavimas, komunalinis vandens tiekimas ir kanalizacija, chemijos inžinerija ir energijos gamyba. Aptarnavimo aplinka apima dirvožemį, atmosferą, vandens telkinius ir labai ėsdinančią terpę. Elektrocheminė korozija yra pagrindinė vamzdžių perforacijos, nuotėkio ir gedimo priežastis.

Antikorozinės dangos, kaip pagrindinės techninės priemonės plieniniams vamzdžiams apsaugoti nuo korozijos, tiesiogiai lemia dujotiekio tarnavimo laiką, eksploatavimo saugą ir viso gyvavimo ciklo kainą. Toliau pateikiama profesionali analizė iš trijų dimensijų: inžinerinė reikšmė, bendrieji reikalavimai dangoms, pagrindiniai dangų tipai ir charakteristikos.

1. Pertraukite korozijos grandinę ir slopinkite korozijos reakciją jos šaltinyje

Anglies plieno korozija daugiausia yra elektrocheminė. Tam reikia trijų elementų: elektrolito, deguonies ir anodo{1}}katodo grandinės. Antikorozinė danga sukuria vientisą ir tankią apsauginę plėvelę, kuri izoliuoja plieno pagrindą nuo vandens, deguonies, rūgščių, bazių ir druskų, tiesiogiai blokuodama elektrocheminės korozijos reakcijos kelią; cinko, aliuminio ir kitų metalų dangos taip pat gali aktyviai slopinti pagrindo koroziją dėl katodinio anodo apsaugos efekto, net jei danga iš dalies pažeista, tai gali užkirsti kelią korozijai plisti.

2. Žymiai pailginti tarnavimo laiką ir sumažinti bendras išlaidas

Paprastų anglinio plieno vamzdžių korozijos greitis be antikorozinio apdorojimo gali siekti 0.2 - 0.5 mm per metus natūraliame dirvožemyje, o per 3 - 5 metus gali atsirasti perforacija ir nuotėkis. Kvalifikuotos 3PE, lydymosi -jungimo epoksidiniai milteliai ir tt antikorozinės dangos gali pailginti projektinį vamzdžių tarnavimo laiką iki 30 - 50 metų, žymiai sumažindamos vamzdynų keitimo, priežiūros ir prastovų išlaidas, o bendras gyvavimo ciklo išlaidas galima sumažinti daugiau nei 40%.

3. Užtikrinti eksploatavimo saugumą ir išvengti nuotėkio pavojaus

Korozijos perforacija gali sukelti didelių saugos ir visuomenės gerovės nelaimingų atsitikimų, tokių kaip naftos ir dujų sprogimai, nuodingų cheminių medžiagų nutekėjimas, vandens tiekimo nutraukimas ir aplinkos tarša.

Antikorozinės dangos gali žymiai sumažinti korozijos gedimo tikimybę ir yra pagrindinė saugos kliūtis aukšto-slėgio, degių ir sprogių bei toksiškų terpių transportavimo vamzdynams. Jie taip pat yra pagrindiniai vamzdynų inžinerijos privalomo priėmimo rodikliai.

4. Optimizuoti transportavimo efektyvumą ir sumažinti eksploatacinės energijos sąnaudas

Vidinė antikorozinė danga gali žymiai sumažinti vamzdžio sienelės šiurkštumą, sumažinti atsparumą skysčiams ir polinkį pleiskanoti bei padidinti terpės transportavimo efektyvumą. Pavyzdžiui, vandens perdavimo vamzdynas su epoksidinės dervos pamušalu gali padidinti vandens perdavimo efektyvumą 10–15%, palyginti su įprastu pliku vamzdžiu. Energijos-taupymo privalumai atliekant ilgalaikes-siurbimo operacijas yra nepaprasti.

5. Laikykitės pramonės reglamentų ir aplinkos apsaugos reikalavimų

Įvairiose srityse, pvz., naftos ir dujų, komunalinių paslaugų ir geriamojo vandens, taikomi privalomi antikoroziniai{0}standartai (pvz., GB/T 23257, SY/T 0315, GB/T 17219 ir kt.). Atitinkamas antikorozinis sluoksnis yra būtina projekto priėmimo sąlyga; geriamojo vandens vamzdynų antikorozinė danga taip pat turi atitikti saugos su maistu reikalavimus, kad kenksmingos medžiagos neišsiplautų ir neužterštų terpės.

Atsižvelgiant į plieninių vamzdžių eksploatavimo ir konstrukcijos ypatybes, antikorozinės dangos{0}}ir gautos dangos turi atitikti šiuos pagrindinius veikimo reikalavimus:

1. Pagrindinės apsauginės savybės

• Atsparumas vidutinei korozijaiįjungta: Jis turi būti suderinamas su atitinkama darbo aplinka. Kai ilgalaikis sąlytis su dirvožemiu, gėlu vandeniu, jūros vandeniu, rūgštimis, šarmais, druskomis ir naftos bei dujų terpe, neturėtų atsirasti gedimo reiškinių, tokių kaip putojimas, lupimasis ar rūdijimas.
• Atsparumas katodiniam pašalinimui:Įkastiems vamzdynams katodinė apsauga dažniausiai naudojama kartu. Danga turi atlaikyti katodinės srovės veikimą, kad danga nenuluptų ir neburbuliuotų nuo pagrindo. Tai yra pagrindinis įkastų vamzdynų apsaugos nuo korozijos vertinimo rodiklis.
• Apsaugos nuo{0}}prasiskverbimo našumas: Danga turi būti mažai poringa, kad būtų išvengta mažų molekulių, tokių kaip vanduo, deguonis ir chlorido jonai, prasiskverbimo ir kad korozijos terpė neprasiskverbtų per dangą ir nesiliestų su pagrindu.

2. Fizikinės mechaninės savybės

• Sukibimas: Tai yra visų savybių pagrindas. Paprastai nulupimo sukibimas turi būti didesnis nei 5 MPa arba lygus jai, o lydyto -sujungimo epoksidinė miltelinė danga gali siekti daugiau nei 10 MPa; dėl nepakankamo sukibimo danga nusilups lakštais ir visiškai praras apsauginę funkciją.
• Atsparumas smūgiams ir dilimui: Tinka smūgiams ir trinčiai transportuojant vamzdynus, užpildant ir montuojant. Pavyzdžiui, 3PE dangos atsparumas smūgiams turi būti didesnis nei 10 J arba lygus jai, kad būtų išvengta dangos pažeidimų statybos metu.
• Lankstumas ir atsparumas lenkimui:Tinka plieninių vamzdžių lenkimui. Danga gali deformuotis kartu su pagrindu, neskilinėdama ar nenulupdama, o lenkiant 1,5–3 laipsniais paprastai nereikia įtrūkimų.

3. Atsparumas aplinkai

• Atsparumas temperatūrai: Įprasta antikorozinė danga dengiama nuo -30 iki 80 laipsnių temperatūros diapazone. Aukštos{5}}temperatūros vidutinių vamzdynų atveju reikia pasirinkti temperatūrai{6} atsparias dangas (pvz., aukštos temperatūros FBE, 3PP).
• Atsparumas oro sąlygoms ir senėjimui:Orinių vamzdynų atveju jie turi atlaikyti atmosferos senėjimą, pvz., ultravioletinę spinduliuotę, temperatūros pokyčius ir lietaus poveikį. Reikalaujama, kad dirbtinio pagreitinto senėjimo bandymas truktų daugiau nei 1 000 valandų be žymaus miltelių susidarymo ar spalvos pasikeitimo.
• Temperatūros pokyčiams ir užšalimui{0}}atsparumas atitirpimui:Jis tinka sezoniniams temperatūrų skirtumams ir užšalimo{0}}atšildymo ciklams. Danga neturėtų turėti problemų, tokių kaip įtrūkimai, lupimasis ar sukibimo praradimas.

4. Statybos proceso atlikimas

• Suderinamas su pramoninėmis surinkimo linijos konstrukcijomis (elektrostatinis purškimas, ekstruzinis padengimas) arba{0}}užtaisymo ir remonto statyba vietoje (dengimas teptuku, beoris purškimas);

• Surinkimo linijos konstrukcija reikalauja greito kietėjimo, o statybvietėje statybai reikalingas normalios temperatūros kietėjimas ir mažas jautrumas temperatūrai ir drėgmei;

• Puikiai dengia kraštus ir kampus, išvengia silpnų dangos taškų vamzdžių galuose, suvirinimo siūlių ir specialios formos vamzdžių jungiamųjų detalių;

• Tarpsluoksnių sukibimas tarp grunto, tarpinio sluoksnio ir viršutinio sluoksnio yra geras, be grunto įkandimo ar tarpsluoksnio lupimo problemų.

5. Sauga ir aplinkosaugos veiksmingumas

• Geriamojo vandens vamzdynų danga turi atitikti su maistu besiliečiančių medžiagų standartus, jų eksploatavimo laikotarpiu neturi išsiskirti toksiškų ar kenksmingų medžiagų;

• Apriboti dangų, kurių sudėtyje yra daug -LOJ ir kancerogeninių- (pvz., tradicinių akmens anglių dervos pikio dangų), naudojimą ir pirmenybę teikti sistemoms be tirpiklių, daug -kietumo, vandens{4}} pagrindu;

• Įkastų vamzdynų danga turi turėti didelę varžą, kad sumažintų katodinės apsaugos srovės praradimą ir pagerintų apsaugos efektyvumą.

• 

   

Atsižvelgiant į dangos medžiagos tipą ir konstrukcijos metodą, pagrindinės plieninių vamzdžių antikorozinės dangos{0}} gali būti suskirstytos į šešias pagrindines kategorijas, kurių kiekviena tinka įvairiems paslaugų scenarijams ir sąnaudų reikalavimams:

1. Skystos dangos tipo antikorozinė danga
Taikant teptuku, purškimo ar dengimo voleliu būdus, jis gali būti sukietinamas kambario arba žemoje temperatūroje, tinka statybai vietoje ir mažoms{1}}partijoms gaminti. Tai yra tradicinė antikorozinė priemonė.

(1) Epoksidinė antikorozinė danga
Jis pagamintas epoksidinės dervos pagrindu ir skirstomas į tirpiklio -pagrindo, ne-tirpiklio- ir vandens- epoksidinių tipų.

• Pagrindinės savybės:
• Puikus sukibimas, puikus atsparumas cheminei korozijai, atsparumas vandeniui ir atsparumas šarmams; Trūkumas yra prastas atsparumas oro sąlygoms, linkęs į miltelius lauke, dažniausiai naudojamas kaip gruntas arba užkastos/vandeniui atsparios dangos.

• Suskirstytos kategorijos:

1. Epoksidinis cinko{0}}gruntas: Sudėtyje yra daug cinko miltelių, turinčių ir barjerinės, ir katodinės apsaugos funkcijas, turinčių stiprų atsparumą druskos purslams, todėl yra tinkamiausias gruntas atmosferiniams ir palaidotiems vamzdynams;
2. Epoksidinė akmens anglių deguto asfalto danga:Epoksidinė derva + akmens anglių deguto asfaltas, atsparus dirvožemio korozijai ir puikus atsparumas vandeniui, nebrangus, kadaise plačiai naudojamas palaidoto vandens tiekimo ir drenažo, dujotiekio vamzdynuose; dėl kancerogeninių policiklinių aromatinių angliavandenilių jo naudojimas palaipsniui ribojamas;
3. Ne{0}}tirpinanti epoksidinė danga: 100 % kietųjų medžiagų, nulis LOJ, gali būti dengtas storai- vienu metu, tanki danga be skylučių, tinka anti- plieninių vamzdžių vidinių ir išorinių sienelių korozijai, ypač tinka geriamojo vandens ir cheminės terpės transportavimo vamzdynams.

(2) Poliuretano antikorozinė{1} danga
Jis skirstomas į du tipus: alifatinį ir aromatinį. Pagrindinė plėvelę formuojanti medžiaga yra poliuretano derva.

• Pagrindinės savybės:Geras lankstumas, atsparus nusidėvėjimui-, vandeniui-, rūgščių ir šarmų korozijai-; Alifatinis poliuretanas pasižymi puikiu atsparumu oro sąlygoms ir gali būti tiesiogiai naudojamas kaip viršutinis išorinių vamzdynų paviršių sluoksnis. Sukibimas yra šiek tiek prastesnis nei epoksidinis derinys, o atsparumas stipriems tirpikliams yra vidutiniškas.
• Taikymo scenarijai:Viršutinė dujotiekio danga, cheminiai vamzdynai, vamzdynai žemoje{0}}temperatūros aplinkoje, skirti antikorozijai.

(3) Stiklo dribsnių antikorozinė danga
Į epoksidinę dervą arba vinilo esterio dervą įpilkite plonų stiklo dribsnių.

• Pagrindinės savybės:Stiklo dribsniai dedami lygiagrečiai dangoje, kad susidarytų „labirinto efektas“, kuris žymiai pagerina nepralaidumą{0}}palyginti su įprasta epoksidine derva ir pasižymi išskirtiniu atsparumu stiprioms rūgštims, stipriems šarmams ir korozinėms terpėms; trūkumas yra tas, kad danga yra trapi, o atsparumas smūgiams ir lenkimui yra vidutinis.
• Taikymo scenarijai:Cheminių nuotekų vamzdynai, sieros šalinimo vamzdynai, jūros vandens transportavimo vamzdynai ir kt., stiprios korozijos aplinkoje.

2. Lydomoji{1}}epoksidinė miltelinė danga (FBE)

Jis priklauso miltelinio dažymo sistemai ir yra pagrindinė pramoninių vamzdynų apsaugos nuo korozijos technologija.

• Statybos procesas: Po to, kai plieninis vamzdis yra apdorojamas šratiniu srove, siekiant pašalinti rūdis, jis pašildomas iki 180–220 laipsnių. Epoksidiniai milteliai tolygiai padengiami elektrostatiniu purškimu, o plieninio vamzdžio likutinė šiluma išsilydo ir išlygina dangą, tada ji sukietėja į plėvelę.

• Pagrindinės savybės:

1. Itin stiprus sukibimas. Nulupimo stiprumas paprastai yra didesnis nei 10 MPa arba lygus jai. Jis turi puikų atsparumą katodiniam pašalinimui ir puikų suderinamumą su katodine apsauga;
2. Danga yra vienoda ir tanki, jos skylučių dažnis yra labai mažas.Jis puikiai atsparus dirvožemiui, vandeniui ir cheminei korozijai;
3. Be tirpiklių{0}}ir nekenksminga aplinkai.Darbinės temperatūros diapazonas yra platus (įprastas tipas: -30–100 laipsnių, aukštos temperatūros tipas: iki 150 laipsnių);
4. Gerai dengia kraštus ir kampus, o dangos storis suvirinimo siūlėse yra vienodas.

• Apribojimai: Prastas atsparumas smūgiams ir dilimui, neatsparus ultravioletiniams spinduliams ir negali būti naudojamas tiesiogiai virš galvos.

• Taikymasscenarijai:Naftos ir dujų ilgo atstumo{0}}vamzdynai, komunalinio vandens tiekimo ir drenažo plieniniai vamzdžiai, cheminių medžiagų vamzdynai, be to, tai yra pagrindinis apatinis 3PE/3PP dangų sluoksnis.

3. Poliolefinu dengtos antikorozinės dangos (2PE/3PE, 2PP/3PP)
Poliolefino medžiaga padengiama plieninio vamzdžio paviršius ekstruzijos būdu, kuris šiuo metu yra pagrindinis antikorozinis sprendimas palaidotiems ilgo atstumo{1}} vamzdynams. Tarp jų trijų-sluoksnių struktūra yra plačiausiai naudojama.

(1) Trijų -sluoksnių polietileno danga (3PE)

• Trijų-sluoksnių struktūra (iš vidaus į išorę):Vidinis sluoksnis: lydytas epoksidinis milteliai (užtikrina sukibimą ir atsparumą korozijai) + Vidurinis sluoksnis: kopolimeriniai klijai (pasiekia tarpsluoksnių sukibimą) + Išorinis sluoksnis: didelio -tankio polietilenas (HDPE) (užtikrina mechaninį stiprumą, atsparumą dilimui, izoliacijos savybes).

• Pagrindinės savybės:Labiausiai subalansuota palaidota antikorozinė sistema, derinanti aukštą epoksidinės medžiagos sukibimą, atsparumą katodiniam nuplėšimui ir didelį polietileno mechaninį stiprumą, aukštą izoliaciją ir atsparumą vandeniui bei dilimui. Projektinis tarnavimo laikas gali siekti 30-50 metų, puikus atsparumas dirvožemio įtempiams, smūgiams ir nusidėvėjimui, mažas katodinio nuėmimo greitis;
•  
• Apribojimai:Didelės investicijos į statybos gamybos liniją, dideli{0}}sujungimo remonto vietoje sunkumai; Ilgalaikio naudojimo temperatūra Mažesnė arba lygi 80 laipsnių, neatspari ultravioletiniams spinduliams.
• Taikymo scenarijai:Didelio atstumo-naftos ir dujų magistraliniai vamzdynai, komunalinis palaidotas vandens tiekimas ir kanalizacija, magistraliniai dujotiekiai, kurie yra tinkamiausia antikorozinė-užkastų plieninių vamzdžių forma Kinijoje.

(2) Trijų -sluoksnių polipropileno danga (3PP)

Konstrukcija tokia pati kaip 3PE, tačiau išorinis sluoksnis pakeistas polipropilenu.

• Savybės: atsparumas temperatūrai yra geresnis nei 3PE, o ilgalaikė darbo temperatūra gali siekti 110 laipsnių. Jis turi didesnį standumą ir atsparumą dilimui; atsparumas žemai-temperatūrai yra prastas, jis linkęs įtrūkti esant -5 laipsniams ar žemiau, todėl netinka šaltiems regionams.
• Taikymo scenarijai: aukštos{0}}temperatūros žalios naftos ir karšto vandens transportavimo vamzdynai.

4. Metalinė-antikorozinė danga-
Naudojant metalinę dangą kaip antikorozinį sluoksnį{0}}, jis atlieka dvigubas barjerinės apsaugos ir anodo katodinės apsaugos funkcijas.

(1) Karštasis cinkavimas

• Procesas: nuplovus plieninį vamzdį rūgštimi ir apdorojus dengimą, jis panardinamas į maždaug 450 laipsnių temperatūros išlydytą cinką, suformuojant cinko -geležies lydinio sluoksnį ir gryno cinko sluoksnį ant paviršiaus.
• Pagrindinė savybė: Dvigubas apsaugos mechanizmas, tankus cinko sluoksnis užtikrina barjerinę apsaugą, o cinko elektrodo potencialas yra mažesnis nei geležies, todėl pažeistą vietą gali apsaugoti aukos anodas; procesas yra brandus, kaina yra vidutinė, o tarnavimo laikas lauko atmosferos aplinkoje gali siekti 10–20 metų.
• Apribojimai: Netolygus dangos storis, plonesnis ties suvirinimo siūlėmis; prastas atsparumas rūgščių, šarminių ir daug{0}}druskų dirvožemio korozijai; sunku panardinti didelio-skersmens plieninius vamzdžius.
• Taikymo scenarijai: mažo-skersmens komunaliniai vandentiekio vamzdžiai, priešgaisriniai vamzdžiai, maitinimo vamzdžiai, šiltnamių vamzdžiai ir kt. Tai dažniausiai naudojamas antikorozinis metodas mažo-skersmens plieniniams vamzdžiams civiliniuose ir komunaliniuose įrenginiuose.

(2) Termiškai purškiama cinko/aliuminio danga

• Procesas:Cinko arba aliuminio vielos išlydomos ir purškiamos purškiant lanku arba purškiant liepsną, o po to purškiamos ant plieninio vamzdžio paviršiaus, kad susidarytų metalinė danga. Paviršius užpildomas sandarinimo dažais, kad užpildytų poras.
• Pagrindinės savybės:Ilgalaikis{0}}katodinės apsaugos efektas, puikus atsparumas atmosferos ir jūros vandens korozijai, tarnavimo laikas iki 20 metų; gali būti pastatytas-svetainėje, tinka didelio-skersmens, netaisyklingos formos-vamzdžiams ir remonto projektams.
• Apribojimai:Danga yra labai poringa ir turi būti padengta sandarinimo dažais; statybos efektyvumas yra mažas, o kaina didesnė nei karštojo{0}} cinkavimo.
• Taikymo scenarijai:Kryžminiai-jūriniai vamzdynai, dideli pakrantės lauko vamzdynai ir vandens apsaugos plieniniai vamzdžiai.

5. Didelio-našumo speciali antikorozinė danga

(1) Purškiama poliuretano elastomero danga

• Procesas:Dvi{0}}komponentinės medžiagos sumaišomos specialia įranga, tada greitai reaguoja ir sukietėja, per kelias sekundes suformuodamos plėvelę.
• Pagrindinės savybės:Kietėjimo greitis yra itin greitas, vertikaliai ir viršutinio paviršiaus konstrukcijos metu nenusvyra, galima storai dengti vienu sluoksniu; jis turi puikų lankstumą, puikų atsparumą smūgiams, atsparumą dilimui ir atsparumą įtrūkimams; jis atsparus vandeniui, rūgštims ir šarmams, druskos rūkui, mažai jautrus drėgmei statybos metu.
• Apribojimai:Medžiagų ir įrangos sąnaudos yra didelės, o pagrindo paviršiaus apdorojimui keliami itin aukšti reikalavimai, sunku kontroliuoti sukibimą.
• Taikymo scenarijai:Antikoroziniai nuotekų vamzdynai, cheminiai vamzdynai, specialios-formos vamzdžių jungiamosios detalės ir-vamzdynų antikorozinių sluoksnių remontas vietoje.

(2) Keraminė nusidėvėjimui-atspari ir antikorozinė danga

Danga pagaminta naudojant epoksidinę dervą kaip pagrindinę medžiagą, joje yra keraminių mikrogranulių, silicio karbido ir kitų kietų užpildų. Jis pasižymi dideliu kietumu, puikiu atsparumu dilimui ir antikorozinėmis savybėmis. Jis daugiausia naudojamas vamzdynų, pernešančių terpę, kurioje yra kietųjų dalelių, pvz., purvo, mineralinių srutų ir anglies miltelių, vidinių sienų apsaugai nuo korozijos.

6. Speciali danga, skirta plieninių vamzdžių vidinei antikorozijai

Siekiant patenkinti vidinės terpės korozijos ir pasipriešinimo mažinimo reikalavimus, be tirpiklių{0}}be epoksidinės dervos ir polikarbamido, yra du pagrindiniai vidiniai antikoroziniai metodai:

• Cemento skiedinio pamušalas:Išcentriniu būdu padengtas plieninio vamzdžio vidine sienele, jis turi ypač mažą kainą, yra ekologiškas ir higieniškas, atsparus vandens korozijai ir gali apsaugoti vandens kokybę. Tai pagrindinis vidinis antikorozinis metodas, skirtas didelio-skersmens vandens tiekimo ir drenažo vamzdžiams; tačiau jo trūkumas yra didelis trapumas, mažas atsparumas smūgiams ir lengvas įtrūkimas.
• Maistinis{0}}epoksidinės dervos pamušalas:Atitinka geriamojo vandens higienos standartus, su lygia vidine sienele, mažu atsparumu ir mažesniu apnašų susidarymu. Jame derinamas antikorozijos ir pasipriešinimo mažinimas, jis naudojamas komunaliniam vandens tiekimui ir tiesioginiams geriamojo vandens vamzdynams.

7. Pagrindiniai atrankos principai
Plieninių vamzdžių antikorozinių dangų pasirinkimas turėtų būti pagrįstas visapusiškai įvertinus eksploatavimo aplinką (užkastą/viršutinį/vandeninį/korozinį), eksploatacinius parametrus (temperatūra, slėgis, terpė), konstrukcijos sąlygas ir visas gyvavimo ciklo išlaidas.

Paprastai vadovaujamasi sudėtine projektavimo logika: „užtikrinti sukibimą ir atsparumą korozijai apatiniame sluoksnyje, o išoriniame sluoksnyje – mechaninį stiprumą ir atsparumą aplinkai“.