Назначение материалов для покрытия
Нанесение покрытия на внешнюю поверхность стальных труб имеет решающее значение для предотвращения ржавления. Ржавчина на поверхности стальных труб может существенно повлиять на их функциональность, качество и внешний вид. Следовательно, процесс нанесения покрытия оказывает значительное влияние на общее качество стальных труб.
-
Требования к материалам для покрытий
Согласно стандартам Американского института нефти, стальные трубы должны выдерживать коррозию не менее трех месяцев. Однако возрос спрос на более длительные периоды защиты от коррозии, и многие пользователи требуют защиты от 3 до 6 месяцев в условиях хранения на открытом воздухе. Помимо требования к долговечности, пользователи ожидают, что покрытия будут сохранять гладкую поверхность, равномерное распределение антикоррозионных веществ без пропусков или подтеков, которые могут повлиять на внешний вид.
-
Виды покрытий, их преимущества и недостатки
В городских подземных трубопроводных сетях,стальные трубыТрубы все чаще используются для транспортировки газа, нефти, воды и других материалов. Покрытия для этих труб эволюционировали от традиционных асфальтовых материалов к полиэтиленовым и эпоксидным смолам. Использование полиэтиленовых покрытий началось в 1980-х годах, и с учетом различных областей применения компоненты и процессы нанесения покрытий постепенно улучшались.
3.1 Покрытие из нефтяного асфальта
Традиционное антикоррозионное покрытие на основе нефтяного асфальта состоит из слоев нефтяного асфальта, армированных стекловолокном, и внешней защитной пленки из поливинилхлорида. Оно обеспечивает отличную гидроизоляцию, хорошую адгезию к различным поверхностям и экономичность. Однако у него есть недостатки, в том числе чувствительность к перепадам температуры, хрупкость при низких температурах, а также склонность к старению и растрескиванию, особенно в каменистых грунтах, что требует дополнительных защитных мер и увеличивает затраты.
3.2 Эпоксидное покрытие на основе каменноугольной смолы
Эпоксидное покрытие на основе каменноугольной смолы, изготовленное из эпоксидной смолы и асфальта на основе каменноугольной смолы, обладает превосходной водо- и химической стойкостью, коррозионной стойкостью, хорошей адгезией, механической прочностью и изоляционными свойствами. Однако после нанесения требуется более длительное время отверждения, что делает его уязвимым к неблагоприятному воздействию погодных условий в этот период. Кроме того, различные компоненты, используемые в этой системе покрытий, требуют специального хранения, что увеличивает затраты.
3.3 Эпоксидное порошковое покрытие
Эпоксидное порошковое покрытие, появившееся в 1960-х годах, представляет собой электростатическое распыление порошка на предварительно обработанные и нагретые поверхности труб, образуя плотный антикоррозионный слой. К его преимуществам относятся широкий температурный диапазон (от -60°C до 100°C), высокая адгезия, хорошая устойчивость к катодному отслоению, ударам, гибкость и повреждениям сварных швов. Однако более тонкая пленка делает его восприимчивым к повреждениям и требует сложных технологий и оборудования для производства, что создает проблемы при применении в полевых условиях. Несмотря на множество преимуществ, оно уступает полиэтилену по термостойкости и общей защите от коррозии.
3.4 Полиэтиленовое антикоррозионное покрытие
Полиэтилен обладает превосходной ударопрочностью и высокой твердостью, а также широким температурным диапазоном. Благодаря своей высокой гибкости и ударопрочности, особенно при низких температурах, он широко используется в холодных регионах, таких как Россия и Западная Европа, для трубопроводов. Однако остаются проблемы с его применением на трубах большого диаметра, где может возникать растрескивание под напряжением, а проникновение воды может привести к коррозии под покрытием, что требует дальнейших исследований и усовершенствования материалов и технологий нанесения.
3.5 Тяжелое антикоррозионное покрытие
Толстые антикоррозионные покрытия обеспечивают значительно повышенную коррозионную стойкость по сравнению со стандартными покрытиями. Они демонстрируют долговременную эффективность даже в суровых условиях, срок службы которых превышает 10–15 лет в химических, морских и растворительных средах и более 5 лет в кислых, щелочных или соленых условиях. Толщина сухой пленки таких покрытий обычно составляет от 200 до 2000 мкм, что обеспечивает превосходную защиту и долговечность. Они широко используются в морских сооружениях, химическом оборудовании, резервуарах для хранения и трубопроводах.
-
Распространенные проблемы, связанные с покрытиями.
К распространенным проблемам, связанным с покрытиями, относятся неравномерное нанесение, подтекание антикоррозионных веществ и образование пузырьков.
(1) Неравномерное покрытие: Неравномерное распределение антикоррозионных агентов на поверхности трубы приводит к образованию участков с чрезмерной толщиной покрытия, что влечет за собой потери, в то время как тонкие или непокрытые участки снижают антикоррозионные свойства трубы.
(2) Капание антикоррозионных агентов: это явление, при котором антикоррозионные агенты затвердевают, напоминая капли, на поверхности трубы, влияет на эстетику, но не оказывает прямого влияния на коррозионную стойкость.
(3) Образование пузырьков: Воздух, попавший в антикоррозионный состав во время нанесения, образует пузырьки на поверхности трубы, влияя как на внешний вид, так и на эффективность покрытия.
-
Анализ проблем качества покрытий
Любая проблема возникает по множеству причин, вызвана множеством факторов; и проблема с качеством пучка стальных труб может также представлять собой сочетание нескольких факторов. Причины неравномерного покрытия можно условно разделить на два вида: неравномерность, вызванная распылением после того, как стальная труба попадает в камеру нанесения покрытия; неравномерность, вызванная отсутствием распыления.
Причина первого явления очевидна и легко объяснима: при введении стальной трубы в камеру нанесения покрытия на 360° используется в общей сложности 6 распылителей (в обсадной линии — 12 распылителей). Если размер потока из каждого распылителя различен, это приведет к неравномерному распределению антикоррозионного агента по различным поверхностям стальной трубы.
Вторая причина заключается в том, что помимо фактора распыления существуют и другие причины неравномерного нанесения покрытия. К ним относятся, например, ржавчина на стальной трубе, шероховатость поверхности, из-за чего покрытие трудно распределить равномерно; на поверхности стальной трубы остаются следы эмульсии, которые контактируют с покрытием, затрудняя его сцепление с поверхностью и, следовательно, не покрывая эмульсией отдельные участки трубы. В результате покрытие всей стальной трубы получается неравномерным.
(1) Причина образования капель антикоррозионного состава. Стальная труба имеет круглое поперечное сечение, и каждый раз, когда антикоррозионный состав распыляется на ее поверхность, он из верхней части и краев под действием силы тяжести стекает в нижнюю часть, что приводит к образованию капель. Хорошо, что на линии нанесения покрытия на заводе стальных труб есть печи, которые позволяют своевременно нагревать и затвердевать антикоррозионный состав, распыляемый на поверхность трубы, и снижать его текучесть. Однако, если вязкость антикоррозионного состава невелика; если не происходит своевременного нагрева после распыления; или если температура нагрева недостаточна; если сопло неисправно и т.д., это может привести к образованию капель антикоррозионного состава.
(2) Причины пенообразования антикоррозионного состава. Из-за влажности воздуха в рабочей зоне происходит чрезмерное диспергирование краски, а падение температуры в процессе диспергирования приводит к образованию пузырьков консерванта. При повышенной влажности воздуха и низких температурах консервант распыляется в виде мельчайших капель, что приводит к падению температуры. Вода в воздухе с высокой влажностью после падения температуры конденсируется, образуя мелкие капли воды, смешанные с консервантом, и в конечном итоге проникает внутрь покрытия, вызывая образование пузырей на нем.
Дата публикации: 15 декабря 2023 г.