فناوری ضد خوردگی برای لوله های فولادی درز مستقیم

لوله های جوش داده شده با درز مستقیم، ستون فقرات خطوط انتقال آب، نفت، گاز و دوغاب را تشکیل می دهند و پوشش اعمال شده روی آن تعیین می کند که این خط تا چه مدت دوام خواهد آورد. انتخاب پوشش توسط سه متغیر هدایت می شود: خورندگی خاک یا آب در محل، دمای عملیاتی خط، و روش نصب، زیرا لوله ای که با حفاری جهت دار نصب می شود باید آسیب مکانیکی بسیار بیشتری را نسبت به لوله ای که در یک ترانشه باز گذاشته شده تحمل کند.

پوشش سه لایه پلی اتیلن

سیستم پلی اتیلن سه لایه، که معمولا به عنوان 3PE شناخته می شود، انتخاب استاندارد برای خطوط لوله انتقال مدفون در سرویس دمای متوسط ​​است. این شامل یک پرایمر پودر اپوکسی ذوب شده است که از نظر شیمیایی به فولاد تمیز شده با انفجار، یک لایه چسب کوپلیمری و یک پوشش پلی اتیلن بیرونی که حفاظت مکانیکی و مانعی در برابر بخار آب ایجاد می کند، می چسبد. ضخامت کل پوشش معمولاً 2.5 میلی متر یا بیشتر برای لوله های با قطر بزرگ است، با ضخامت لایه های جداگانه بر اساس قطر لوله در ISO 21809-1 و GB/T 23257 مشخص شده است. نتیجه پوششی با مقاومت جداشدگی کاتدی خوب و عمر مفیدی است که در صورت کنترل آسیب نصب می تواند تا چندین دهه افزایش یابد.

پوشش های اپوکسی با پیوند فیوژن

اپوکسی با پیوند فیوژن یا FBE، به عنوان یک لایه پودری استفاده می شود که به یک لایه نازک، سخت و محکم چسبیده تبدیل می شود و برای استفاده در خط لوله توسط ISO 21809-2 تعریف شده است. یک سیستم دولایه FBE یک لایه رویی دوم و محکم‌تر را روی لایه پایه ضد خوردگی اضافه می‌کند تا مقاومت در برابر ضربه و جدا شدن کاتدی را بهبود بخشد، با ضخامت کلی لایه خشک در محدوده 500 تا 1000 میکرومتر. FBE دو لایه اغلب برای خطوط لوله زیردریایی و عبور رودخانه انتخاب می شود، جایی که مقاومت آن در برابر نفوذ آب و سهولت تعمیر میدانی از مزایای آن است. FBE تک لایه در خطوط با قطر کمتر و دمای پایین رایج است.

انتخاب پوشش ها برای سرویس های با دمای بالا و ویژه

قبل از اعمال هر پوششی، فولاد به درجه Sa 2.5 ISO 8501-1 با پروفیل لنگر حدود 50 تا 75 میکرومتر منفجر می شود و سطح قبل از زنگ زدن مجدد پوشش داده می شود.

تعامل با حفاظت کاتدی

یک پوشش و یک سیستم حفاظت کاتدی با هم کار می کنند. پوشش سطح فولاد لخت را که نیاز به حفاظت دارد کاهش می‌دهد، که تقاضای فعلی سیستم را تا حدی کاهش می‌دهد، در حالی که حفاظت کاتدی از عیوب پوشش محافظت می‌کند که به ناچار باقی می‌مانند. طراحی از ISO 15589-1 پیروی می کند، با چگالی جریان انتخاب شده از شرایط سایت مطابق با ISO 12473 برای موارد فراساحلی و غوطه وری، و با این معیار که پتانسیل لوله به الکترولیت در نقص پوشش حداقل -0.85 V در برابر الکترود مرجع سولفات مس-مس باشد. سیستم‌های جریان تحت تاثیر از آندهای اکسید فلزی مخلوط روی یک بستر تیتانیوم استفاده می‌کنند و بررسی پتانسیل با فاصله نزدیک منظم تأیید می‌کند که حفاظت در طول خط یکنواخت است. از پتانسیل بیش از حد باید اجتناب شود، زیرا محافظت بیش از حد باعث تولید هیدروژن در سطح فولاد می شود و باعث از هم گسیختگی پوشش می شود.

بازرسی میدانی یکپارچگی پوشش

بررسی گرادیان ولتاژ جریان مستقیم آسیب پوشش را مشخص می کند و تا حدود یک متر یا بیشتر در طول خط دقیق است.

بررسی پتانسیل فاصله نزدیک سطح و یکنواختی حفاظت کاتدی بین پست های آزمایش را تایید می کند.

ترموگرافی مادون قرمز می تواند نواحی منفصل یا پر از آب را در زیر پوشش نشان دهد.

تشخیص تعطیلات روی لوله پوشش داده شده استمرار قبل از نصب را تأیید می کند.

ارزیابی آزمایشگاهی شامل قرار گرفتن در معرض اسپری نمک با ISO 9227 برای یک دوره مشخص و یک آزمایش خمشی با حداقل شعاع خمشی حدود 25 قطر لوله برای تأیید انعطاف‌پذیری است.

سوالات متداول

س: ساختار یک پوشش 3PE چیست؟
این یک پرایمر پودر اپوکسی ذوب شده، یک لایه چسب کوپلیمر و یک ژاکت پلی اتیلن بیرونی، با ضخامت کلی معمولاً 2.5 میلی متر یا بیشتر در لوله با قطر بزرگ است.

س: چرا FBE دو لایه در خطوط لوله زیردریایی استفاده می شود؟
ترکیبی از پوشش پایه ضد خوردگی و پوشش سخت تر، مقاومت در برابر ضربه، نفوذ آب و از هم گسیختگی کاتدی را بهبود می بخشد و تعمیر آن در میدان نسبت به یک سیستم پلی اتیلن ضخیم آسان تر است.

س: کدام پوشش در دمای بالای 80 درجه سانتیگراد استفاده می شود؟
سیستم های پلی اتیلن با فوم پلی اورتان، فلیک شیشه یا اپوکسی با دمای بالا جایگزین می شوند و خطوط پالایشگاه اغلب با سیلیکات روی پوشانده می شوند که در برابر دمای سطح تا حدود 400 درجه مقاومت می کند.

س: پوشش ها و حفاظت کاتدی چگونه با هم کار می کنند؟
این پوشش اکثریت سطح فولاد را عایق می کند و تقاضای فعلی را کاهش می دهد، در حالی که حفاظت کاتدی عیوب پوشش باقی مانده را در پتانسیل حفظ می کند که از خوردگی جلوگیری می کند.

س: چگونه آسیب پوشش در یک خط مدفون پیدا می شود؟
بررسی گرادیان ولتاژ جریان مستقیم عیوب را مشخص می‌کند، بررسی پتانسیل فاصله نزدیک سطوح حفاظت را تأیید می‌کند، و ترموگرافی و تشخیص تعطیلات برای بررسی‌های قبل از نصب استفاده می‌شوند.

س: چه آماده سازی سطح قبل از پوشش مورد نیاز است؟
تمیز کردن انفجار تا درجه Sa 2.5 ISO 8501-1 با پروفیل لنگر حدود 50 تا 75 میکرومتر، و سپس قبل از شروع دوباره زنگ زدن سطح، پوشش دهی می شود.