Az acélcsövek korróziógátló{0}}bevonatainak professzionális és átfogó elemzése

Az acélcsöveket széles körben használják olyan központi területeken, mint az olaj- és gázszállítás, a települési vízellátás és vízelvezetés, a vegyipar és az energiatermelés. A szolgáltatási környezet magában foglalja a talajt, a légkört, a víztesteket és az erősen korrozív közegeket. Az elektrokémiai korrózió a csőperforáció, szivárgás és meghibásodás elsődleges oka.

A korróziógátló bevonatok, mint az acélcsövek korrózió elleni védelmének alapvető műszaki eszközei, közvetlenül meghatározzák a csővezeték élettartamát, üzembiztonságát és teljes életciklus-költségét. Az alábbiakban három dimenzióból nyújtunk szakmai elemzést: mérnöki jelentősége, a bevonatokkal szemben támasztott általános követelmények, a főbb bevonatok típusai és jellemzői.

1. Szakítsa meg a korróziós áramkört, és fékezze el a korróziós reakciót annak forrásánál

A szénacél korróziója elsősorban elektrokémiai eredetű. Három elem együttes működését igényli: elektrolit, oxigén és anód{1}}katód áramkör. A korróziógátló bevonat folytonos és sűrű védőfóliát hoz létre, amely elszigeteli az acél szubsztrátumot a víztől, oxigéntől, savaktól, bázisoktól és sóktól, közvetlenül blokkolva az elektrokémiai korrózió reakcióútját; cink, alumínium és egyéb fémbevonatok is aktívan gátolhatják a hordozó korrózióját a feláldozó anód katódos védő hatásán keresztül, még ha a bevonat részlegesen sérült is, megakadályozhatja a korrózió terjedését.

2. Jelentősen meghosszabbítja az élettartamot és csökkenti a teljes költséget

A hagyományos szénacél csövek korróziós sebessége korróziógátló kezelés nélkül -természetes talajban elérheti az évi 0.2 - 0.5 mm-t, és 3 - 5 éven belül perforáció és szivárgás léphet fel. A minősített 3PE, fúziós -kötésű epoxipor stb. korróziógátló bevonatok 30 - 50 évre meghosszabbíthatják a csövek tervezési élettartamát, jelentősen csökkentve a csővezetékek cseréjének, karbantartásának és leállásának költségeit, és a teljes életciklus költsége több mint 40%-kal csökkenthető.

3. Biztosítsa az üzembiztonságot és kerülje el a szivárgás kockázatát

A korróziós perforáció súlyos biztonsági és közjóléti balesetekhez vezethet, például olaj- és gázrobbanáshoz, mérgező vegyi anyagok szivárgásához, vízellátás megszakadásához és környezetszennyezéshez.

A korróziógátló bevonatok jelentősen csökkenthetik a korróziós meghibásodás valószínűségét, és a nagynyomású, gyúlékony és robbanásveszélyes, valamint mérgező közegeket szállító csővezetékek alapvető biztonsági korlátját alkotják. Ezek a csővezeték-tervezésben a kötelező elfogadás alapvető mutatói is.

4. Optimalizálja a szállítási hatékonyságot és csökkentse a működési energiafogyasztást

A belső -korróziógátló bevonat jelentősen csökkentheti a csőfal érdességét, csökkentheti a folyadékellenállást és a vízkőképződésre való hajlamot, valamint javíthatja a közegszállítás hatékonyságát. Például az epoxigyanta béléssel ellátott vízszállító csővezeték 10-15%-kal növelheti a vízszállítási hatékonyságot a közönséges csupasz csőhöz képest. A hosszú távú-szivattyúzási műveletek energiamegtakarítási előnyei figyelemre méltóak.

5. Tartsa be az ipari előírásokat és a környezetvédelmi előírásokat

Különböző területeken, például az olajon és a gázon, az önkormányzati szolgáltatásokon és az ivóvízen vannak kötelező korróziógátló{0}szabványok (pl. GB/T 23257, SY/T 0315, GB/T 17219 stb.). A megfelelő korróziógátló réteg a projekt elfogadásának elengedhetetlen feltétele; az ivóvízvezetékek korróziógátló bevonatának- is meg kell felelnie az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő biztonsági követelményeknek, hogy megakadályozza a káros anyagok kimosódását és a közeg szennyezését.

Figyelembe véve az acélcsövek szolgáltatási és konstrukciós jellemzőit, a korróziógátló-bevonatoknak és a kapott bevonatoknak meg kell felelniük a következő alapvető teljesítménykövetelményeknek:

1. Magvédő teljesítmény

• Közepes korrózióval szembeni ellenállás-on: Kompatibilisnek kell lennie a megfelelő működési környezettel. Ha tartósan érintkezik a talajjal, édesvízzel, tengervízzel, savakkal, lúgokkal, sókkal, olaj- és gázközeggel, akkor nem fordulhat elő meghibásodás, például habzás, hámlás vagy rozsdásodás.
• Ellenállás a katódos csupaszítással szemben:A földbe ásott csővezetékeknél általában katódos védelmet alkalmaznak együtt. A bevonatnak ellenállnia kell a katódos áram hatásának, hogy megakadályozza a bevonat leválását és buborékosodását az aljzatról. Ez egy kulcsfontosságú értékelési mutató az eltemetett csővezetékek korrózióvédelméhez.
• Áthatolásgátló -teljesítmény: A bevonatnak alacsony porozitással kell rendelkeznie, hogy megakadályozza a kis molekulák, például víz-, oxigén- és kloridionok behatolását, és hogy a korróziós közeg ne hatoljon át a bevonaton és érintkezzen a hordozóval.

2. Fizikai mechanikai tulajdonságok

• Tapadás: Ez minden tulajdonság alapja. Általában a leválási tapadásnak 5 MPa-nál vagy azzal egyenlőnek kell lennie, és a fúziós -kötésű epoxi porbevonat elérheti a 10 MPa-t is; elégtelen tapadás esetén a bevonat lapokká válik le, és teljesen elveszíti védő funkcióját.
• Ütésállóság és kopásállóság: Alkalmas ütés és súrlódás esetén a csővezetékes szállítás, visszatöltés és telepítés során. Például a 3PE bevonat ütésállóságának 10 J-nél nagyobbnak vagy azzal egyenlőnek kell lennie, hogy elkerülje a bevonat károsodását az építési időszak alatt.
• Rugalmasság és hajlítási ellenállás:Alkalmas acélcsövek hajlítási megmunkálására. A bevonat az aljzattal együtt deformálódhat repedés vagy leválás nélkül, és általában nem igényel repedést 1,5-3 fokos hajlításnál.

3. Környezeti ellenállási teljesítmény

• Hőmérsékletállóság: A hagyományos korróziógátló bevonat -30 és 80 fok közötti hőmérsékleti tartományban alkalmazható. A magas hőmérsékletű{5}}közepes csővezetékekhez hőmérséklet--álló bevonatokat (például magas hőmérsékletű FBE, 3PP) kell választani.
• Időjárás- és öregedésállóság:A felsővezetékek esetében ellenállniuk kell a légköri öregedésnek, például az ultraibolya sugárzásnak, a hőmérséklet-változásoknak és az esőnek. A mesterséges gyorsított öregítési tesztnek legalább 1000 óráig kell tartania jelentős porosodás vagy elszíneződés nélkül.
• Hőmérsékletváltozás és fagyállóság{0}}olvadásállóság:Alkalmas szezonális hőmérséklet-különbségekre és fagyasztási{0}}olvadási ciklusokra. A bevonat nem okozhat olyan problémákat, mint a repedés, hámlás vagy a tapadás elvesztése.

4. Építési folyamat teljesítménye

• Kompatibilis az iparosodott összeszerelősor-konstrukcióval (elektrosztatikus szórás, extrudáló bevonat) vagy a -helyszíni foltozással és javítási konstrukcióval (kefe bevonat, levegő nélküli szórással);

• Az összeszerelősor építése gyors kikeményedést igényel, míg a helyszíni építéshez normál hőmérsékleten történő kikeményedés, valamint alacsony hőmérséklet- és páraérzékenység szükséges;

• Kiváló él- és saroklefedő képességgel rendelkezik, elkerülve a gyenge bevonatolási pontokat a csővégeken, a hegesztéseken és a speciális -formájú csőszerelvényeken;

• A rétegközi tapadás az alapozó, a köztes bevonat és a fedőbevonat között jó, alapozó csípés vagy rétegközi hámlás nélkül.

5. Biztonság és környezetvédelmi teljesítmény

• Az ivóvízvezetékek bevonatának meg kell felelnie az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokra vonatkozó előírásoknak, és az üzemidő alatt mérgező vagy káros anyagok nem szabadulhatnak ki;

• Korlátozza a magas -VOC- és karcinogén-tartalmú bevonatok (például a hagyományos kőszénkátrány-szurokbevonatok) használatát, és előnyben részesítse az oldószer--mentes, nagy-szilárdságú, víz{4}}alapú rendszereket;

• Az eltemetett csővezetékek bevonatának nagy ellenállással kell rendelkeznie a katódos védőáram veszteségének csökkentése és a védelmi hatékonyság javítása érdekében.

• 

   

A bevonat anyagának típusa és az építési módszer alapján a főbb acélcsövek korróziógátló-bevonatai hat fő kategóriába sorolhatók, amelyek mindegyike különböző szolgáltatási forgatókönyveknek és költségkövetelményeknek felel meg:

1. Folyékony bevonat típusú korróziógátló-bevonat
Ecseteléssel, szórással vagy hengeres bevonási módszerekkel szobahőmérsékleten vagy alacsony hőmérsékleten kikeményíthető, alkalmas helyszíni építkezésre és kis{1}}gyártásra, és a korrózióvédelem leghagyományosabb formája-.

(1) Epoxi korróziógátló-bevonat
Epoxigyanta alapú, és oldószeres-alapú, nem-oldószeres-alapú és víz-alapú epoxitípusokra osztható.

• Alapvető jellemzők:
• Kiváló tapadás, kiemelkedő vegyi korrózióállóság, vízállóság és lúgállóság; hátránya a rossz időjárásállóság, kültéri porosodásra hajlamos, többnyire alapozóként vagy betemetett/vízálló bevonatként használják.

• Felosztott kategóriák:

1. Cink epoxi{0}}dús alapozó: Nagy mennyiségű cinkport tartalmaz, amely záró- és katódos védelmi funkcióval is rendelkezik, erős sópermetezési ellenállással rendelkezik, amely az atmoszférikus és föld alatti csővezetékek előnyben részesített alapozója;
2. Epoxi kőszénkátrány aszfalt bevonat:Epoxigyanta + kőszénkátrány aszfalt, ellenáll a talajkorróziónak és kiváló vízállóságnak, alacsony költséggel, egyszer széles körben használták eltemetett vízellátásban és vízelvezetésben, gázvezetékekben; a rákkeltő policiklusos aromás szénhidrogének jelenléte miatt fokozatosan korlátozták a használatát;
3. Nem{0}}oldószeres epoxi bevonat: 100% szilárdanyag tartalom, nulla VOC, egyszerre vastagon-bevonható, lyukak nélkül sűrű bevonat, alkalmas acélcsövek belső és külső falainak korrózió elleni-védelmére, különösen alkalmas ivóvíz- és vegyianyag-szállító csővezetékekre.

(2) Poliuretán korróziógátló -bevonat
Két típusra oszlik: alifás és aromás. A fő film{1}}képző anyag a poliuretángyanta.

• Főbb jellemzők:Jó rugalmasság, kopásálló-, víz-álló, sav- és lúgkorrózióálló-; Az alifás poliuretán kiváló időjárásállósággal rendelkezik, és közvetlenül használható kültéri felső csővezetékek fedőrétegeként. A tapadás kissé gyengébb, mint az epoxi, és az erős oldószerekkel szembeni ellenállás átlagos.
• Alkalmazási forgatókönyvek:Felső csővezeték fedőbevonata, vegyi csővezetékek, csővezetékek alacsony{0}}hőmérsékletű környezetben a korrózió elleni{1}}

(3) Üvegpehely korróziógátló-bevonat
Adjon vékony üvegpelyheket az epoxigyantához vagy a vinil-észter gyantához.

• Főbb jellemzők:Az üvegpelyhek párhuzamosan helyezkednek el a bevonatban, hogy "labirintus hatást" alakítsanak ki, ami jelentősen javítja az áteresztés elleni -teljesítményt a hagyományos epoxihoz képest, és kiemelkedően ellenáll az erős savaknak, erős lúgoknak és korrozív közegeknek; hátránya, hogy a bevonat törékeny, ütés- és hajlítási ellenállása átlagos.
• Alkalmazási forgatókönyvek:Vegyi szennyvíz csővezetékek, kéntelenítő csővezetékek, tengervíz szállító csővezetékek stb. erős korróziós környezetben.

2. Fúziós -kötésű epoxi porbevonat (FBE)

A porfestő rendszerhez tartozik, és az ipari csővezetékek korrózióvédelmének alaptechnológiája.

• Építési folyamat: Miután az acélcsövet sörétszórásnak vetették alá a rozsda eltávolítása érdekében, 180-220 fokra előmelegítik. Az epoxipor egyenletesen kerül felhordásra elektrosztatikus szórással, és az acélcső maradékhője megolvad és kiegyenlíti a bevonatot, majd filmréteggé szilárdul.

• Főbb jellemzők:

1. Rendkívül erős tapadás. A leválási szilárdság általában nagyobb vagy egyenlő, mint 10 MPa. Kiváló katódos csupaszítási ellenállása és kiváló kompatibilitása a katódos védelemmel;
2. A bevonat egyenletes és sűrű, nagyon alacsony lyukasztási sebességgel.Kiválóan ellenáll a talajnak, a víznek és a kémiai korróziónak;
3. Oldószer-mentes és környezetbarát.Az üzemi hőmérséklet-tartomány széles (hagyományos típus: -30-100 fok, magas hőmérsékletű típus: 150 fokig);
4. Jó fedőképesség az éleknél és sarkoknál, a bevonat vastagsága a hegesztési varratoknál egyenletes.

• Korlátozások: Gyenge ütésállóság és kopásállóság, nem ellenáll az ultraibolya sugárzásnak, és nem használható közvetlenül a fej feletti környezetben.

• Alkalmazásforgatókönyvek:Olaj- és gázvezetékek hosszú{0}}távolságú, települési vízellátó és vízelvezető acélcsövek, vegyi csővezetékek, valamint a 3PE/3PP bevonatok alaprétege.

3. Poliolefin{1}}bevonatú korróziógátló bevonatok (2PE/3PE, 2PP/3PP)
A poliolefin anyagot extrudálási eljárással vonják be az acélcső felületére, amely jelenleg az eltemetett, nagy távolságú csővezetékek{0}}korróziógátló megoldása. Közülük a három-rétegű szerkezet a legszélesebb körben használt.

(1) Három-rétegű polietilén bevonat (3PE)

• Három-rétegű szerkezet (belülről kifelé):Belső réteg: olvasztott epoxipor (tapadás- és korrózióállóságot biztosít) + Középréteg: kopolimer ragasztó (rétegközi kötés elérése) + Külső réteg: nagy -sűrűségű polietilén (HDPE) (mechanikai szilárdságot, kopásállóságot, szigetelési teljesítményt biztosít).

• Alapvető jellemzők:A legkiegyensúlyozottabb eltemetett korróziógátló{0}}rendszer, amely egyesíti az epoxi nagy tapadását, a katódos csupaszítási ellenállást, valamint a polietilén nagy mechanikai szilárdságát, nagy szigetelését, valamint víz- és kopásállóságát; A tervezési élettartam elérheti a 30-50 évet, kiválóan ellenáll a talajterhelésnek, ütésnek és kopásnak, alacsony katódos leválasztási sebességgel;
•  
• Korlátozások:Magas beruházás az építőipari gyártósorba, nagy nehézségek a helyszíni hézagjavításban-; Hosszan tartó-hőmérséklet 80 fok vagy annál kisebb, nem ellenáll az ultraibolya sugárzásnak.
• Alkalmazási forgatókönyvek:Nagy-távolságú olaj- és gázszállító csővezetékek, települési földbe ásott vízellátás és vízelvezetés, fő gázvezetékek, amelyek Kínában a föld alá temetett acélcsövek kedvelt korróziógátló-formái.

(2) Három-rétegű polipropilén bevonat (3PP)

A szerkezet megegyezik a 3PE-vel, de a külső réteget polipropilén helyettesíti.

• Jellemzők: A hőmérséklet-ellenállási teljesítmény jobb, mint a 3PE, és a hosszú távú működési hőmérséklet elérheti a 110 fokot. Nagyobb merevséggel és kopásállósággal rendelkezik; alacsony-hőmérsékletű szívóssága gyenge, és -5 fokon vagy az alatt hajlamos a repedésre, ezért nem alkalmas hideg területekre.
• Alkalmazási forgatókönyvek: Magas{0}}hőmérsékletű kőolaj- és melegvíz-szállító csővezetékek.

4. Fém-alapú korróziógátló bevonat-
A korróziógátló rétegként fémbevonat-felhasználása kettős funkcióval rendelkezik: a gátvédelem és a katódvédő anódvédelem.

(1) Tűzi-horganyzó bevonat

• Folyamat: Az acélcső savas mosása és a bevonat{0}}utáni kezelése után körülbelül 450 fokos hőmérsékletű olvadt cinkbe merítjük, így egy cink-vasötvözet réteg és egy tiszta cinkréteg alakul ki a felületen.
• Alapvető jellemző: Kettős védelmi mechanizmus, a sűrű cinkréteg gátvédelmet biztosít, a cink elektródpotenciálja pedig alacsonyabb, mint a vasé, így a sérült területet az áldozati anód védi; a folyamat kiforrott, a költség mérsékelt, és az élettartam kültéri légköri környezetben elérheti a 10-20 évet.
• Korlátozások: Egyenetlen bevonatvastagság, vékonyabb a hegesztési varratoknál; gyenge korrózióállóság a savas, lúgos és nagy{0}}sós talajjal szemben; nehéz elmeríteni a nagy-átmérőjű acélcsöveket.
• Alkalmazási forgatókönyvek: Kis-átmérőjű települési vízellátó csövek, tűzvédelmi csövek, elektromos vezetékek, üvegházi csövek stb. Ez a leggyakrabban használt korróziógátló-módszer kis-átmérőjű acélcsövekhez polgári és települési alkalmazásokban.

(2) Termikusan permetezett cink/alumínium bevonat

• Folyamat:A cink- vagy alumíniumhuzalokat ívpermetezéssel vagy lángpermetezéssel megolvasztják és porlasztják, majd az acélcső felületére permetezve fémbevonatot képeznek. A felületet tömítőfestékkel töltik fel, hogy kitöltsék a pórusokat.
• Alapvető jellemzők:Hosszan tartó-katódos védőhatás, kiváló ellenállás a légköri és tengervízi korrózióval szemben, élettartama akár 20 év; helyben építhető, alkalmas nagy-átmérőjű, szabálytalan alakú-csövekre és javítási munkákra.
• Korlátozások:A bevonat nagy porozitású, és tömítőfestéknek kell kísérnie; az építkezés hatékonysága alacsony, a költségek pedig magasabbak, mint a tűzihorganyzásé-.
• Alkalmazási forgatókönyvek:Kereszt-tengeri csővezetékek, tengerparti kültéri nagy csővezetékek és vízvédelmi acélcsövek.

5. Nagy-teljesítményű speciális korróziógátló-bevonat

(1) Permetezett poliuretán elasztomer bevonat

• Folyamat:A két-komponensű anyagot egy erre a célra szolgáló berendezés összekeveri, majd gyorsan reagálnak és kikeményednek, és néhány másodpercen belül filmet képeznek.
• Főbb jellemzők:Kikeményedési sebessége rendkívül gyors, nem ereszkedik meg a függőleges és a felső felületi építés során, és egy rétegben vastagon felvihető; kiváló rugalmassággal, kiemelkedő ütésállósággal, kopásállósággal és repedésállósággal rendelkezik; ellenáll a víznek, savnak és lúgnak, sóködnek, és az építkezés során alacsony a páraérzékenysége.
• Korlátozások:Az anyag- és eszközköltségek magasak, az alapfelület-kezeléssel szembeni követelmények pedig rendkívül magasak, a tapadás ellenőrzése nehézkes.
• Alkalmazási forgatókönyvek:Korróziógátló-a szennyvízvezetékekhez, vegyi csővezetékekhez, speciális-formájú csőszerelvényekhez, valamint a csővezetékek korróziógátló-rétegeinek helyszíni javítása-.

(2) Kerámia kopásálló-és korróziógátló-bevonat

A bevonat alapanyagként epoxigyantával készül, és kerámia mikrogyöngyöket, szilícium-karbidot és egyéb kemény töltőanyagokat tartalmaz. Nagy keménységgel, kiváló kopásállósággal és-korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik. Főleg szilárd részecskéket, például iszapot, ásványi iszapokat és szénport tartalmazó közeget szállító csővezetékek belső falainak korrózióvédelmére használják.

6. Speciális bevonat az acélcsövek belső korrózióvédelméhez-

A belső közegkorrózió és a légellenállás-csökkentés követelményeinek teljesítése érdekében az oldószer--mentes epoxi és polikarbamid mellett két fő belső korróziógátló-módszer létezik:

• Cementhabarcs bélés:Az acélcső belső falára centrifugális eljárással bevonva rendkívül alacsony költségű, környezetbarát és higiénikus, ellenáll a vízkorróziónak és védi a víz minőségét. A nagy-átmérőjű vízellátó és vízelvezető csövek fő belső korróziógátló-módszere; hátránya azonban a nagy ridegség, a gyenge ütésállóság és a könnyű repedés.
• Élelmiszer-minőségű epoxigyanta bélés:Megfelel az ivóvíz-higiéniai szabványoknak, sima belső falú, alacsony ellenállással és kisebb vízkővel. Egyesíti a korrózió elleni -ellenállás-csökkentést, és kommunális vízellátáshoz és közvetlen ivóvízvezetékekhez használják.

7. A kiválasztás alapelvei
Az acélcsövek korróziógátló bevonatának -kiválasztásának a szolgáltatási környezet (temetett/felső/vízi/korróziós fokozat), az üzemi paraméterek (hőmérséklet, nyomás, közeg), az építési feltételek és az életciklus teljes költségének átfogó figyelembevételén kell alapulnia.

Általában azt az összetett tervezési logikát követi, hogy "biztosítani kell a tapadást és a korrózióállóságot az alsó rétegen, valamint a mechanikai szilárdságot és a környezeti toleranciát a külső rétegen".