Професионална и свеобухватна анализа антикорозионих премаза за челичне цеви

Челичне цеви се широко користе у основним областима као што су транспорт нафте и гаса, општинско водоснабдевање и одводњавање, хемијско инжењерство и производња електричне енергије. Услужно окружење укључује тло, атмосферу, водена тијела и високо корозивне медије. Електрохемијска корозија је примарни узрок перфорације цеви, цурења и квара.

Антикорозивни премази, као основно техничко средство за заштиту челичних цеви од корозије, директно одређују радни век, радну сигурност и цену целог животног циклуса цевовода. Следеће даје професионалну анализу из три димензије: инжењерски значај, општи захтеви за премазе, уобичајени типови премаза и карактеристике.

1. Прекините корозионо коло и потисните реакцију корозије на њеном извору

Корозија угљеничног челика је углавном електрохемијска. Захтева комбиновано деловање три елемента: електролита, кисеоника и анодног-катодног кола. Антикорозивни премаз ствара непрекидан и густ заштитни филм који изолује челичну подлогу од воде, кисеоника, киселина, база и соли, директно блокирајући реакциони пут електрохемијске корозије; цинк, алуминијум и други метални премази такође могу активно инхибирати корозију подлоге кроз ефекат катодне заштите жртвене аноде, чак и ако је премаз делимично оштећен, може спречити ширење корозије.

2. Значајно продужите радни век и смањите укупне трошкове

Стопа корозије обичних цеви од угљеничног челика без -третмана против корозије може да достигне 0.2 - 0.5 мм годишње у природном тлу, а до перфорације и цурења може доћи у року од 3 - 5 година. Квалификовани 3ПЕ, фузиони-везани епоксидни прах, итд. антикорозивни премази могу да продуже пројектовани век цеви на 30 - 50 година, значајно смањујући трошкове замене цевовода, одржавања и застоја, а укупни трошкови животног циклуса могу да се смање за више од 40%.

3. Осигурајте радну сигурност и избегавајте ризик од цурења

Перфорација корозије може довести до великих несрећа у области безбедности и јавног здравља, као што су експлозије нафте и гаса, цурење токсичних хемијских медија, прекид у водоснабдевању и загађење животне средине.

Антикорозивни премази могу значајно да смање вероватноћу квара од корозије и представљају кључну безбедносну баријеру за цевоводе за транспорт високог-притиска, запаљиве и експлозивне и токсичне медије. Они су такође кључни индикатори за обавезно прихватање у инжењерингу цевовода.

4. Оптимизирајте ефикасност транспорта и смањите радну потрошњу енергије

Унутрашњи антикорозивни премаз може значајно да смањи храпавост зида цеви, смањи отпорност течности и тенденцију стварања каменца и побољша ефикасност транспорта медијума. На пример, цевовод за пренос воде са облогом од епоксидне смоле може повећати ефикасност преноса воде за 10% до 15% у поређењу са обичном голом цеви. Предности{5}}уштеде енергије дугорочних{6}}операција пумпања су изузетне.

5. Поштујте индустријске прописе и захтеве заштите животне средине

Постоје обавезни стандарди против корозије у различитим областима као што су нафта и гас, комуналне услуге и вода за пиће (нпр. ГБ/Т 23257, СИ/Т 0315, ГБ/Т 17219, итд.). Одговарајући антикорозивни слој је неопходан услов за прихватање пројекта; антикорозивни премаз цевовода за питку воду такође треба да испуни захтеве безбедности у контакту са храном како би се спречило испирање штетних супстанци и загађивање медијума.

Узимајући у обзир карактеристике употребе и конструкције челичних цеви, антикорозивни премази и премази из тога морају да испуњавају следеће основне захтеве перформанси:

1. Заштитне перформансе језгра

• Отпорност на средњу корозијуна: Требало би да буде компатибилан са одговарајућим оперативним окружењем. Када је у-дуготрајном контакту са земљом, слатком водом, морском водом, киселинама, алкалијама, солима и уљним и гасним медијима, не би требало да дође до појаве кварова као што су пењење, љуштење или рђање.
• Отпорност на катодно скидање:За укопане цевоводе, катодна заштита се обично користи заједно. Премаз мора бити у стању да издржи дејство катодне струје како би спречио љуштење премаза и бубрење са подлоге. Ово је кључни индикатор за процену заштите од корозије закопаних цевовода.
• Учинак против{0}пропуштања: Премаз мора имати ниску порозност како би се спречило продирање малих молекула као што су вода, кисеоник и јони хлорида и да би се избегао продирање корозионог медијума кроз премаз и контакт са подлогом.

2. Физичко-механичка својства

• Адхезија: Ово је основа свих некретнина. Уопштено, адхезија при љуштењу треба да буде већа или једнака 5 МПа, а фузиони{2}}везани епоксидни премаз у праху може да достигне преко 10 МПа; недовољна адхезија ће довести до тога да се премаз одлепи у листовима и потпуно изгуби своју заштитну функцију.
• Отпорност на ударце и отпорност на хабање: Погодно за ударце и трење током транспорта цевовода, затрпавања и уградње. На пример, ударна чврстоћа 3ПЕ премаза треба да буде већа или једнака 10 Ј да би се избегло оштећење премаза током периода изградње.
• Флексибилност и отпорност на савијање:Погодан за савијање челичних цеви. Премаз се може деформисати заједно са подлогом без пуцања или љуштења и обично не захтева пукотине при савијању од 1,5 до 3 степена.

3. Перформансе отпорности на животну средину

• Отпорност на температуру: Конвенционални премаз против{0}}корозије је применљив у температурном опсегу од -30 до 80 степени. За -средње цевоводе на високим температурама, потребно је изабрати премазе отпорне на температуру- (као што је високотемпературни ФБЕ, 3ПП).
• Отпорност на временске услове и старење:За надземне цевоводе, они морају да издрже атмосферско старење као што је ултраљубичасто зрачење, промене температуре и изложеност киши. Захтева се да тест вештачког убрзаног старења траје више од или једнако 1000 сати без значајног прашкања или промене боје.
• Варијације температуре и отпор{0}}одмрзавања:Погодан је за сезонске температурне разлике и циклусе{0}}одмрзавања. Премаз не би требало да има проблема као што су пуцање, љуштење или губитак адхезије.

4. Перформансе процеса изградње

• Компатибилан са индустријализованом конструкцијом монтажних линија (електростатичко прскање, премаз екструзијом) или-конструкција за крпљење и поправку на лицу места (превлачење четком, прскање без ваздуха);

• Конструкција монтажне линије захтева брзо очвршћавање, док-конструкција на локацији захтева очвршћавање на нормалној температури и ниску осетљивост на температуру и влагу;

• Поседује одличне могућности покривања ивица и углова, избегавајући слабе тачке премаза на крајевима цеви, завареним спојевима и цевним спојевима специјалног{0}}обликованог облика;

• Адхезија међуслоја између прајмера, међуслоја и завршног премаза је добра, без проблема са гризом прајмера или љуштењем међуслојева.

5. Безбедност и перформансе заштите животне средине

• Облога цевовода за воду за пиће мора бити у складу са стандардима материјала за контакт са храном, и не смеју се ослобађати токсичне или штетне материје током њиховог радног периода;

• Ограничите употребу премаза са високим садржајем-ВОЦ и канцерогених-превлака (као што су традиционални премази с смолом од угљеног катрана) и преференцијално усвојите системе на бази воде-без растварача, високо-чврсте супстанце-;

• Облога закопаних цевовода мора имати високу отпорност да би се смањио губитак струје катодне заштите и побољшала ефикасност заштите.

• 

   

На основу врсте материјала за премазивање и методе конструкције, уобичајени премази против корозије за челичне цеви могу се класификовати у шест главних категорија, од којих је свака погодна за различите сценарије услуге и захтеве трошкова:

1. Течни премаз тип анти-премаз против корозије
Путем метода четком, прскањем или премазивањем ваљком, може се очврснути на собној температури или на ниским температурама, погодан за-конструкцију на лицу места и производњу у малим-серијама, и представља најтрадиционалнији облик против-корозије.

(1) Епоксидни премаз против корозије
Заснован је на епоксидној смоли и подељен је на типове епоксида на бази растварача-, без-на бази растварача-и на бази воде-.

• Основне карактеристике:
• Одлична адхезија, изузетна отпорност на хемијску корозију, отпорност на воду и алкалну отпорност; недостатак је слаба отпорност на временске услове, склона прашкању на отвореном, углавном се користи као прајмер или закопани/водоотпорни премази.

• Подијељене категорије:

1. Прајмер богат епоксидним цинком{0}}: Садржи велику количину цинковог праха, који има функцију заштите баријере и катодне заштите, са јаком отпорношћу на слани спреј, што је преферирани прајмер за атмосферске и укопане цевоводе;
2. Епоксидни катрански премаз за асфалт:Епоксидна смола + асфалт од катрана, отпоран на корозију тла и одлична водоотпорност, ниска цена, некада се широко користио у закопаним водоводима и одводњавању, гасоводима; због присуства канцерогених полицикличних ароматичних угљоводоника, постепено је ограничена у употреби;
3. Епоксидни премаз без{0}}растварача: 100% чврсти садржај, нула ВОЦ, може бити дебео-обложен одједном, густ премаз без рупица, погодан за анти-корозију унутрашњих и спољашњих зидова челичних цеви, посебно погодан за цевоводе за воду за пиће и хемијске медије.

(2) Полиуретански премаз против корозије
Подијељен је на два типа: алифатичан и ароматичан. Главни материјал{1}}који формира филм је полиуретанска смола.

• Кључне карактеристике:Добра флексибилност, отпорност на -хабање, отпорност на воду-, отпорност на киселину и алкалну корозију-; Алифатични полиуретан има одличну отпорност на временске услове и може се директно користити као завршни премаз за спољашње надземне површине цевовода. Адхезија је нешто лошија од епоксида, а перформансе у отпорности на јаке раствараче су просечне.
• Сценарији примене:Завршни премаз за надземне цевоводе, цевоводи за хемикалије, цевоводе у окружењима ниских{0}}температура за заштиту од-корозије.

(3) Превлака против корозије од стаклених пахуљица{1}}
Додајте танке стаклене љуспице у епоксидну смолу или смолу винил естра.

• Кључне карактеристике:Стаклене љуспице су наслагане паралелно у премазу да би се формирао „ефекат лавиринта“, који значајно побољшава учинак против-пропуштања у поређењу са обичним епоксидом и има изузетну отпорност на јаке киселине, јаке алкалије и корозивне медије; недостатак је што је премаз крхак, а отпорност на ударце и савијање је просечна.
• Сценарији примене:Цевоводи за хемијску отпадну воду, цевоводи за одсумпоравање, цевоводи за транспорт морске воде, итд., у срединама са јаком корозијом.

2. Фусион{1}}премаз епоксидног праха (ФБЕ)

Припада систему прашкастог премаза и основна је технологија за заштиту индустријских цевовода од корозије.

• Процес изградње: Након што је челична цев подвргнута пескарењу ради уклањања рђе, претходно се загрева на 180-220 степени. Епоксидни прах се равномерно наноси електростатичким прскањем, а заостала топлота челичне цеви се топи и изравнава премаз, а затим се стврдне у филм.

• Кључне карактеристике:

1. Изузетно јака адхезија. Чврстоћа љуштења је обично већа или једнака 10 МПа. Има одличну отпорност на катодно скидање и одличну компатибилност са катодном заштитом;
2. Премаз је уједначен и густ, са врло малом стопом рупица.Има одличну отпорност на земљу, воду и хемијску корозију;
3. Без растварача-и еколошки прихватљиви.Опсег радне температуре је широк (конвенционални тип: -30-100 степени, високотемпературни тип: до 150 степени);
4. Добра покривеност на ивицама и угловима, а дебљина премаза на завареним шавовима је уједначена.

• Ограничења: Слаба отпорност на ударце и отпорност на хабање, није отпорна на ултраљубичасте зраке и не може се директно користити у околини изнад главе.

• Апликацијасценарији:Цевоводи на даљину{0}}за нафту и гас, челичне цеви за општинско водоснабдевање и одводњавање, хемијски цевоводи, а такође је и основни слој 3ПЕ/3ПП премаза.

3. Полиолефински-премази против корозије (2ПЕ/3ПЕ, 2ПП/3ПП)
Полиолефински материјал је премазан на површини челичне цеви кроз процес екструзије, што је тренутно главно решење против корозије за укопане-цевоводе на велике удаљености. Међу њима, трослојна-структура се највише користи.

(1) Трослојни полиетиленски премаз (3ПЕ)

• Трослојна{0}}структура (изнутра ка споља):Унутрашњи слој: фузионисани епоксидни прах (обезбеђује адхезију и отпорност на корозију) + Средњи слој: кополимерни лепак (постиже међуслојно везивање) + Спољни слој: полиетилен високе-(ХДПЕ) (обезбеђује механичку чврстоћу, отпорност на хабање, изолационе перформансе).

• Основне карактеристике:Најизбалансиранији систем против корозије, који комбинује високу адхезију епоксида, катодну отпорност на скидање и високу механичку чврстоћу, високу изолацију и отпорност на воду и хабање полиетилена; Пројектовани век може да достигне 30-50 година, одлична отпорност на напрезање тла, ударце и хабање, ниска стопа катодног уклањања;
•  
• Ограничења:Велика улагања у грађевинску производну линију, велике потешкоће у-поправци спојева на лицу места; Температура-дуготрајне употребе Мања или једнака 80 степени, није отпорна на ултраљубичасте зраке.
• Сценарији примене:-Цевоводи за пренос нафте и гаса на велике удаљености, општинско водоснабдевање и одводњавање, магистрални гасоводи, који су преферирани антикорозивни облик за укопане челичне цеви у Кини.

(2) Трослојни полипропиленски премаз (3ПП)

Структура је иста као 3ПЕ, али је спољни слој замењен полипропиленом.

• Карактеристике: Перформансе температурне отпорности су боље од 3ПЕ, а дугорочна-радна температура може да достигне 110 степени. Има већу крутост и отпорност на хабање; отпорност на ниске-температуре је лоша и склона је пуцању на -5 степени или ниже, тако да није погодна за хладне регионе.
• Сценарији примене: Цевоводи за{0}}превоз сирове нафте и топле воде на високим температурама.

4. Антикорозивни премаз на бази метала-
Користећи метални премаз као -слој против корозије, он има двоструку функцију заштите баријере и жртвоване анодне катодне заштите.

(1) Топло{1}}премаз потапањем

• Процес: После прања киселином челичне цеви и третмана после-превлачења, она се урања у растопљени цинк на температури од око 450 степени, формирајући слој легуре гвожђа цинка-и слој чистог цинка на површини.
• Основна карактеристика: Двоструки заштитни механизам, густи слој цинка пружа заштиту од баријере, а потенцијал електроде цинка је нижи од потенцијала гвожђа, што омогућава да оштећено подручје буде заштићено жртвованом анодом; процес је зрео, цена је умерена, а радни век у спољашњем атмосферском окружењу може да достигне 10 до 20 година.
• Ограничења: Неједнака дебљина премаза, тањи на завареним шавовима; слаба отпорност на корозију на кисело, алкално и високо{0}}слано тло; тешко уронити челичне цеви великог-пречника.
• Сценарији примене: општинске водоводне цеви малог-пречника, цеви за заштиту од пожара, цеви за водове, цеви за стакленике, итд. То је најчешће коришћена антикорозивна метода за челичне цеви малог-пречника у цивилним и општинским применама.

(2) Термички прскани цинк/алуминијумски премаз

• Процес:Жице од цинка или алуминијума се топе и атомизују путем електролучног прскања или прскања пламеном, а затим се прскају на површину челичне цеви да би се формирао метални премаз. Површина је испуњена бојом за заптивање како би се попуниле поре.
• Основне карактеристике:Дуготрајни{0}}ефекат катодне заштите, одлична отпорност на атмосферску и корозију морске воде, са животним веком до 20 година; могу се израдити на-лицу места, погодне за цеви великог-пречника, неправилног-облика и пројекте поправке.
• Ограничења:Премаз има високу порозност и мора бити праћен бојом за заптивање; ефикасност конструкције је ниска, а цена је већа од топлог{0}}поцинковања.
• Сценарији примене:Попречни{0}}морски цевоводи, обални спољни велики цевоводи и челичне цеви за заштиту воде.

5. Специјални антикорозивни премаз-високих перформанси

(1) Полиуретански еластомер премаз у спреју

• Процес:Двокомпонентни материјали{0}}мешају се наменском опремом, а затим брзо реагују и очвршћавају, формирајући филм у року од неколико секунди.
• Кључне карактеристике:Брзина очвршћавања је изузетно брза, без савијања током вертикалне и горње површинске конструкције, а може се наносити дебело у једном слоју; има одличну флексибилност, изузетну отпорност на ударце, отпорност на хабање и отпорност на пукотине; Отпоран је на воду, киселине и алкалије, слану маглу и ниску осетљивост на влагу током изградње.
• Ограничења:Трошкови материјала и опреме су високи, а захтеви за површинском обрадом базе су изузетно високи, а контрола адхезије је отежана.
• Сценарији примене:Антикорозивна заштита за канализационе цевоводе, цевоводе за хемикалије, цевне спојеве специјалног-обликованог облика и-поправку антикорозивних слојева цевовода на лицу места.

(2) Керамички премаз-отпоран на хабање и-корозију

Премаз је направљен од епоксидне смоле као основног материјала и укључује керамичке микроперле, силицијум карбид и друга чврста пунила. Има високу тврдоћу и одличну отпорност на хабање и анти-корозиона својства. Углавном се користи за заштиту од корозије унутрашњих зидова -цевовода који транспортују медије који садрже чврсте честице као што су муљ, минерални муљ и прах угља.

6. Специјални премаз за унутрашњу -корозију челичних цеви

Да би се испунили захтеви за смањење корозије унутрашњег медијума и отпора отпора, поред епоксида-без растварача и полиурее, постоје две главне методе унутрашње -корозије:

• Облога од цементног малтера:Обложен на унутрашњем зиду челичне цеви кроз центрифугални процес, има изузетно ниску цену, еколошки је и хигијенски, отпоран на корозију воде и може заштитити квалитет воде. То је главна интерна метода против-корозије за водоводне и дренажне цеви великог-пречника; међутим, његов недостатак је велика ломљивост, слаба отпорност на ударце и лако пуцање.
• Облога од епоксидне смоле{0} за храну:У складу са хигијенским стандардима воде за пиће, са глатким унутрашњим зидом, малим отпором и мање каменца. Комбинује анти-корозију и смањење отпора, а користи се за комунално водоснабдевање и директне цевоводе за воду за пиће.

7. Основни принципи избора
Избор антикорозивних премаза за челичне цеви треба да се заснива на свеобухватном разматрању радног окружења (укопани/надземни/водени/корозивни степен), радних параметара (температура, притисак, медијум), услова изградње и укупне цене животног циклуса.

Генерално, следи логику композитног дизајна „обезбеђивања адхезије и отпорности на корозију на доњем слоју, и обезбеђивања механичке чврстоће и отпорности на околину на спољашњем слоју“.