Антикорозионно покритие за стоманени тръби 3LPE и как работи

Стоманените тръби, използвани за подземни, потопени и други взискателни среди, са изложени на влага, почва, химикали, соли, механично въздействие и други фактори, които могат да ускорят корозията. Без подходяща външна защита корозията може постепенно да намали дебелината на стената на тръбата и в крайна сметка да повлияе на нейната структурна цялост и експлоатационен живот.

Антикорозионни-материали за стоманени тръби 3LPEпредоставя много{0}}слойна външна защитна система, предназначена да се справи с тези предизвикателства. 3LPE средстваТри{0}}слоен полиетилен, а системата за покритие съчетава три различни материала: епоксидна смола, свързана със стопяване (FBE), адхезивен слой и външен полиетиленов слой. Всеки слой изпълнява различна функция, докато трите слоя работят заедно като една защитна система. ISO 21809-1 определя изисквания за-нанесени в завода три-слойни полиетиленови и полипропиленови покрития за вкопани или потопени заварени и безшевни стоманени тръбопроводи, използвани в системи за транспортиране на петрол и природен газ.

Какво е 3LPE покритие?

3LPE е три-слойна система за външно покритие, нанесена върху повърхността на стоманени тръби. Първият слой е Fusion Bonded Epoxy, вторият е полимерно лепило, а третият е полиетилен.

Основната структура е:

Стоманена тръба → FBE → Лепило → PE

Комбинацията е важна, защото нито един слой не трябва да осигурява всички видове защита. FBE осигурява силна адхезия и устойчивост на корозия, лепилото създава надеждна връзка между FBE и PE, а външният слой PE осигурява механична защита и бариера срещу влага.

Защо 3LPE е важен за стоманените тръби?

Стоманените тръби, монтирани под земята или под водата, не могат лесно да бъдат проверени и ремонтирани, след като са в експлоатация. Почвената влага, подземните води, разтворените соли и други условия на околната среда могат непрекъснато да атакуват откритите стоманени повърхности.

Правилно проектиран3LPE покритие за стоманени тръби създава физическа бариера между стоманата и околната среда. Системата също така осигурява механична защита срещу повреда, която може да възникне по време на транспортиране, обработка, монтаж, засипване и работа.

Тази комбинация от защита от корозия и механична устойчивост прави 3LPE особено полезен за взискателни приложения на тръбопроводи.

Първи слой: епоксидна смола, свързана със стопяване

Първият слой е Fusion Bonded Epoxy, по-известен като FBE. Нанася се директно върху подготвената стоманена повърхност и служи като първичен слой за-защита от корозия.

FBE е важен, защото осигурява силна адхезия към стоманата и образува непрекъснато защитно покритие. Той също така допринася за устойчивост срещу катодно разцепване, когато системата за покритие е правилно проектирана и нанесена.

Качеството на стоманената повърхност преди нанасяне на FBE е изключително важно. Подготовката на повърхността, чистотата, условията на нагряване, нанасянето на прах и втвърдяването влияят върху крайните характеристики на покритието.

Втори слой: Лепило

Вторият слой е полимерно лепило, често базирано на функционализиран полиолефин. Основната му цел е да създаде здрава връзка между FBE грунда и полиетиленовия външен слой.

FBE и полиетиленът имат различни физични и химични характеристики, така че простото поставяне на PE директно върху епоксидна смола няма да осигури същата производителност на свързване между-слоевете. Лепилото действа като мост между двата материала.

Непрекъснатият и правилно нанесен адхезивен слой помага да се запази целостта на цялата три-слойна система.

Трети слой: Полиетилен

Външният слой е полиетилен, който осигурява голяма част от механичната защита на системата за покритие. Помага за защита на долните слоеве от удар, абразия, влага и излагане на външна среда.

По време на транспортирането и монтажа на тръбата покритието може да се сблъска с повдигащо оборудване, контакт с други тръби, почва, камъни и напрежения при работа. PE слоят осигурява здрава външна бариера, която помага за защитата на по-чувствителните-на корозия вътрешни слоеве.

Това е една от причинитеТри{0}}слойно полиетиленово покритиее особено полезен за вкопани тръбопроводи.

Как трите слоя работят заедно

Основното предимство на 3LPE идва от комбинацията на трите слоя, а не от всеки отделен материал.

FBE е отговорен основно за свързването към стоманата и осигуряването на защита от корозия. Лепилото осигурява връзката между епоксида и полиетилена. PE слоят осигурява механична защита и устойчивост на влага и излагане на околната среда.

Този многослоен подход създава по-всеобхватна защитна система, отколкото разчитането на единичен покривен материал.

Значение на подготовката на стоманената повърхност

Преди прилагането на3LPE система, стоманената повърхност трябва да бъде правилно подготвена. Подготовката на повърхността е един от най-важните етапи, тъй като замърсители, ръжда, масло, влага, котлен камък или други повърхностни проблеми могат да намалят адхезията на покритието.

Повърхността на тръбата обикновено се почиства и абразивно струи в съответствие със спецификацията на приложимото покритие. След подготовката състоянието на повърхността трябва да се провери преди да започне нанасянето на покритието.

Лошата подготовка на повърхността може да подкопае ефективността дори на високо{0}}качествени покривни материали. Следователно качеството на покритието започва със състоянието на оголената стомана.

Значение на тръбното отопление

Процесът на нанасяне изисква контролирани температури за различните материали за покритие. По-специално, стоманената тръба трябва да достигне подходящата температура за приложение на FBE.

Контролът на температурата влияе върху топенето, втвърдяването, свързването и крайните свойства на покритието. Прекомерното или недостатъчното нагряване може да доведе до дефекти на покритието или лоша адхезия.

Поради тази причина мониторингът на температурата трябва да бъде интегриран в производствената линия за покритие и да се поддържа в рамките на изискванията, установени от приложимата спецификация на покритието и производителя на материала.

Процес на нанасяне на 3LPE материали

Общият процес на нанасяне на покритие може да се обобщи като:

Подготовка на повърхността → Нагряване → Нанасяне на FBE → Нанасяне на лепило → Нанасяне на PE → Охлаждане → Проверка

Точните параметри на процеса зависят от системата за покритие, размерите на тръбата, спецификациите на материала и приложимите стандарти.

По време на непрекъснато производство линията за нанасяне на покритие трябва да поддържа постоянни температури, подаване на материал, условия на екструдиране и скорост на линията, за да се постигне еднакво представяне на покритието.

PE приложение и екструдиране

Външният полиетиленов слой обикновено се нанася с помощта на процес на екструзия. Разтопеният PE влиза в контакт с адхезивния слой и се оформя около повърхността на тръбата.

Равномерната дебелина и правилното залепване са важни. Процесът на екструдиране трябва да се контролира в съответствие с избрания PE материал и спецификация на покритието.

Лошите условия на екструдиране могат да доведат до неравномерна дебелина, повърхностни дефекти, непълно свързване или други проблеми, които могат да намалят защитните характеристики на готовото покритие.

Типична дебелина на покритието

Дебелината на покритието зависи от диаметъра на тръбата, класа на покритието, изискванията на проекта и приложимите стандарти. Не трябва да се приема, че една дебелина е подходяща за всяка тръба.

Търговските 3LPE системи обикновено използват FBE грунд, сравнително тънък адхезивен слой и значително по-дебел PE външен слой. Някои продуктови спецификации изброяват общи дебелини на покритие на основата на PE- в диапазони около 1,8–4,0 mm, но действителните изисквания винаги трябва да се определят от приложимата спецификация на проекта и стандарта.

Цветови опции

3LPE покривни системимогат да бъдат доставени в различни цветове според изискванията на проекта. Обичайните опции включват сиво, зелено, бяло и черно.

Цветът обикновено служи за идентифициране, външен вид или специфични-изисквания за проекта, вместо да замества защитната функция на покривните слоеве.

Реалният цвят трябва да бъде уточнен според изискванията на клиента.

Приложения на анти-корозионни материали за стоманени тръби 3LPE

3LPE системисе свързват предимно с външна защита на заровени или потопени стоманени тръбопроводи. Те могат да се прилагат за заварени и безшевни стоманени тръби, използвани в тръбопроводни транспортни системи.

Типичните приложения включват:

• Нефтопреносни тръбопроводи
• Тръбопроводи за природен газ
• Водопроводи
• Подземни комунални тръбопроводи
• Потопени тръбопроводни секции
• Индустриален транспорт на течности
• Инфраструктурни проекти
• Тръбопроводи, монтирани в агресивни почвени среди

Подходящата система за покритие винаги трябва да се избира според действителната работна среда.

3LPE за подземни стоманени тръби

Подземните тръбопроводи са изложени на натоварване на почвата, подземни води, влага, соли, микроорганизми и други фактори на околната среда. Те могат също да изпитват механични натоварвания по време на транспортиране, спускане, засипване и движение на земята.

PE външният слой осигурява механична защита, докато FBE и адхезивните слоеве защитават стоманата и поддържат целостта на системата за покритие.

Това прави 3LPE силен вариант за много проекти за подземни тръбопроводи.

3LPE за подводни и потопени тръбопроводи

Потопените тръбопроводи могат да бъдат постоянно изложени на вода, соли, механични сили и други условия на околната среда. Целостта на покритието става особено важна, тъй като достъпът за поддръжка може да бъде труден.

Три{0}}слойната система може да осигури комбинация от устойчивост на корозия, адхезия, механична защита и устойчивост на влага.

Приложенията за подводници обаче могат да имат допълнителни-специфични изисквания за проекти. Следователно дизайнът на покритието трябва да бъде избран според дълбочината на водата, температурата, метода на монтаж, механичните натоварвания и приложимите стандарти.

Предимства на 3LPE покритие

Комбинацията от FBE, лепило и PE осигурява няколко важни предимства.

Силна адхезия

Слоят FBE създава силна връзка с подготвената стоманена повърхност, докато лепилото създава връзката между FBE и PE.

Устойчивост на корозия

FBE слоят образува важна бариера между стоманата и корозивната среда.

Механична защита

PE външният слой осигурява устойчивост на удар и абразия по време на работа и монтаж.

Устойчивост на влага

Полиетиленът има ниска водопоглъщаемост и осигурява ефективна външна бариера срещу влага.

Дългосрочна-защита на тръбопровода

Комбинацията от различни защитни функции помага на системата за покритие да издържи на взискателни подземни и потопени среди, когато е правилно проектирана и нанесена.

3LPE и катодна защита

3LPE покритиеобикновено се използва като част от по-широка стратегия за-контрол на корозията на тръбопровода. ISO 21809-1 отбелязва, че тръбите, покрити съгласно стандарта, се считат за подходящи за допълнителна защита чрез катодна защита.

Това означава, че покритието и катодната защита могат да работят заедно. Покритието осигурява основната физическа бариера, докато катодната защита може да осигури допълнителна-защита за контрол на корозията в зони, където стоманата може да бъде изложена.

Пълната стратегия за -контрол на корозията следователно трябва да вземе предвид както ефективността на покритието, така и системата за катодна защита на тръбопровода.

Контрол на качеството по време на 3LPE покритие

Контролът на качеството трябва да се извършва през целия процес на нанасяне на покритие, а не само след производството.

Важните области за проверка включват:

Точните тестове и критерии за приемане трябва да се определят от приложимия стандарт и спецификация на проекта.

Често срещани проблеми при 3LPE покритие

Няколко дефекта могат да намалят ефективността на три{0}}системата за покритие.

Лошата подготовка на повърхността може да причини слаба адхезия между FBE и стоманата. Неправилното нагряване може да повлияе на FBE втвърдяването или между-междуслойното свързване. Проблеми с прилагането на лепило могат да създадат разделяне между FBE и PE, докато неправилното екструдиране на PE може да доведе до неравномерна дебелина или повърхностни дефекти.

Често срещаните проблеми включват:

• Лоша адхезия на FBE
• Неравномерна дебелина на покритието
• Непълно покритие с лепило
• PE разслояване
• Повърхностно увреждане
• Отвори или прекъсвания
• Прекомерна деформация на покритието
• Механични повреди по време на работа

Внимателният контрол на процеса може да помогне за намаляване на тези проблеми.

Значение на откриването на празници

Отпускът е прекъсване или малък дефект в иначе непрекъснато защитно покритие. Такива дефекти могат да изложат подлежащата стомана на околната среда.

Следователно откриването на ваканция е важна стъпка за-контрол на качеството за много системи за покритие на тръбопроводи. Подходящото изпитвателно напрежение и процедурата за проверка зависят от системата за покритие и приложимата спецификация.

Всеки открит дефект трябва да бъде правилно отстранен, преди тръбата да бъде пусната за монтаж.

Боравене и транспортиране на тръби с покритие

Покритието трябва да бъде защитено не само по време на нанасяне, но и по време на транспортиране и монтаж.

Тежките стоманени тръби могат да повредят покритията си, ако се поставят директно върху неподходящи повърхности или се обработват с неподходящо повдигащо оборудване. Защитни опори, подходящи ремъци и контролирани процедури за боравене могат да намалят риска от повреда на покритието.

Състоянието на покритието трябва да се провери след транспортиране и преди монтажа.

Значение на правилното съхранение

Тръбите с покритие трябва да се съхраняват по начин, който предотвратява ненужното увреждане на покритието. Тръбите трябва да бъдат правилно поддържани и разделени, където е необходимо.

Дългосрочното-излагане на неподходящи условия на околната среда също може да засегне материалите в зависимост от дизайна на покритието и степента на PE. Следователно процедурите за съхранение трябва да следват изискванията на проекта и препоръките на производителя на покритието.

Избор на правилните 3LPE материали

ИзбиранеАнтикорозионни-материали за стоманени тръбиизисква повече от избор на FBE, лепило и PE поотделно. Трите материала трябва да са съвместими и подходящи за очакваните условия на експлоатация.

Важните фактори включват:

• Клас стомана за тръби
• Диаметър на тръбата
• Дебелина на стената
• Работна температура
• Почвени условия
• Излагане на вода
• Метод на инсталиране
• Необходима дебелина на покритието
• Изисквания за механична защита
• Приложими стандарти
• Очаквана обслужваща среда

Системата за покритие трябва да бъде квалифицирана за предвиденото приложение преди пълно производство.

Приложими стандарти

ISO 21809-1:2018 е важен международен стандарт, обхващащ-нанесени външни три-слойни полиетиленови и полипропиленови покрития за заровени или потопени заварени и безшевни стоманени тръби, използвани в тръбопроводни системи за петрол и природен газ.

Други стандарти също могат да бъдат определени в зависимост от проекта, държавата, тръбопроводната услуга и изискванията на клиента. Текущата спецификация на проекта винаги трябва да определя кой стандарт и издание се прилагат.

Заключение

Антикорозионни-материали за стоманени тръби 3LPEосигуряват многопластов-подход за защита на стоманени тръби срещу корозия и механични повреди. Системата съчетава три допълващи се материала: FBE като първи слой, лепило като втори слой и полиетилен като трети слой.

Слоят FBE осигурява силна адхезия и важна бариера срещу корозия. Лепилото свързва епоксидния и полиетиленовия слой, докато PE външният слой осигурява механична защита и устойчивост на влага и абразия. Заедно тези слоеве създават трайна външна защитна система за много заровени и потопени тръбопроводни приложения.

За успешно изпълнение обаче не е достатъчно само качеството на материала. Правилната подготовка на стоманената повърхност, контролът на температурата, нанасянето на покритието, контролът на дебелината, свързването между-слоевете, инспекцията, откриването на празници, манипулирането и съхранението са важни.

Когато правилното3LPE покритие за стоманени тръби е избран и приложен в съответствие с приложимите изисквания на проекта, той може да осигури надеждна дългосрочна-защита и да помогне за намаляване на-свързаната с корозия поддръжка и проблеми с целостта на тръбопровода.