Антикорозійне покриття для сталевих труб 3LPE і як воно працює

Сталеві труби, які використовуються для підземних, занурених та інших вимогливих середовищ, піддаються впливу вологи, ґрунту, хімікатів, солей, механічного впливу та інших факторів, які можуть прискорити корозію. Без відповідного зовнішнього захисту корозія може поступово зменшити товщину стінки труби та врешті-решт вплинути на її структурну цілісність та термін служби.

Антикорозійні матеріали для сталевих труб 3LPEзабезпечують багаторівневу зовнішню систему захисту-, призначену для вирішення цих проблем. 3LPEТри{0}}шаровий поліетилен, а система покриття поєднує в собі три різні матеріали: епоксидну смолу, з’єднану плавленням (FBE), клейовий шар і зовнішній поліетиленовий шар. Кожен шар виконує різні функції, тоді як три шари працюють разом як одна захисна система. ISO 21809-1 визначає вимоги до тришарових-поліетиленових і поліпропіленових покриттів, що наносяться-на підприємствах, для заглиблених або занурених у воду зварних і безшовних сталевих трубопроводів, які використовуються в системах транспортування нафти та природного газу.

Що таке покриття 3LPE?

3LPE – це три{1}}шарова зовнішня система покриття, нанесена на поверхню сталевих труб. Перший шар – Fusion Bonded Epoxy, другий – полімерний клей, третій – поліетилен.

Основна структура:

Сталева труба → FBE → Клей → PE

Комбінація важлива, оскільки жоден шар не повинен забезпечувати всі види захисту. FBE забезпечує міцну адгезію та стійкість до корозії, клей створює надійний зв’язок між FBE та PE, а зовнішній шар PE забезпечує механічний захист та захист від вологи.

Чому 3LPE важливий для сталевих труб?

Сталеві труби, встановлені під землею або під водою, не можна легко перевірити та відремонтувати після того, як вони введені в експлуатацію. Вологість ґрунту, ґрунтові води, розчинені солі та інші умови навколишнього середовища можуть постійно впливати на відкриті сталеві поверхні.

Правильно розробленийПокриття 3LPE для сталевих труб створює фізичний бар'єр між сталлю та навколишнім середовищем. Система також забезпечує механічний захист від пошкоджень, які можуть виникнути під час транспортування, транспортування, монтажу, засипки та експлуатації.

Таке поєднання захисту від корозії та механічної стійкості робить 3LPE особливо корисним для вимогливих застосувань у трубопроводах.

Перший шар: сплавлена ​​епоксидна смола

Перший шар – епоксидна смола Fusion Bonded, широко відома як FBE. Він наноситься безпосередньо на підготовлену сталеву поверхню та служить основним-захисним шаром від корозії.

FBE важливий, оскільки він забезпечує міцне зчеплення зі сталлю та утворює суцільне захисне покриття. Це також сприяє стійкості до катодного роз'єднання, коли система покриття правильно розроблена та нанесена.

Якість сталевої поверхні перед нанесенням FBE надзвичайно важлива. Підготовка поверхні, чистота, умови нагрівання, нанесення порошку та затвердіння – усе це впливає на кінцеві характеристики покриття.

Другий шар: клей

Другий шар являє собою полімерний клей, часто на основі функціонального поліолефіну. Його основне призначення - створити міцне з'єднання між ґрунтовкою FBE і зовнішнім шаром поліетилену.

FBE та поліетилен мають різні фізичні та хімічні характеристики, тому просте розміщення поліетилену безпосередньо на епоксидній смолі не забезпечить однакову ефективність з’єднання між шарами-. Клей діє як міст між двома матеріалами.

Безперервний і правильно нанесений клейовий шар допомагає підтримувати цілісність повної три{0}}системи.

Третій шар: поліетилен

Зовнішній шар - поліетилен, який забезпечує більшу частину механічного захисту системи покриття. Це допомагає захистити нижні шари від ударів, стирання, вологи та впливу зовнішнього середовища.

Під час транспортування та монтажу труб покриття може зіткнутися з підйомним обладнанням, контактом з іншими трубами, ґрунтом, камінням та навантаженнями при транспортуванні. Шар поліетилену створює міцний зовнішній бар’єр, який допомагає захистити-більш чутливі до корозії внутрішні шари.

Це одна з причинТри{0}}поліетиленове покриттяособливо корисний для заглиблених трубопроводів.

Як три шари працюють разом

Основна перевага 3LPE походить від поєднання трьох шарів, а не від будь-якого окремого матеріалу.

FBE відповідає головним чином за з’єднання зі сталлю та забезпечення захисту від корозії. Клей забезпечує з'єднання між епоксидною смолою та поліетиленом. ПЕ шар забезпечує механічний захист і стійкість до вологи і впливу навколишнього середовища.

Цей багаторівневий підхід створює більш комплексну захисну систему, ніж використання одного матеріалу покриття.

Важливість підготовки сталевої поверхні

Перед застосуваннямСистема 3LPEСталева поверхня повинна бути належним чином підготовлена. Підготовка поверхні є одним із найважливіших етапів, оскільки забруднення, іржа, масло, волога, окалина або інші проблеми з поверхнею можуть зменшити адгезію покриття.

Поверхня труби зазвичай очищається та абразивно-струменева відповідно до застосовної специфікації покриття. Після підготовки необхідно перевірити стан поверхні перед початком нанесення покриття.

Погана підготовка поверхні може знизити продуктивність навіть високо{0}}якісних матеріалів покриття. Тому якість покриття починається зі стану оголеної сталі.

Важливість трубного опалення

Процес нанесення вимагає контрольованих температур для різних матеріалів покриття. Зокрема, сталева труба повинна досягати відповідної температури для застосування FBE.

Контроль температури впливає на плавлення, затвердіння, склеювання та кінцеві властивості покриття. Надмірне або недостатнє нагрівання може призвести до дефектів покриття або поганої адгезії.

З цієї причини моніторинг температури повинен бути інтегрований у лінію виробництва покриття та підтримуватися в межах вимог, встановлених застосовною специфікацією покриття та виробником матеріалу.

Процес нанесення матеріалів 3LPE

Загальний процес нанесення покриття можна підсумувати так:

Підготовка поверхні → Нагрівання → Нанесення FBE → Нанесення клею → Нанесення PE → Охолодження → Перевірка

Точні параметри процесу залежать від системи покриття, розмірів труб, технічних характеристик матеріалу та застосовних стандартів.

Під час безперервного виробництва лінія покриття повинна підтримувати постійну температуру, подачу матеріалу, умови екструзії та швидкість лінії для досягнення рівномірних характеристик покриття.

Нанесення та екструзія PE

Зовнішній поліетиленовий шар зазвичай наноситься за допомогою процесу екструзії. Розплавлений ПЕ контактує з адгезивним шаром і формується навколо поверхні труби.

Важливі рівномірна товщина та правильне склеювання. Процес екструзії необхідно контролювати відповідно до обраного ПЕ матеріалу та специфікації покриття.

Погані умови екструзії можуть призвести до нерівномірної товщини, дефектів поверхні, неповного з’єднання або інших проблем, які можуть знизити захисні властивості готового покриття.

Типова товщина покриття

Товщина покриття залежить від діаметра труби, класу покриття, вимог проекту та відповідних стандартів. Не варто вважати, що для кожної труби підходить одна товщина.

Комерційні системи 3LPE зазвичай використовують ґрунтовку FBE, відносно тонкий клейовий шар і значно товщий зовнішній шар PE. Деякі специфікації продукту вказують загальну товщину покриття на основі ПЕ- в діапазоні приблизно 1,8–4,0 мм, але фактичні вимоги завжди слід визначати з застосовної специфікації проекту та стандарту.

Параметри кольору

Системи покриття 3LPEможлива поставка в різних кольорах відповідно до вимог проекту. Загальні варіанти включають сірий, зелений, білий і чорний.

Зазвичай колір служить ідентифікації, зовнішньому вигляду або-конкретним вимогам проекту, а не заміняє захисну функцію шарів покриття.

Фактичний колір повинен бути вказаний відповідно до вимог замовника.

Застосування антикорозійних-матеріалів для сталевих труб 3LPE

Системи 3LPEв основному пов'язані із зовнішнім захистом заглиблених або занурених сталевих трубопроводів. Вони можуть застосовуватися для зварних і безшовних сталевих труб, які використовуються в системах трубопровідного транспорту.

Типові програми включають:

• Нафтотранспортні трубопроводи
• Трубопроводи природного газу
• Водопровідні трубопроводи
• Підземні інженерні трубопроводи
• Занурені ділянки трубопроводу
• Транспортування промислових рідин
• Інфраструктурні проекти
• Трубопроводи, встановлені в агресивних ґрунтових середовищах

Відповідну систему покриття завжди слід вибирати відповідно до фактичного робочого середовища.

3LPE для підземних сталевих труб

Підземні трубопроводи піддаються впливу грунту, ґрунтових вод, вологи, солей, мікроорганізмів та інших факторів зовнішнього середовища. Вони також можуть зазнавати механічних навантажень під час транспортування, опускання, засипки та руху ґрунту.

Зовнішній шар поліетилену забезпечує механічний захист, тоді як шар FBE і клейовий шар захищають сталь і зберігають цілісність системи покриття.

Це робить 3LPE сильним варіантом для багатьох проектів підземних трубопроводів.

3LPE для підводних і занурених трубопроводів

Занурені у воду трубопроводи можуть зазнавати постійного впливу води, солей, механічних сил та інших умов навколишнього середовища. Цілісність покриття стає особливо важливою, оскільки доступ для обслуговування може бути ускладнений.

Три{0}}шарова система може забезпечити поєднання стійкості до корозії, адгезії, механічного захисту та стійкості до вологи.

Однак програми для підводних човнів можуть мати додаткові{0}}особливі вимоги до проекту. Тому дизайн покриття слід вибирати відповідно до глибини води, температури, способу монтажу, механічних навантажень і відповідних стандартів.

Переваги покриття 3LPE

Комбінація FBE, клею та PE забезпечує кілька важливих переваг.

Сильна адгезія

Шар FBE створює міцне з’єднання з підготовленою сталевою поверхнею, тоді як клей створює з’єднання між FBE та PE.

Стійкість до корозії

Шар FBE утворює важливий бар'єр між сталлю та корозійним середовищем.

Механічний захист

Зовнішній шар ПЕ забезпечує стійкість до ударів і стирання під час транспортування та встановлення.

Стійкість до вологи

Поліетилен має низьке водопоглинання і забезпечує ефективний зовнішній бар'єр від вологи.

Довгостроковий-захист трубопроводу

Поєднання різних захисних функцій допомагає системі покриття витримувати складні підземні та занурені середовища за умови правильного проектування та нанесення.

3LPE та катодний захист

Покриття 3LPEзазвичай використовується як частина ширшої стратегії{0}}контролю корозії трубопроводу. ISO 21809-1 зазначає, що труби з покриттям відповідно до стандарту вважаються придатними для подальшого захисту за допомогою катодного захисту.

Це означає, що покриття та катодний захист можуть працювати разом. Покриття забезпечує основний фізичний бар’єр, тоді як катодний захист може забезпечити додатковий захист-від корозії в місцях, де сталь може стати відкритою.

Таким чином, повна стратегія контролю-корозії має враховувати як ефективність покриття, так і систему катодного захисту трубопроводу.

Контроль якості під час нанесення покриття 3LPE

Контроль якості слід проводити протягом усього процесу нанесення покриття, а не лише після виготовлення.

Важливі області перевірки включають:

Точні випробування та критерії прийнятності повинні визначатися застосовним стандартом і специфікацією проекту.

Поширені проблеми з покриттям 3LPE

Декілька дефектів можуть знизити ефективність три{0}}системи покриття.

Погана підготовка поверхні може спричинити слабку адгезію між FBE та сталлю. Неправильне нагрівання може вплинути на затвердіння FBE або між-з’єднання шарів. Проблеми з нанесенням клею можуть створити розрив між FBE та PE, тоді як неправильна екструзія PE може призвести до нерівномірної товщини або дефектів поверхні.

Поширені проблеми включають:

• Погана адгезія FBE
• Нерівномірна товщина покриття
• Неповне покриття клеєм
• розшарування ПЕ
• Пошкодження поверхні
• Точкові отвори або розриви
• Надмірна деформація покриття
• Механічні пошкодження під час обробки

Ретельний контроль процесу може допомогти зменшити ці проблеми.

Важливість виявлення вихідних

Відпустка — це розрив або невеликий дефект у безперервному захисному покритті. Такі дефекти можуть призвести до впливу зовнішнього середовища на базову сталь.

Таким чином, виявлення відпустки є важливим-етапом контролю якості для багатьох систем покриття трубопроводів. Відповідна випробувальна напруга та процедура перевірки залежать від системи покриття та відповідної специфікації.

Будь-який виявлений дефект повинен бути належним чином усунений до того, як труба буде випущена для монтажу.

Обробка та транспортування труб з покриттям

Покриття необхідно захищати не тільки під час нанесення, а й під час транспортування та монтажу.

Важкі сталеві труби можуть пошкодити їх покриття, якщо їх покласти безпосередньо на невідповідні поверхні або використовувати невідповідне підйомне обладнання. Захисні опори, відповідні стропи та контрольовані процедури поводження можуть зменшити ризик пошкодження покриття.

Після транспортування та перед монтажем слід перевіряти стан покриття.

Важливість правильного зберігання

Труби з покриттям слід зберігати таким чином, щоб уникнути непотрібного пошкодження покриття. Труби повинні бути належним чином підтримані та розділені, де це необхідно.

Довготривалий- вплив несприятливих умов навколишнього середовища також може вплинути на матеріали залежно від дизайну покриття та класу ПЕ. Тому процедури зберігання повинні відповідати вимогам проекту та рекомендаціям виробника покриття.

Вибір правильних матеріалів 3LPE

ВибірАнтикорозійні-матеріали для сталевих трубвимагає більше, ніж вибір FBE, клею та PE окремо. Три матеріали мають бути сумісними та відповідати очікуваним умовам експлуатації.

До важливих факторів належать:

• Марка сталі для труб
• Діаметр труби
• Товщина стінки
• Робоча температура
• Грунтові умови
• Експозиція води
• Спосіб установки
• Необхідна товщина покриття
• Вимоги до механічного захисту
• Застосовні стандарти
• Очікуване середовище обслуговування

Система покриття повинна бути кваліфікована для запланованого застосування перед повним виробництвом.

Застосовні стандарти

ISO 21809-1:2018 — це важливий міжнародний стандарт, що охоплює-нанесення зовнішніх три-поліетиленових і поліпропіленових покриттів для заглиблених або занурених зварних і безшовних сталевих труб, які використовуються в системах трубопроводів для нафти та природного газу.

Інші стандарти також можуть бути визначені залежно від проекту, країни, трубопроводу та вимог замовника. Поточна специфікація проекту завжди повинна визначати, який стандарт і видання застосовуються.

Висновок

Антикорозійні матеріали для сталевих труб 3LPEзабезпечують багаторівневий-підхід до захисту сталевих труб від корозії та механічних пошкоджень. Система поєднує в собі три взаємодоповнюючі матеріали: FBE як перший шар, клей як другий шар і поліетилен як третій шар.

Шар FBE забезпечує міцну адгезію та важливий антикорозійний бар’єр. Клей з'єднує епоксидний і поліетиленовий шари, тоді як зовнішній шар ПЕ забезпечує механічний захист і стійкість до вологи і стирання. Разом ці шари створюють довговічну зовнішню систему захисту для багатьох заглиблених і занурених у воду трубопроводів.

Однак для успішної роботи недостатньо лише якості матеріалу. Належна підготовка сталевої поверхні, контроль температури, нанесення покриття, контроль товщини, між-шарове з’єднання, перевірка, виявлення відпустки, транспортування та зберігання – усе це важливо.

Коли правильнийПокриття 3LPE для сталевих труб вибрано та застосовано відповідно до застосовних вимог проекту, воно може забезпечити надійний довгостроковий-захист і допомогти зменшити корозію,-технічне обслуговування та проблеми цілісності трубопроводу.