Profesionální a komplexní analýza antikorozních{{0}nátěrů ocelových trubek

Ocelové trubky jsou široce používány v klíčových oblastech, jako je přeprava ropy a plynu, zásobování vodou a kanalizace, chemické inženýrství a výroba energie. Provozní prostředí zahrnuje půdu, atmosféru, vodní útvary a vysoce korozivní média. Elektrochemická koroze je primární příčinou perforace potrubí, netěsnosti a selhání.

Antikorozní nátěry jako základní technický prostředek ochrany ocelových trubek před korozí přímo určují životnost, provozní bezpečnost a náklady na celý životní cyklus potrubí. Následující text poskytuje profesionální analýzu ze tří dimenzí: technický význam, obecné požadavky na povlaky, hlavní typy povlaků a vlastnosti.

1. Přerušte korozní okruh a potlačte korozní reakci u jejího zdroje

Koroze uhlíkové oceli je převážně elektrochemická. Vyžaduje kombinovanou činnost tří prvků: elektrolytu, kyslíku a anodového-katodového obvodu. Antikorozní povlak vytváří souvislý a hustý ochranný film, který izoluje ocelový substrát od vody, kyslíku, kyselin, zásad a solí a přímo blokuje reakční cestu elektrochemické koroze; zinkové, hliníkové a další kovové povlaky mohou také aktivně inhibovat korozi substrátu prostřednictvím účinku katodické ochrany obětované anody, i když je povlak částečně poškozen, může zabránit šíření koroze.

2. Výrazně prodloužit životnost a snížit celkové náklady

Rychlost koroze běžných trubek z uhlíkové oceli bez anti{0}}korozní úpravy může v přirozené půdě dosáhnout 0.2 - 0.5 mm za rok a během 3 - 5 let může dojít k perforaci a prosakování. Kvalifikované 3PE, fúzní-epoxidové práškové{5}}pojitelné nátěry atd.-mohou prodloužit konstrukční životnost potrubí na 30 - 50 let, výrazně snížit náklady na výměnu potrubí, údržbu a prostoje a celkové náklady životního cyklu lze snížit o více než 40 %.

3. Zajistěte provozní bezpečnost a vyhněte se riziku úniku

Korozní perforace může vést k velkým bezpečnostním a veřejným nehodám, jako jsou výbuchy ropy a plynu, únik toxických chemických médií, přerušení dodávky vody a znečištění životního prostředí.

Antikorozní{0}nátěry mohou výrazně snížit pravděpodobnost korozního selhání a jsou základní bezpečnostní bariérou pro vysokotlaká, hořlavá, výbušná a toxická potrubí přepravující média. Jsou také základními ukazateli pro povinné přijetí v potrubním inženýrství.

4. Optimalizujte efektivitu dopravy a snižte provozní spotřebu energie

Vnitřní antikorozní-nátěr může výrazně snížit drsnost stěny potrubí, snížit odpor tekutin a sklon k usazování vodního kamene a zvýšit efektivitu dopravy média. Například potrubí pro přenos vody s obložením z epoxidové pryskyřice může zvýšit účinnost přenosu vody o 10 % až 15 % ve srovnání s běžnou holou trubkou. Výhody-úspory energie při dlouhodobých-provozech čerpání jsou pozoruhodné.

5. Dodržujte průmyslové předpisy a požadavky na ochranu životního prostředí

V různých oblastech, jako je ropa a plyn, komunální služby a pitná voda, existují povinné antikorozní normy (např. GB/T 23257, SY/T 0315, GB/T 17219 atd.). Vyhovující antikorozní-vrstva je nezbytnou podmínkou pro přijetí projektu; antikorozní povlak potrubí na pitnou vodu také musí splňovat požadavky na bezpečnost při styku s potravinami, aby se zabránilo vyplavování škodlivých látek a znečišťování média.

S ohledem na provozní a konstrukční vlastnosti ocelových trubek musí antikorozní povlaky a výsledné povlaky splňovat následující základní požadavky na výkon:

1. Ochranný výkon jádra

• Odolnost vůči střední korozina: Měl by být kompatibilní s odpovídajícím operačním prostředím. Při dlouhodobém-kontaktu s půdou, sladkou vodou, mořskou vodou, kyselinami, zásadami, solemi a ropnými a plynovými médii by nemělo docházet k žádným poruchám, jako je pěnění, loupání nebo rezivění.
• Odolnost proti katodickému odizolování:U podzemních potrubí se katodická ochrana obvykle používá ve spojení. Povlak musí být schopen odolat působení katodového proudu, aby se zabránilo odlupování a bublání povlaku ze substrátu. Toto je klíčový hodnotící ukazatel pro ochranu proti korozi podzemních potrubí.
• Anti{0}}permeační výkon: Povlak musí mít nízkou pórovitost, aby se zabránilo pronikání malých molekul, jako je voda, kyslík a chloridové ionty, a aby se zabránilo pronikání korozního média skrz povlak a kontaktu se substrátem.

2. Fyzikálně mechanické vlastnosti

• Přilnavost: To je základ všech vlastností. Obecně by adheze při odlupování měla být větší nebo rovna 5 MPa a fúzní -potah epoxidového prášku může dosáhnout více než 10 MPa; nedostatečná přilnavost způsobí, že se nátěr v listech odloupne a zcela ztratí svou ochrannou funkci.
• Odolnost proti nárazu a opotřebení: Vhodné pro rázy a tření při přepravě potrubí, zásypu a instalaci. Například rázová houževnatost 3PE povlaku by měla být větší nebo rovna 10 J, aby se zabránilo poškození povlaku během doby výstavby.
• Pružnost a odolnost v ohybu:Vhodné pro ohýbání ocelových trubek. Povlak se může deformovat spolu se substrátem bez praskání nebo odlupování a obvykle nevyžaduje žádné praskliny při ohybu 1,5 stupně až 3 stupně.

3. Odolnost vůči životnímu prostředí

• Teplotní odolnost: Konvenční antikorozní-nátěr je použitelný v teplotním rozsahu -30 až 80 stupňů. Pro vysokoteplotní střednědobá potrubí je třeba vybrat teplotně-nátěry (např. vysokoteplotní FBE, 3PP).
• Odolnost proti povětrnostním vlivům a stárnutí:U horních potrubí musí odolat atmosférickému stárnutí, jako je ultrafialové záření, změny teploty a vystavení dešti. Požaduje se, aby test umělého urychleného stárnutí trval déle než 1000 hodin nebo rovných 1000 hodin bez výrazného pudrování nebo změny barvy.
• Kolísání teploty a mrazu-Odolnost proti rozmrazování:Je vhodný pro sezónní rozdíly teplot a cykly zmrazování-rozmrazování. Povlak by neměl mít problémy, jako je praskání, odlupování nebo ztráta přilnavosti.

4. Výkon stavebního procesu

• Kompatibilní se stavbou průmyslových montážních linek (elektrostatické stříkání, vytlačování) nebo -záplatováním a opravami na místě (štětcem, airless stříkáním);

• Konstrukce montážní linky vyžaduje rychlé vytvrzení, zatímco stavba na místě-vyžaduje vytvrzování při normální teplotě a nízkou citlivost na teplotu a vlhkost;

• Má vynikající možnosti pokrytí okrajů a rohů, čímž se vyhýbá slabým místům povlaku na koncích trubek, svarech a speciálních{0}} tvarovkách trubek;

• Přilnavost mezi vrstvami mezi základním nátěrem, mezinátěrem a vrchním nátěrem je dobrá, bez problémů s kousáním základního nátěru nebo odlupováním mezivrstvy.

5. Bezpečnost a vliv na životní prostředí

• Povrchová úprava potrubí pitné vody musí odpovídat normám pro materiály pro styk s potravinami a během doby jejich provozu by se neměly uvolňovat žádné toxické nebo škodlivé látky;

• Omezte používání nátěrů s vysokým obsahem -VOC a karcinogenních-nátěrů (jako jsou tradiční nátěry s uhelným dehtem) a preferujte systémy na bázi vody-bez obsahu rozpouštědel a s vysokým-pevným obsahem-;

• Povlak podzemního potrubí musí mít vysoký odpor, aby se snížila ztráta proudu katodové ochrany a zlepšila se účinnost ochrany.

• 

   

Na základě typu nátěrového materiálu a konstrukční metody lze hlavní antikorozní nátěry ocelových trubek-rozdělit do šesti hlavních kategorií, z nichž každá je vhodná pro různé scénáře služeb a požadavky na náklady:

1. Antikorozní-nátěr typu tekutého nátěru
Metodou nanášení štětcem, stříkáním nebo nanášením válečkem jej lze vytvrzovat při pokojové teplotě nebo při nízkých teplotách, což je vhodné pro -stavbu na místě a-výrobu v malých sériích a je nejtradičnější formou antikorozní ochrany. -

(1) Epoxidový antikorozní-nátěr
Je založen na epoxidové pryskyřici a dělí se na typy epoxidových pryskyřic na -rozpouštědlové bázi, -rozpouštědlových-založených a na vodní- bázi.

• Základní vlastnosti:
• Vynikající přilnavost, vynikající chemická odolnost proti korozi, voděodolnost a alkalická odolnost; nevýhodou je špatná odolnost vůči povětrnostním vlivům, náchylný k pudrování ve venkovním prostředí, většinou se používá jako základní nebo zapuštěné/vodotěsné nátěry.

• Rozdělené kategorie:

1. Epoxidový zinek-základní nátěr bohatý na zinek: Obsahuje velké množství zinkového prášku, který má jak bariérovou ochranu, tak katodickou ochranu, se silnou odolností proti solné mlze, což je preferovaný základní nátěr pro atmosférická a podzemní potrubí;
2. Epoxidový černouhelný asfaltový nátěr:Epoxidová pryskyřice + uhelný dehtový asfalt, odolný proti korozi půdy a vynikající odolnost proti vodě, nízká cena, kdysi široce používán v zásobování vodou a odvodňování v zemi, plynovodech; z důvodu přítomnosti karcinogenních polycyklických aromatických uhlovodíků bylo jeho používání postupně omezeno;
3. Bez-rozpouštědlový epoxidový nátěr: 100% obsah pevných látek, nulové VOC, lze najednou -nanést silný povlak, hustý povlak bez dírek, vhodný pro antikorozní-korozi vnitřních a vnějších stěn ocelových trubek, zvláště vhodný pro potrubí pro přepravu pitné vody a chemických médií.

(2) Polyuretanový antikorozní-nátěr
Dělí se na dva typy: alifatické a aromatické. Hlavním filmotvorným-materiálem je polyuretanová pryskyřice.

• Klíčové vlastnosti:Dobrá flexibilita, -odolné proti opotřebení, vodě-odolné, kyselinám a zásadám, korozi-; Alifatický polyuretan má vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům a lze jej přímo použít jako vrchní nátěr na venkovní povrchy potrubí. Přilnavost je mírně horší než u epoxidu a odolnost vůči silným rozpouštědlům je průměrná.
• Scénáře aplikací:Vrchní nátěr na horní potrubí, chemická potrubí, potrubí v prostředí s nízkými-teplotami pro ochranu-koroze.

(3) Antikorozní-vrstva skla
Přidejte tenké skleněné vločky do epoxidové pryskyřice nebo vinylesterové pryskyřice.

• Klíčové vlastnosti:Skleněné vločky jsou v povlaku naskládány paralelně a vytvářejí „efekt bludiště“, který výrazně zlepšuje anti{0}}permeační výkon ve srovnání s běžným epoxidem a má vynikající odolnost vůči silným kyselinám, silným zásadám a korozivním médiím; nevýhodou je, že povlak je křehký a jeho odolnost proti nárazu a ohybu je průměrná.
• Scénáře aplikací:Potrubí pro chemické odpadní vody, odsiřovací potrubí, přepravní potrubí mořské vody atd. v prostředí se silnou korozí.

2. Fusion-epoxidový práškový nátěr (FBE)

Patří do systému práškového lakování a je základní technologií pro ochranu proti korozi průmyslových potrubí.

• Stavební proces: Poté, co je ocelová trubka podrobena otryskání pro odstranění rzi, je předehřátá na 180-220 stupňů. Epoxidový prášek se rovnoměrně nanáší elektrostatickým nástřikem a zbytkové teplo ocelové trubky roztaví a vyrovná povlak, poté ztuhne do filmu.

• Klíčové vlastnosti:

1. Extrémně silná přilnavost. Pevnost v odlupování je obvykle větší nebo rovna 10 MPa. Má vynikající odolnost proti katodickému odizolování a vynikající kompatibilitu s katodickou ochranou;
2. Povlak je stejnoměrný a hustý, s velmi nízkou mírou dírek.Má vynikající odolnost vůči půdě, vodě a chemické korozi;
3. Bez rozpouštědel-a šetrné k životnímu prostředí.Rozsah provozních teplot je široký (běžný typ: -30-100 stupňů, vysokoteplotní typ: až 150 stupňů);
4. Dobré krytí na hranách a rozích a tloušťka povlaku ve svarech je rovnoměrná.

• Omezení: Nízká odolnost proti nárazu a opotřebení, není odolný vůči ultrafialovým paprskům a nelze jej přímo použít v prostředí nad hlavou.

• Aplikacescénáře:Dálkové ropovody a plynové-potruby, ocelové trubky pro obecní vodovod a kanalizaci, chemická potrubí a je také základní podkladovou vrstvou povlaků 3PE/3PP.

3. Polyolefinové-antikorozní-nátěry (2PE/3PE, 2PP/3PP)
Polyolefinový materiál je potažen na povrch ocelové trubky vytlačovacím procesem, což je v současnosti hlavní antikorozní řešení pro zakopané dlouhé-potrubí. Mezi nimi je nejpoužívanější tří-vrstvá struktura.

(1) Tří-vrstvý polyetylenový povlak (3PE)

• Struktura tří{0}}vrstev (zevnitř ven):Vnitřní vrstva: tavený epoxidový prášek (zajišťující přilnavost a odolnost proti korozi) + Střední vrstva: kopolymerní lepidlo (dosahující mezivrstvového spojení) + Vnější vrstva: vysokohustotní polyethylen (HDPE) (poskytuje mechanickou pevnost, odolnost proti opotřebení, izolační výkon).

• Základní vlastnosti:Nejvyváženější antikorozní-systém v zemi, kombinující vysokou přilnavost epoxidu, odolnost proti katodickému odizolování a vysokou mechanickou pevnost, vysokou izolaci a odolnost proti vodě a opotřebení polyetylenu; Konstrukční životnost může dosáhnout 30-50 let, vynikající odolnost vůči namáhání půdy, nárazu a opotřebení, nízká rychlost katodického odizolování;
•  
• Omezení:Vysoké investice do stavební výrobní linky, velká obtížnost opravy spojů na místě-; Teplota dlouhodobého-používání Menší nebo rovna 80 stupňům, není odolný vůči ultrafialovým paprskům.
• Scénáře aplikací:Dálkové-potrubí pro přepravu ropy a plynu, obecní zásobování vodou a kanalizace v zemi, plynovody, které jsou v Číně preferovanou antikorozní formou pro ocelové trubky uložené v zemi.

(2) Tří-vrstvý polypropylenový povlak (3PP)

Struktura je stejná jako 3PE, ale vnější vrstva je nahrazena polypropylenem.

• Vlastnosti: Teplotní odolnost je lepší než 3PE a dlouhodobá-provozní teplota může dosáhnout 110 stupňů . Má vyšší tuhost a odolnost proti opotřebení; houževnatost při nízkých-teplotách je špatná a je náchylná k praskání při -5 stupních nebo méně, takže není vhodná do chladných oblastí.
• Scénáře aplikací: Vysokoteplotní ropovody a ropovody pro horkou vodu-.

4. Antikorozní-nátěr na bázi kovu
Používá kovový povlak jako antikorozní-vrstvu a má dvojí funkci bariérové ​​ochrany a katodové ochrany s obětní anodou.

(1) Povrchová úprava žárovým-zinkováním

• Proces: Po kyselém omytí ocelové trubky a následném ošetření-nátěrem je trubka ponořena do roztaveného zinku při teplotě přibližně 450 stupňů, přičemž se na povrchu vytvoří vrstva slitiny zinku{2}}železa a vrstva čistého zinku.
• Základní vlastnost: Duální ochranný mechanismus, hustá zinková vrstva poskytuje bariérovou ochranu a potenciál zinkové elektrody je nižší než u železa, což umožňuje chránit poškozenou oblast obětní anodou; proces je vyzrálý, náklady jsou mírné a životnost ve venkovním atmosférickém prostředí může dosáhnout 10 až 20 let.
• Omezení: Nerovnoměrná tloušťka povlaku, tenčí ve svarech; špatná odolnost vůči korozi vůči kyselinám, zásadám a půdě s vysokým{0}}solem; obtížné ponořit-ocelové trubky velkého průměru.
• Scénáře aplikací: Městské vodovodní potrubí malého{0}}průměru, protipožární potrubí, elektrické vedení, potrubí skleníků atd. Je to nejběžněji používaná antikorozní metoda pro ocelové trubky malého-průměru v civilních a komunálních aplikacích.

(2) Tepelně stříkaný zinko/hliníkový povlak

• Proces:Zinkové nebo hliníkové dráty se taví a atomizují pomocí obloukového stříkání nebo stříkání plamenem a poté se nastříkají na povrch ocelové trubky za účelem vytvoření kovového povlaku. Povrch je vyplněn pečetním nátěrem pro vyplnění pórů.
• Základní vlastnosti:Dlouhotrvající-efekt katodické ochrany, vynikající odolnost proti atmosférické a mořské korozi, s životností až 20 let; lze postavit na místě-, vhodné pro potrubí velkého-průměru, nepravidelného{4}}tvaru a projekty oprav.
• Omezení:Povlak má vysokou poréznost a musí být doplněn těsnící barvou; konstrukční efektivita je nízká a náklady jsou vyšší než u žárového zinkování-.
• Scénáře aplikací:Křížová-potrubí, pobřežní venkovní velká potrubí a ocelová potrubí na ochranu vody.

5. Vysoce-výkonný speciální antikorozní-nátěr

(1) Nástřik z polyuretanového elastomeru

• Proces:Tyto dva-složkové materiály jsou smíchány ve speciálním zařízení a poté rychle reagují a vytvrzují, přičemž během několika sekund vytvoří film.
• Klíčové vlastnosti:Rychlost vytvrzování je extrémně vysoká, bez prohýbání při vertikální a vrchní povrchové konstrukci a může být nanášena v tloušťce v jedné vrstvě; má vynikající pružnost, vynikající odolnost proti nárazu, odolnost proti opotřebení a odolnost proti prasklinám; je odolný vůči vodě, kyselinám a zásadám, solné mlze a má nízkou citlivost na vlhkost během výstavby.
• Omezení:Náklady na materiál a vybavení jsou vysoké a požadavky na základní povrchovou úpravu jsou extrémně vysoké a kontrola adheze je obtížná.
• Scénáře aplikací:Antikorozní-pro kanalizační potrubí, chemická potrubí, speciální-tvarovky potrubí a-opravy antikorozních vrstev potrubí na místě.

(2) Keramický povlak-odolný proti-korozi

Povlak je vyroben z epoxidové pryskyřice jako základního materiálu a obsahuje keramické mikrokuličky, karbid křemíku a další tvrdá plniva. Má vysokou tvrdost a vynikající odolnost proti opotřebení a antikorozní-vlastnosti. Používá se hlavně pro antikorozní-korozi vnitřních stěn potrubí přepravujících média obsahující pevné částice, jako je bláto, minerální kaly a uhelný prášek.

6. Speciální povlak pro vnitřní antikorozní-korozi ocelových trubek

Aby byly splněny požadavky na vnitřní korozi média a snížení odporu vzduchu, kromě epoxidu -bez rozpouštědel a polymočoviny existují dvě hlavní metody vnitřní antikorozní ochrany:-

• Podšívka z cementové malty:Potažený na vnitřní stěně ocelové trubky odstředivým procesem má extrémně nízkou cenu, je šetrný k životnímu prostředí a hygienický, odolný vůči korozi vodou a může chránit kvalitu vody. Je to běžná vnitřní antikorozní metoda pro vodovodní a drenážní potrubí velkých-průměrů; jeho nevýhodou je však vysoká křehkost, špatná rázová houževnatost a snadné praskání.
• Podšívka z potravinářské-epoxidové pryskyřice:Splňuje hygienické normy pro pitnou vodu, s hladkou vnitřní stěnou, nízkým odporem a menším usazováním vodního kamene. Kombinuje antikorozní-odpor a snížení odporu a používá se pro obecní vodovody a přímé rozvody pitné vody.

7. Základní principy výběru
Výběr antikorozních povlaků pro ocelové trubky by měl být založen na komplexním zvážení provozního prostředí (zakopané/nadzemní/vodou nesené/korozní stupeň), provozních parametrů (teplota, tlak, médium), stavebních podmínek a celkových nákladů životního cyklu.

Obecně se řídí logikou kompozitního návrhu „zajištění adheze a odolnosti proti korozi ve spodní vrstvě a zajištění mechanické pevnosti a tolerance vůči vlivům prostředí na vnější vrstvě“.