تقنية مقاومة-التآكل لأنابيب الصلب غير الملحومة: الطلاءات والبطانات والحماية الكاثودية

لماذا تحتاج الأنابيب غير الملحومة إلى الحماية؟

لا تحتوي الأنابيب الفولاذية غير الملحومة على وصلة لحام لتكون بمثابة موقع تآكل تفضيلي، لكن الفولاذ نفسه لا يزال يتآكل. تواجه خطوط الأنابيب المدفونة كيمياء التربة، والمياه الجوفية، والتيار الشارد، والنشاط البكتيري؛ فوق-الخطوط الأرضية تواجه الرطوبة الجوية والأملاح والتلوث الصناعي؛ ويواجه الجزء الداخلي من الأنبوب كل ما يحتويه السائل المنقول، من الماء المؤكسج إلى الهيدروكربونات الرطبة التي تحمل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين.

يقلل التآكل من سماكة الجدار، ويخلق حفرًا تصبح مواقع لبدء الشقوق، ويؤدي في النهاية إلى حدوث تسربات. نظرًا لأن استبدال الخط المدفون أكثر تكلفة بكثير من الحماية، فقد تم تصميم تقنية مكافحة التآكل-كنظام وليس كمنتج واحد: حيث يوفر الطلاء أو البطانة الحاجز الأساسي، وتغطي الحماية الكاثودية عيوب الطلاء، وتتحكم المعالجة الكيميائية في البيئة داخل الأنبوب.

الطلاءات والبطانات الداخلية

يتم اختيار الحماية الداخلية وفقًا للوسيط المنقول. تعتبر بطانة الملاط الأسمنتي، المطبقة وفقًا لـ AWWA C205، الحل الثابت لأنابيب المياه ومياه الصرف الصحي؛ يعمل الملاط القلوي على تحييد المياه العدوانية ويشكل طبقة واقية على السطح الفولاذي، ويتم تطبيقه عن طريق الدوران بالطرد المركزي لإعطاء سمك متساوي. يتم استخدام بطانات الإيبوكسي والإيبوكسي المرتبط بالانصهار الداخلي- عندما تكون كفاءة التدفق أو مقاومة الهيدروكربونات أو مقاومة مياه العمليات الحمضية الخفيفة مطلوبة، ويتم تحديدها بشكل متكرر لأنابيب الحريق وخطوط المياه الصالحة للشرب وخطوط حقن مياه حقول النفط.

بالنسبة للأنابيب التي تحمل سوائل حقول النفط، تقلل الطلاءات الداخلية من التآكل وترسب البارافين أو الترسبات الكلسية، مما يقلل من تكرار عملية التقطيع ويحسن التدفق. عندما يتم تحديد الطلاء الداخلي، عادة ما يتم ترك نهايات الأنابيب عارية أو مغطاة بمادة تمهيدية قابلة للحام بحيث يمكن إجراء اللحامات الميدانية دون إتلاف البطانة.

أنظمة الطلاء الخارجي

الحماية الكاثودية

الحماية الكاثودية لا توقف التآكل؛ فهو يحركه بعيدًا عن الفولاذ. يتم تصنيع الأنبوب كاثود لخلية كهروكيميائية بحيث لا يحدث التفاعل الأنودي، وهو انحلال الحديد، على سطح الأنبوب. يتم استخدام طريقتين.

في الحماية القربانية أو الجلفانية، يتم توصيل الأنودات المصنوعة من معدن أقل نبلًا بالأنبوب ودفنها بجانبه. الأنودات تتآكل بشكل تفضيلي ويتم حماية الأنبوب. هذه الطريقة بسيطة ولا تحتاج إلى طاقة خارجية وتناسب الخطوط القصيرة وأغلفة الآبار والمناطق المزدحمة. في حماية التيار-المعجبة، يوفر مقوم المحول تيارًا مباشرًا من خلال قاعدة أرضية من الأنودات الخاملة، مما يسمح بإخراج تيار أعلى وأكثر قابلية للتحكم، مما يجعله الاختيار الطبيعي لخطوط النقل الطويلة وشبكات الأنابيب الكبيرة في المصانع. يتوافق تصميم أنظمة خطوط الأنابيب الأرضية- مع ISO 15589-1.

يعمل الطلاء ونظام الحماية الكاثودية معًا: يعمل الطلاء الحر-على إبقاء المتطلبات الحالية منخفضة، بينما يحمي تيار الحماية المناطق الصغيرة التي يتضرر فيها الطلاء أو حيث ينفصل أثناء التثبيت. ومن ثم فإن تلف الطلاء أثناء الردم له تأثير مباشر على تكلفة تشغيل النظام بأكمله، ولهذا السبب تعد المعالجة الدقيقة واستطلاعات ما بعد البناء-جزءًا من التصميم الوقائي.

مثبطات التآكل والمعالجة الكيميائية الداخلية

تتم إضافة مثبطات إلى السائل المنقول لتقليل معدل التآكل على السطح الداخلي للأنبوب. يتم امتصاص مثبطات تكوين الفيلم-، التي تعتمد عادةً على مركبات النيتروجين، على سطح الفولاذ وتشكل حاجزًا ضد الطور المائي. يتم استخدام المعالجة الدفعية للحماية المتقطعة، في حين يتم استخدام الحقن المستمر لإنتاج الآبار وخطوط المعالجة. في أنظمة المياه، تعمل أجهزة امتصاص الأكسجين والتحكم في درجة الحموضة على تقليل عدوانية الوسط، ويتم تطبيق المبيدات الحيوية حيثما توجد البكتيريا ويمكن أن تولد مواد أكالة بواسطة -المنتجات.

اختيار المانع هو قرار النظام. يجب تقييم الجرعة والتقسيم بين الزيت والماء واستقرار درجة الحرارة والتوافق مع العمليات النهائية، ويجب مراقبة المعالجة عن طريق التعرض للقسيمة أو عن طريق مسبار على الخط - بحيث يمكن التحقق من الحماية المتبقية بدلاً من افتراضها.

نقاط التطبيق والتفتيش والاختيار

يتم تحديد أداء الطلاء من خلال إعداد السطح. يعد السفع وفقًا للنظافة ودرجة المظهر المحددة في ISO 8501-1، وهو عادةً ما يكون تقريبًا- تشطيب معدني أبيض مع نمط تثبيت محدد، أمرًا ضروريًا لالتصاق FBE والأنظمة ثلاثية الطبقات، ويجب إزالة التلوث بالملح أو الزيت أو الغبار والتحقق منه قبل التطبيق. أثناء التطبيق، الضوابط المهمة هي درجة حرارة الفولاذ، جودة المسحوق أو البثق، والفترة الفاصلة بين التفجير والطلاء.

بعد التطبيق، يتم فحص الطلاء للتأكد من سماكته الجافة على فترات زمنية محددة، وللاستمرارية من خلال اكتشاف العطلات، وللالتصاق والمرونة ومقاومة التأثير على قطع اختبار التأهيل. يتم فحص طبقات لحام محيط الجسم بنفس الطريقة بعد أن يبرد اللحام، وعادةً ما يتم فحص خط الأنابيب المكتمل للتأكد من تحقيق إمكانات الحماية على طوله الكامل.

يجب أن يتوافق الاختيار مع درجة حرارة تشغيل الخط، والتربة أو الظروف الجوية، وطريقة التركيب، وعمر التصميم. عندما يمر خط عبر الصخور، يجب أن يكون نظام الطلاء مقاومًا للأضرار الميكانيكية؛ عندما يعمل البوليمر في درجة حرارة مرتفعة، يجب أن يحتفظ بوليمر الطبقة النهائية بخصائصه طوال عمر التصميم بالكامل وليس فقط في اختبار قصير الأمد-.

التعليمات

س: ما هو الطلاء الخارجي الأكثر شيوعًا في الأنابيب غير الملحومة المدفونة؟
يهيمن الانصهار-الإيبوكسي المرتبط بثلاثة-طبقات من البولي إيثيلين على الخدمة المدفونة. يتم اختيار FBE لخطوط الأنابيب التي تتطلب طبقة رقيقة جيدة-متماسكة وتكون الحماية الكاثودية مصممة بشكل جيد، في حين يتم تفضيل 3LPE حيث يجب أن يقاوم الطلاء أيضًا التلف الميكانيكي.

س: هل تعمل الحماية الكاثودية على الأنابيب غير المطلية؟
إنه يعمل ولكن بشكل غير فعال. إن التيار اللازم لحماية الفولاذ العاري كبير جدًا، لذلك يتم دائمًا دمج الحماية الكاثودية مع طلاء يحافظ على المساحة المكشوفة عند الحد الأدنى.

س: ما هو اختبار العطلة؟
اختبار الاستمرارية الذي يتم فيه تحريك كاشف الجهد العالي-فوق الطبقة النهائية لتحديد موقع الثقوب والبقع الرقيقة والأضرار الميكانيكية. إنه فحص قبول روتيني لـ FBE وثلاث طبقات -من الطبقات.

س: كيف تتم حماية الجزء الداخلي من أنبوب الماء؟
بواسطة بطانة ملاط ​​أسمنتي يتم تطبيقها وفقًا لـ AWWA C205، وغالبًا ما يتم دمجها مع طبقة ملاط ​​من الخارج لظروف التربة القاسية. يتم استخدام بطانات الإيبوكسي عندما تجعل جودة المياه أو متطلبات التدفق الملاط غير مناسب.

س: كم من الوقت يستمر طلاء خط الأنابيب؟
يعتمد عمر التصميم على النظام وإعداد السطح والتركيب وبيئة التشغيل. تم تحديد -FBE المطبق جيدًا والطلاءات الثلاثة-الطبقات على الفولاذ المُعد بشكل صحيح لعقود من الخدمة المدفونة، بشرط عدم تلف الطلاء أثناء التثبيت والحفاظ على الحماية الكاثودية.

س: هل يمكن لمثبطات التآكل أن تحل محل الطلاء الداخلي؟
في العديد من أنظمة الإنتاج والمعالجة تكون متكاملة. تتحكم المثبطات في التآكل في السائل، لكن فعاليتها تعتمد على الجرعة المستمرة، في حين يوفر الطلاء حاجزًا دائمًا ويقلل من طلب المثبط.