Les canonades d'acer utilitzades per a entorns subterranis, submergits i altres entorns exigents estan exposades a la humitat, el sòl, els productes químics, les sals, l'impacte mecànic i altres factors que poden accelerar la corrosió. Sense una protecció externa adequada, la corrosió pot reduir gradualment el gruix de la paret de la canonada i, finalment, afectar la seva integritat estructural i vida útil.
Materials anticorrosió per a canonades d'acer 3LPEproporcionar un sistema de protecció extern multi-dissenyat per afrontar aquests reptes. 3LPE significaPolietilè de tres-capes, i el sistema de recobriment combina tres materials diferents: Fusion Bonded Epoxy (FBE), una capa adhesiva i una capa exterior de polietilè. Cada capa realitza una funció diferent, mentre que les tres capes treballen juntes com un sistema de protecció. La norma ISO 21809-1 especifica els requisits per als recobriments de polietilè i polipropilè de tres-capes aplicats en planta per a canonades d'acer sense soldadura i sense soldadura enterrades o submergides utilitzades en sistemes de transport de petroli i gas natural.
Què és el recobriment 3LPE?
3LPE és un sistema de recobriment extern de tres-capes aplicat a la superfície de canonades d'acer. La primera capa és Fusion Bonded Epoxy, la segona és un adhesiu polimèric i la tercera és polietilè.
L'estructura bàsica és:
Tub d'acer → FBE → Adhesiu → PE
La combinació és important perquè cap capa única ha de proporcionar tot tipus de protecció. El FBE proporciona una forta adherència i resistència a la corrosió, l'adhesiu crea una unió fiable entre el FBE i el PE, i la capa exterior de PE proporciona protecció mecànica i una barrera contra la humitat.
|
Capa |
Material |
Funció principal |
|
Primera capa |
Epoxi fusionat per fusió |
Protecció contra la corrosió i adherència |
|
Segona capa |
Adhesiu |
Bons FBE i PE |
|
Tercera capa |
Polietilè |
Protecció mecànica i ambiental |
Per què és important el 3LPE per a canonades d'acer?
Les canonades d'acer instal·lades sota terra o sota l'aigua no es poden inspeccionar i reparar fàcilment un cop estiguin en servei. La humitat del sòl, les aigües subterrànies, les sals dissoltes i altres condicions ambientals poden atacar contínuament les superfícies d'acer exposades.
Un dissenyat correctamentRecobriment 3LPE for Steel Pipes crea una barrera física entre l'acer i el seu entorn. El sistema també proporciona protecció mecànica contra els danys que es poden produir durant el transport, la manipulació, la instal·lació, l'ompliment i el funcionament.
Aquesta combinació de protecció contra la corrosió i resistència mecànica fa que 3LPE sigui especialment útil per a aplicacions de canonades exigents.
Primera capa: epoxi fusionat
La primera capa és Fusion Bonded Epoxy, comunament coneguda com FBE. S'aplica directament a la superfície d'acer preparada i serveix com a capa principal de protecció contra la corrosió-.
FBE és important perquè proporciona una forta adhesió a l'acer i forma un recobriment protector continu. També contribueix a la resistència contra el desenganxament catòdic quan el sistema de recobriment està dissenyat i aplicat correctament.
La qualitat de la superfície d'acer abans de l'aplicació de FBE és extremadament important. La preparació de la superfície, la neteja, les condicions d'escalfament, l'aplicació de pols i el curat afecten el rendiment final del recobriment.
Segona capa: adhesiu
La segona capa és un adhesiu polimèric, sovint basat en una poliolefina funcionalitzada. El seu objectiu principal és crear una connexió forta entre la imprimació FBE i la capa exterior de polietilè.
L'FBE i el polietilè tenen característiques físiques i químiques diferents, de manera que col·locar PE directament sobre l'epoxi no proporcionarà el mateix rendiment d'unió entre capes-. L'adhesiu actua com a pont entre els dos materials.
Una capa adhesiva contínua i correctament aplicada ajuda a mantenir la integritat del sistema complet de tres-capes.
Tercera capa: Polietilè
La capa exterior és de polietilè, que proporciona gran part de la protecció mecànica del sistema de recobriment. Ajuda a protegir les capes subjacents de l'impacte, l'abrasió, la humitat i l'exposició ambiental externa.
Durant el transport i la instal·lació de canonades, el recobriment pot trobar equips d'elevació, contacte amb altres canonades, terra, pedres i esforços de manipulació. La capa de PE proporciona una barrera externa resistent que ajuda a protegir les capes interiors més sensibles a la corrosió-.
Aquest és un motiuRecobriment de polietilè de tres-capesés especialment útil per a canonades enterrades.
Com funcionen les tres capes juntes
El principal avantatge de 3LPE prové de la combinació de les tres capes en lloc de qualsevol material individual.
El FBE és responsable principalment d'unir-se a l'acer i proporcionar protecció contra la corrosió. L'adhesiu proporciona la connexió entre l'epoxi i el polietilè. La capa de PE proporciona protecció mecànica i resistència a la humitat i l'exposició ambiental.
|
Requisit de protecció |
Capa de contribució principal |
|
Adhesió d'acer |
FBE |
|
Protecció primària contra la corrosió |
FBE |
|
Enllaç entre-capes |
Adhesiu |
|
Protecció mecànica |
PE |
|
Barrera d'humitat |
PE |
|
Resistència a l'abrasió |
PE |
|
Integritat global del recobriment |
Les tres capes |
Aquest enfocament en capes crea un sistema de protecció més complet que confiar en un sol material de recobriment.
Importància de la preparació de la superfície d'acer
Abans d'aplicar elSistema 3LPE, la superfície d'acer s'ha de preparar adequadament. La preparació de la superfície és una de les etapes més importants perquè els contaminants, l'òxid, l'oli, la humitat, l'escala del molí o altres problemes de superfície poden reduir l'adhesió del recobriment.
La superfície de la canonada es neteja normalment i es neteja amb abrasiu segons l'especificació de recobriment aplicable. Després de la preparació, s'ha de comprovar l'estat de la superfície abans de començar el recobriment.
Una mala preparació de la superfície pot perjudicar el rendiment fins i tot dels materials de recobriment{0}}d'alta qualitat. Per tant, la qualitat del recobriment comença amb l'estat de l'acer nu.
Importància de la calefacció per canonades
El procés d'aplicació requereix temperatures controlades per als diferents materials de recobriment. En particular, la canonada d'acer ha d'assolir la temperatura adequada per a l'aplicació FBE.
El control de la temperatura afecta la fusió, curat, unió i propietats finals del recobriment. Un escalfament excessiu o insuficient pot provocar defectes del recobriment o una mala adherència.
Per aquest motiu, el control de la temperatura s'ha d'integrar a la línia de producció de recobriments i mantenir-se dins dels requisits establerts per l'especificació de recobriment aplicable i el fabricant del material.
Procés d'aplicació de materials 3LPE
El procés general de recobriment es pot resumir en:
Preparació de la superfície → Calefacció → Aplicació FBE → Aplicació adhesiva → Aplicació PE → Refrigeració → Inspecció
Els paràmetres exactes del procés depenen del sistema de recobriment, les dimensions de la canonada, les especificacions del material i els estàndards aplicables.
Durant la producció contínua, la línia de recobriment ha de mantenir temperatures constants, alimentació de material, condicions d'extrusió i velocitat de línia per aconseguir un rendiment uniforme de recobriment.
Aplicació i extrusió de PE
La capa exterior de polietilè s'aplica normalment mitjançant un procés d'extrusió. El PE fos es posa en contacte amb la capa adhesiva i es forma al voltant de la superfície de la canonada.
És important un gruix uniforme i una unió adequada. El procés d'extrusió s'ha de controlar segons el material de PE seleccionat i les especificacions de recobriment.
Les males condicions d'extrusió poden provocar un gruix desigual, defectes superficials, unió incompleta o altres problemes que poden reduir el rendiment protector del recobriment acabat.
Gruix típic del recobriment
El gruix del recobriment depèn del diàmetre de la canonada, la classe de recobriment, els requisits del projecte i les normes aplicables. No s'ha de suposar que un gruix és adequat per a cada tub.
Els sistemes comercials 3LPE utilitzen habitualment una imprimació FBE, una capa adhesiva relativament prima i una capa exterior de PE significativament més gruixuda. Algunes especificacions del producte enumeren els gruixos generals de recobriment basats en PE-en intervals d'entre 1,8 i 4,0 mm, però els requisits reals sempre s'han de determinar a partir de l'especificació i la norma del projecte aplicables.
|
Component de recobriment |
Funció General |
|
FBE |
Barrera primària contra la corrosió |
|
Adhesiu |
Enllaç entre-capes |
|
PE |
Capa exterior protectora |
|
Recobriment total |
Protecció mecànica i ambiental combinada |
Opcions de color
Sistemes de recobriment 3LPEes pot subministrar en diferents colors segons els requisits del projecte. Les opcions habituals inclouen el gris, el verd, el blanc i el negre.
El color generalment serveix per a la identificació, l'aspecte o els requisits específics del projecte-en lloc de substituir la funció protectora de les capes de recobriment.
|
Color |
Aplicació possible |
|
Gris |
Aplicacions industrials generals |
|
Verd |
Identificació de la canonada |
|
Blanc |
Requisits específics del projecte |
|
Negre |
Aplicació PE externa comuna |
El color real s'ha d'especificar segons els requisits del client.
Aplicacions dels materials anticorrosió de canonades d'acer 3LPE
Sistemes 3LPEs'associen principalment a la protecció externa de canonades d'acer enterrades o submergides. Es poden aplicar a canonades d'acer soldades i sense soldadura utilitzades en sistemes de transport de canonades.
Les aplicacions típiques inclouen:
- Oleoductes de transmissió de petroli
- Conductes de gas natural
- Conduccions de transmissió d'aigua
- Conduccions subterrànies de serveis públics
- Seccions de canonades submergides
- Transport de fluids industrials
- Projectes d'infraestructures
- Conduccions instal·lades en entorns de sòls agressius
El sistema de recobriment adequat sempre s'ha de seleccionar segons l'entorn operatiu real.
3LPE per a canonades d'acer subterrànies
Les canonades subterrànies estan exposades a l'estrès del sòl, aigües subterrànies, humitat, sals, microorganismes i altres factors ambientals. També poden experimentar tensions mecàniques durant el transport, la baixada, l'ompliment i el moviment del terra.
La capa exterior de PE proporciona protecció mecànica, mentre que les capes FBE i adhesives protegeixen l'acer i mantenen la integritat del sistema de recobriment.
Això fa que 3LPE sigui una opció forta per a molts projectes de canonades subterrànies.
3LPE per a canonades submarines i submergides
Les canonades submergides poden experimentar una exposició contínua a aigua, sals, forces mecàniques i altres condicions ambientals. La integritat del recobriment esdevé especialment important perquè l'accés per al manteniment pot ser difícil.
Un sistema de tres-capes pot oferir una combinació de resistència a la corrosió, adhesió, protecció mecànica i resistència a la humitat.
Tanmateix, les aplicacions submarines poden tenir requisits específics{0}}del projecte addicionals. Per tant, el disseny del recobriment s'ha de seleccionar segons la profunditat de l'aigua, la temperatura, el mètode d'instal·lació, les càrregues mecàniques i els estàndards aplicables.
Avantatges del recobriment 3LPE
La combinació de FBE, adhesiu i PE ofereix diversos avantatges importants.
Forta adhesió
La capa FBE crea un fort enllaç amb la superfície d'acer preparada, mentre que l'adhesiu crea la connexió entre el FBE i el PE.
Resistència a la corrosió
La capa FBE forma una barrera important entre l'acer i l'entorn corrosiu.
Protecció mecànica
La capa exterior de PE proporciona resistència a l'impacte i a l'abrasió durant la manipulació i la instal·lació.
Resistència a la humitat
El polietilè té una baixa absorció d'aigua i proporciona una barrera d'humitat externa eficaç.
Protecció a llarg-pipeline
La combinació de diferents funcions de protecció ajuda al sistema de recobriment a suportar entorns subterranis i submergits exigents quan es dissenya i s'aplica correctament.
3LPE i protecció catòdica
Recobriment 3LPEs'utilitza generalment com a part d'una estratègia més àmplia de control de la corrosió-conductes. La norma ISO 21809-1 assenyala que les canonades recobertes segons la norma es consideren adequades per a una protecció addicional mitjançant protecció catòdica.
Això significa que el recobriment i la protecció catòdica poden treballar junts. El recobriment proporciona la barrera física principal, mentre que la protecció catòdica pot proporcionar una protecció addicional per al control de la corrosió-a les zones on l'acer pot quedar exposat.
Per tant, l'estratègia completa de-control de la corrosió hauria de tenir en compte tant el rendiment del recobriment com el sistema de protecció catòdica de la canonada.
Control de qualitat durant el recobriment 3LPE
El control de qualitat s'ha de dur a terme durant tot el procés de recobriment i no només després de la producció.
Les àrees d'inspecció importants inclouen:
|
Inspecció |
Propòsit |
|
Preparació de la superfície |
Assegureu-vos que l'adhesió FBE sigui adequada |
|
Temperatura de l'acer |
Mantenir les condicions d'aplicació correctes |
|
Gruix FBE |
Comproveu la cobertura de la imprimació |
|
Capa adhesiva |
Comprovar la continuïtat i l'enllaç |
|
Gruix PE |
Confirmeu la protecció necessària |
|
Aspecte de recobriment |
Identificar defectes visibles |
|
Adhesió |
Avaluar el rendiment de l'enllaç |
|
Detecció de vacances |
Identificar les discontinuïtats del recobriment |
|
Prova d'impacte |
Avaluar la resistència mecànica |
Les proves exactes i els criteris d'acceptació s'han de determinar per la norma aplicable i l'especificació del projecte.
Problemes comuns en el recobriment 3LPE
Diversos defectes poden reduir el rendiment d'un sistema de recobriment de tres-capes.
Una mala preparació de la superfície pot provocar una adhesió feble entre el FBE i l'acer. L'escalfament incorrecte pot afectar el curat de FBE o la unió entre capes-. Els problemes amb l'aplicació d'adhesius poden crear una separació entre FBE i PE, mentre que l'extrusió de PE inadequada pot provocar un gruix desigual o defectes superficials.
Els problemes comuns inclouen:
- Poca adherència FBE
- Gruix de recobriment desigual
- Cobertura adhesiva incompleta
- delaminació PE
- Danys a la superfície
- Forats o discontinuïtats
- Deformació excessiva del recobriment
- Danys mecànics durant la manipulació
Un control acurat del procés pot ajudar a reduir aquests problemes.
Importància de la detecció de vacances
Un dia de festa és una discontinuïtat o un petit defecte en un recobriment protector d'una altra manera continu. Aquests defectes poden exposar l'acer subjacent al medi ambient.
Per tant, la detecció de vacances és un pas important de-control de qualitat per a molts sistemes de recobriment de canonades. La tensió de prova adequada i el procediment d'inspecció depenen del sistema de recobriment i de l'especificació aplicable.
Qualsevol defecte detectat s'ha de reparar adequadament abans d'alliberar la canonada per a la instal·lació.
Manipulació i transport de canonades recobertes
El recobriment s'ha de protegir no només durant l'aplicació, sinó també durant el transport i la instal·lació.
Les canonades d'acer pesades poden danyar els seus recobriments si es col·loquen directament sobre superfícies inadequades o es manipulen amb un equip d'elevació inadequat. Els suports protectors, les fones adequades i els procediments de manipulació controlats poden reduir el risc de danys al recobriment.
L'estat del recobriment s'ha de comprovar després del transport i abans de la instal·lació.
Importància de l'emmagatzematge adequat
Les canonades recobertes s'han d'emmagatzemar de manera que eviti danys innecessaris al recobriment. Les canonades s'han de recolzar i separar adequadament quan sigui necessari.
L'exposició a llarg termini-a condicions ambientals inadequades també pot afectar els materials en funció del disseny del recobriment i del grau de PE. Per tant, els procediments d'emmagatzematge haurien de seguir els requisits del projecte i les recomanacions del fabricant del recobriment.
Escollir els materials 3LPE adequats
SeleccionantMaterials anticorrosió de canonades d'acerrequereix més que triar FBE, adhesiu i PE individualment. Els tres materials han de ser compatibles i adequats a les condicions de servei previstes.
Els factors importants inclouen:
- Qualitat d'acer de canonada
- Diàmetre del tub
- Gruix de paret
- Temperatura de funcionament
- Condicions del sòl
- Exposició a l'aigua
- Mètode d'instal·lació
- Gruix de recobriment requerit
- Requisits de protecció mecànica
- Normes aplicables
- Entorn de servei esperat
El sistema de recobriment ha d'estar qualificat per a l'aplicació prevista abans de la producció completa.
Normes aplicables
La norma ISO 21809-1:2018 és una important norma internacional que cobreix la planta-aplicat recobriments externs de polietilè i polipropilè de tres-capes per a canonades d'acer sense soldadura i sense soldadura enterrades o submergides utilitzades en sistemes de transport de gasoductes de petroli i gas natural.
També es poden especificar altres estàndards segons el projecte, el país, el servei de canonades i els requisits del client. L'especificació actual del projecte sempre ha de determinar quin estàndard i edició s'aplica.
Conclusió
Materials anticorrosió per a canonades d'acer 3LPEproporcionen un enfocament multi-capes per protegir les canonades d'acer contra la corrosió i els danys mecànics. El sistema combina tres materials complementaris: FBE com a primera capa, adhesiu com a segona capa i polietilè com a tercera capa.
La capa FBE proporciona una forta adherència i una important barrera contra la corrosió. L'adhesiu connecta les capes d'epoxi i polietilè, mentre que la capa exterior de PE proporciona protecció mecànica i resistència a la humitat i l'abrasió. En conjunt, aquestes capes creen un sistema de protecció extern durador per a moltes aplicacions de canonades enterrades i submergides.
Tanmateix, per a un rendiment exitós, la qualitat del material per si sola no és suficient. La preparació adequada de la superfície d'acer, el control de la temperatura, l'aplicació de recobriment, el control del gruix, la unió entre capes, la inspecció, la detecció de vacances, la manipulació i l'emmagatzematge són importants.
Quan el correcteRecobriment 3LPE per a canonades d'acer es selecciona i s'aplica d'acord amb els requisits del projecte aplicables, pot proporcionar una protecció fiable a llarg termini-i ajudar a reduir els problemes de manteniment i integritat de la canonada-relacionats amb la corrosió.
