Terastorude korrosioonivastaste{0}}katete professionaalne ja põhjalik analüüs

Terastorusid kasutatakse laialdaselt sellistes põhivaldkondades nagu nafta- ja gaasitransport, munitsipaalveevarustus ja kanalisatsioon, keemiatehnika ja elektritootmine. Teeninduskeskkond hõlmab pinnast, atmosfääri, veekogusid ja tugevalt söövitavaid aineid. Elektrokeemiline korrosioon on torude perforatsiooni, lekke ja rikke peamine põhjus.

Korrosioonivastased katted kui peamised tehnilised vahendid terastorude korrosiooni eest kaitsmiseks määravad otseselt torujuhtme kasutusea, tööohutuse ja kogu elutsükli maksumuse. Järgnevalt esitatakse professionaalne analüüs kolmest dimensioonist: insenertehniline tähtsus, pinnakatetele esitatavad üldised nõuded, peamised pinnakatte tüübid ja omadused.

1. Katkestage korrosiooniahel ja summutage korrosioonireaktsioon selle allika juures

Süsinikterase korrosioon on peamiselt elektrokeemiline. See nõuab kolme elemendi: elektrolüüdi, hapniku ja anoodi{1}}katoodahela kombineeritud toimet. Korrosioonivastane kate loob pideva ja tiheda kaitsekile, mis isoleerib terasest substraadi veest, hapnikust, hapetest, alustest ja sooladest, blokeerides otseselt elektrokeemilise korrosiooni reaktsioonitee; tsink-, alumiinium- ja muud metallkatted võivad ka kaitseanoodi katoodkaitseefekti kaudu aktiivselt pidurdada põhimiku korrosiooni, isegi kui kattekiht on osaliselt kahjustatud, võib see takistada korrosiooni levikut.

2. Pikendage oluliselt kasutusiga ja vähendage kogukulusid

Tavaliste süsinikterasest torude korrosioonimäär ilma korrosioonivastase töötluseta võib looduslikus pinnases ulatuda 0.2 - 0.5 mm-ni aastas ning 3 - 5 aasta jooksul võivad tekkida perforatsioonid ja lekked. Kvalifitseeritud 3PE, fusioon-liimitud epoksüpulber jne. korrosioonivastased katted- võivad pikendada torude projekteerimisiga 30 - 50 aastani, vähendades oluliselt torujuhtme vahetamise, hoolduse ja seisakuid ning elutsükli kogukulusid saab vähendada rohkem kui 40%.

3. Tagada tööohutus ja vältida lekkeohtu

Korrosiooniperforatsioon võib põhjustada suuri ohutuse ja avaliku heaoluga seotud õnnetusi, nagu nafta- ja gaasiplahvatused, mürgiste keemiliste ainete lekkimine, veevarustuse katkemine ja keskkonnareostus.

Korrosioonivastased katted võivad märkimisväärselt vähendada korrosioonitõrgete tõenäosust ja on kõrgsurve, tule- ja plahvatusohtlike ning mürgiste ainete transporditorustike peamiseks ohutusbarjääriks-. Need on ka torujuhtmete projekteerimise kohustusliku aktsepteerimise põhinäitajad.

4. Optimeerige transpordi tõhusust ja vähendage energiatarbimist

Sisemine -korrosioonivastane kate võib märkimisväärselt vähendada toruseina karedust, vähendada vedeliku takistust ja kalduvust katlakivi tekkeks ning suurendada keskmise transpordi tõhusust. Näiteks võib epoksüvaikvoodriga veeülekandetorustik suurendada veeülekande efektiivsust 10% kuni 15% võrreldes tavalise tühja toruga. Pikaajaliste -pumpamiste energiasäästu eelised on märkimisväärsed.

5. Järgige tööstusharu eeskirju ja keskkonnakaitsenõudeid

Erinevates valdkondades, nagu nafta ja gaas, kommunaalteenused ja joogivesi, kehtivad kohustuslikud{0}}korrosioonivastased standardid (nt GB/T 23257, SY/T 0315, GB/T 17219 jne). Nõuetele vastav korrosioonivastane-kiht on projekti vastuvõtmise vajalik tingimus; joogiveetorustike korrosioonivastane-kate peab vastama ka toiduga kokkupuutumise ohutusnõuetele, et vältida kahjulike ainete leostumist ja keskkonna saastamist.

Võttes arvesse terastorude hooldus- ja konstruktsiooniomadusi, peavad korrosioonivastased katted-ja sellest tulenevad katted vastama järgmistele põhilistele toimivusnõuetele.

1. Põhiline kaitsevõime

• Vastupidavus keskmisele korrosioonilesisse: See peaks ühilduma vastava töökeskkonnaga. Pikaajalisel-kontaktil pinnase, magevee, merevee, hapete, leeliste, soolade ning õli- ja gaasikeskkonnaga ei tohiks esineda rikkeid, nagu vahunemine, koorumine või roostetamine.
• Vastupidavus katood eemaldamisele:Maetud torustike puhul kasutatakse katoodkaitset tavaliselt koos. Kattekiht peab taluma katoodvoolu mõju, et vältida katte koorumist ja mullitamist aluspinnalt. See on maetud torustike korrosioonikaitse peamine hindamisnäitaja.
• Läbitungimisvastane-jõudlus: Kattekiht peab olema madala poorsusega, et vältida väikeste molekulide, nagu vesi, hapnik ja kloriidioonid, läbitungimist ning vältida korrosioonikeskkonna tungimist läbi katte ja aluspinnaga kokkupuutumist.

2. Füüsikalised mehaanilised omadused

• Adhesioon: See on kõigi omaduste alus. Üldjuhul peaks koorimise adhesioon olema suurem kui 5 MPa või sellega võrdne ja sulatatud epoksüpulbervärviga -liimitud pulbervärv võib ulatuda üle 10 MPa; ebapiisava nakkumise korral koorub kattekiht lehtedena maha ja kaotab täielikult oma kaitsefunktsiooni.
• Löögikindlus ja kulumiskindlus: Sobib löögi ja hõõrdumise korral torujuhtme transportimisel, tagasitäitmisel ja paigaldamisel. Näiteks peaks 3PE katte löögitugevus olema suurem kui 10 J või sellega võrdne, et vältida katte kahjustamist ehitusperioodil.
• Paindlikkus ja painutuskindlus:Sobib terastorude painutamiseks. Kate võib deformeeruda koos aluspinnaga ilma pragunemise või koorumiseta ning tavaliselt ei vaja 1,5-3 kraadise painutamise korral pragusid.

3. Keskkonnaresistentsuse jõudlus

• Temperatuuritaluvus: Tavalist{0}}korrosioonivastast katet saab kasutada temperatuurivahemikus -30 kuni 80 kraadi. Kõrge temperatuuriga keskmise torujuhtmete jaoks tuleb valida temperatuurikindlad katted (nt kõrge temperatuuriga FBE, 3PP).
• Ilmastiku- ja vananemiskindlus:Õhutorustike puhul peavad need taluma atmosfääri vananemist, nagu ultraviolettkiirgus, temperatuurimuutused ja kokkupuude vihmaga. Kunstlik kiirendatud vananemiskatse peab kestma rohkem kui 1000 tundi või sellega võrdne ilma märkimisväärse pulbristumise või värvimuutuseta.
• Temperatuuri kõikumine ja külmumiskindlus{0}}sulamiskindlus:See sobib hooajaliste temperatuurierinevuste ja külmumis{0}}sulatustsüklite jaoks. Kattel ei tohiks olla probleeme, nagu pragunemine, koorumine või nakkuvuse kadu.

4. Ehitusprotsessi tulemuslikkus

• Ühildub tööstusliku konveieri konstruktsiooniga (elektrostaatiline pihustamine, ekstrusioonkatmine) või -kohapealse lappimise ja paranduskonstruktsiooniga (harjaga katmine, õhuvaba pihustamine);

• Koosteliini ehitamine nõuab kiiret kõvenemist, samas kui -kohapealne ehitamine nõuab normaalsel temperatuuril kõvenemist ning madalat tundlikkust temperatuuri ja niiskuse suhtes;

• Omab suurepäraseid servade ja nurkade katmise võimeid, vältides nõrkade kattekohtade tekkimist toruotstes, keevisõmblustes ja erikujulistes -toruliitmikestes;

• Krundi, vahekihi ja pealisvärvi vaheline nakkuvus on hea, ilma krundi hammustamise või vahekihi koorumiseta.

5. Ohutus ja keskkonnasäästlikkus

• Joogiveetorustike kate peab vastama toiduga kokkupuutuvate materjalide standarditele ning nende kasutusaja jooksul ei tohi eralduda mürgiseid ega kahjulikke aineid;

• Piirata kõrge -lenduvate orgaaniliste ühendite ja kantserogeenset-sisaldavate kattekihtide (nt traditsioonilised kivisöetõrva pigikatted) kasutamist ja eelistatavalt kasutada lahustivaba-, suure-tahkesisaldusega-veepõhiseid süsteeme;

• Maetud torujuhtmete kattekiht peab olema suure takistusega, et vähendada katoodkaitsevoolu kadu ja parandada kaitse tõhusust.

• 

   

Kattematerjali tüübi ja konstruktsioonimeetodi alusel võib terastorude peamised korrosioonivastased{0}katted liigitada kuue suurde kategooriasse, millest igaüks sobib erinevate teenindusstsenaariumide ja kulunõuetega.

1. Vedelkatte tüüpi korrosioonivastane-kate
Pintsli, pihustamise või rulliga katmise meetodite abil saab seda kõvendada toatemperatuuril või madalal temperatuuril, mis sobib kohapeal ehitamiseks ja väikestes partiides{1}}tootmiseks ning on kõige traditsioonilisem korrosioonivastane-vorm.

(1) Epoksiidkorrosioonivastane-kate
See põhineb epoksüvaigul ja jaguneb lahusti---, mitte-lahusti--- ja vee-põhisteks epoksütüüpideks.

• Põhifunktsioonid:
• Suurepärane adhesioon, suurepärane keemiline korrosioonikindlus, veekindlus ja leelisekindlus; Puuduseks on halb ilmastikukindlus, kalduvus väljas pulbristada, kasutatakse enamasti kruntvärvina või mattunud/veekindla pinnakattena.

• Jaotatud kategooriad:

1. Epoksiidtsingi-rikas krunt: Sisaldab suures koguses tsingipulbrit, millel on nii barjäärikaitse kui ka katoodkaitse funktsioonid, tugeva soolapihustuskindlusega, olles eelistatud krunt atmosfääri- ja maapinnaga torustike jaoks;
2. Epoksiidsöetõrva asfaltkate:Epoksiidvaik + kivisöetõrva asfalt, vastupidav pinnase korrosioonile ja suurepärane veekindlus, madal hind, kunagi laialdaselt kasutatav maetud veevarustuses ja drenaažis, gaasijuhtmetes; kantserogeensete polütsükliliste aromaatsete süsivesinike olemasolu tõttu on selle kasutamist järk-järgult piiratud;
3. Lahustivaba epoksükate: 100% tahkete ainete sisaldus, null VOC, saab korraga katta paksu-kattega, tihe kate ilma aukudeta, sobib terastorude sise- ja välisseinte korrosioonitõrjeks-, eriti sobilik joogivee ja keemilise keskkonna transporditorustike jaoks.

(2) Polüuretaanist korrosioonivastane{1}}kate
See on jagatud kahte tüüpi: alifaatne ja aromaatne. Peamine kilet{1}}moodustav materjal on polüuretaanvaik.

• Põhifunktsioonid:Hea painduvus, kulumiskindel, -kulumiskindel, vee-kindel, hapete ja leeliste korrosioonikindel-; Alifaatne polüuretaan on suurepärase ilmastikukindlusega ja seda saab otse kasutada välispinna torujuhtmete pealisvärvina. Adhesioon on veidi halvem kui epoksiidil ja vastupidavus tugevatele lahustitele on keskmine.
• Rakenduse stsenaariumid:Torujuhtme pealiskiht, kemikaalide torujuhtmed, torujuhtmed madalal{0}}temperatuurilises keskkonnas korrosioonivastaseks-.

(3) Klaashelveste korrosioonivastane-kate
Lisage epoksüvaigule või vinüülestervaigule õhukesed klaashelbed.

• Põhifunktsioonid:Klaashelbed on kattekihis paralleelselt virnastatud, et moodustada "labürindi efekt", mis parandab oluliselt läbitungimisvastast-jõudlust võrreldes tavalise epoksiidiga ning millel on suurepärane vastupidavus tugevatele hapetele, tugevatele leelistele ja söövitavale keskkonnale; Puuduseks on see, et kate on rabe ning selle löögi- ja paindekindlus on keskmine.
• Rakenduse stsenaariumid:Keemilise reovee torustikud, väävlitustamise torustikud, merevee transporditorustikud jne tugeva korrosiooniga keskkondades.

2. Fusioon-liimitud epoksüpulbervärvimine (FBE)

See kuulub pulbervärvimissüsteemi ja on tööstusliku torujuhtme korrosioonikaitse põhitehnoloogia.

• Ehitusprotsess: Pärast seda, kui terastoru on rooste eemaldamiseks haavliga puhastatud, soojendatakse see temperatuurini 180–220 kraadi. Epoksüpulber kantakse ühtlaselt peale elektrostaatilise pihustamise teel ning terastoru jääksoojus sulab ja tasandab katte, seejärel tahkub see kileks.

• Põhiomadused:

1. Äärmiselt tugev adhesioon. Koorimise tugevus on tavaliselt suurem kui 10 MPa või sellega võrdne. Sellel on suurepärane katoodide eemaldamise takistus ja suurepärane ühilduvus katoodkaitsega;
2. Kate on ühtlane ja tihe, väga väikese avamissagedusega.Sellel on suurepärane vastupidavus pinnasele, veele ja keemilisele korrosioonile;
3. Lahustivaba-ja keskkonnasõbralik.Töötemperatuuri vahemik on lai (tavaline tüüp: -30-100 kraadi , kõrge temperatuuriga tüüp: kuni 150 kraadi );
4. Hea katvus servades ja nurkades ning katte paksus keevisõmblustes on ühtlane.

• Piirangud: Halb löögi- ja kulumiskindlus, ei ole vastupidav ultraviolettkiirgusele ja seda ei saa kasutada otse õhus olevas keskkonnas.

• Rakendusstsenaariumid:Nafta- ja gaasitorustikud{0}}, kommunaalveevarustuse ja drenaaži terastorud, kemikaalide torustikud ning see on ka 3PE/3PP katete põhiline aluskiht.

3. Polüolefiin{1}}kaetud korrosioonivastased katted (2PE/3PE, 2PP/3PP)
Polüolefiinmaterjaliga kaetakse terastoru pind ekstrusiooniprotsessi käigus, mis on praegu peamine korrosioonivastane lahendus-pika vahemaaga torujuhtmete jaoks. Nende hulgas on kolme-kihi struktuur kõige laialdasemalt kasutatav.

(1) Kolme{1}}kihi polüetüleenkate (3PE)

• Kolme-kihi struktuur (seest väljapoole):Sisekiht: sulatatud epoksüpulber (kinnitab nakkuvuse ja korrosioonikindluse) + keskmine kiht: kopolümeerliim (saab kihtidevahelise sidumise) + välimine kiht: suure -tihedusega polüetüleen (HDPE) (tagab mehaanilist tugevust, kulumiskindlust, isolatsioonivõimet).

• Põhifunktsioonid:Kõige tasakaalustatum maetud -korrosioonivastane süsteem, mis ühendab endas epoksiidi kõrge nakkuvuse, katoodide eemaldamise takistuse ning polüetüleeni kõrge mehaanilise tugevuse, kõrge isolatsiooni ning vee- ja kulumiskindluse. Disainitud eluiga võib ulatuda 30-50 aastani, suurepärane vastupidavus pinnase stressile, löökidele ja kulumisele, madal katoodide eemaldamise määr;
•  
• Piirangud:Suur investeering ehituse tootmisliini, suured raskused{0}}kohapealsete vuukide parandamisel; Pikaajaline{1}}kasutustemperatuur Alla 80 kraadi või sellega võrdne, ei talu ultraviolettkiirgust.
• Rakenduse stsenaariumid:Pika-nafta ja gaasi ülekandetorustikud, munitsipaal-maetud veevarustus ja kanalisatsioon, gaasi magistraaltorustikud, mis on Hiinas maetud terastorude eelistatud-korrosioonivastane vorm.

(2) Kolme{1}}kihiline polüpropüleenkate (3PP)

Struktuur on sama, mis 3PE, kuid välimine kiht on asendatud polüpropüleeniga.

• Omadused: temperatuuritaluvus on parem kui 3PE ja pikaajaline töötemperatuur võib ulatuda 110 kraadini. Sellel on suurem jäikus ja kulumiskindlus; vastupidavus madalal-temperatuuril on halb ja see võib -5 kraadi juures või alla selle praguneda, mistõttu see ei sobi külmadesse piirkondadesse.
• Rakenduse stsenaariumid: kõrge{0}}temperatuuriga toornafta ja kuuma vee transporditorustikud.

4. Metall-põhine korrosioonivastane-kate
Kui korrosioonivastase kihina kasutatakse metallkatet, on sellel kaks funktsiooni: barjäärikaitse ja kaitseanoodi katoodkaitse.

(1) Kuum-tsinkimine

• Protsess: Pärast terastoru happepesu ja katmisjärgset-töötlust kastetakse see umbes 450-kraadise temperatuuriga sulatsinki, moodustades pinnale tsingi-rauasulami kihi ja puhta tsingikihi.
• Põhifunktsioon: Kahekordne kaitsemehhanism, tihe tsingikiht pakub barjäärikaitset ja tsingi elektroodi potentsiaal on madalam kui raual, võimaldades kahjustatud ala kaitsta ohverdava anoodiga; protsess on küps, hind on mõõdukas ja kasutusiga väliskeskkonnas võib ulatuda 10 kuni 20 aastani.
• Piirangud: kattekihi paksus ebaühtlane, keevisõmblustel õhem; halb korrosioonikindlus happelise, leeliselise ja suure{0}}soolasisaldusega pinnasele; suure-läbimõõduga terastorusid on raske vette kasta.
• Rakenduse stsenaariumid: väikese-läbimõõduga munitsipaalveetorud, tuletõkketorud, toitetorud, kasvuhoonetorud jne. See on tsiviil- ja munitsipaalrakendustes kõige sagedamini kasutatav-korrosioonivastane meetod väikese-läbimõõduga terastorude jaoks.

(2) Termiliselt pihustatud tsink/alumiiniumkate

• Protsess:Tsink- või alumiiniumtraadid sulatatakse ja pihustatakse kaarpihustamise või leegiga pihustamise teel ning seejärel pihustatakse terastoru pinnale, moodustades metallkatte. Pind täidetakse pooride täitmiseks tihendusvärviga.
• Põhifunktsioonid:Pikaajaline-katoodkaitseefekt, suurepärane vastupidavus atmosfääri ja merevee korrosioonile, kasutusiga kuni 20 aastat; saab ehitada-kohapeal, sobib suure-läbimõõduga, ebakorrapärase kujuga-torude ja remondiprojektide jaoks.
• Piirangud:Kattekiht on suure poorsusega ja sellega peab kaasnema tihendusvärv; ehituse efektiivsus on madal ja kulu on kõrgem kui kuumtsingimisel{0}}.
• Rakenduse stsenaariumid:Rist-meretorustikud, rannikuäärsed suured välistorustikud ja veekaitsega terastorud.

5. Suure -jõudlusega spetsiaalne korrosioonivastane-kate

(1) Pihustatav polüuretaan-elastomeerist kate

• Protsess:Kaks{0}}komponenti segatakse spetsiaalse seadmega ning seejärel reageerivad kiiresti ja kõvenevad, moodustades mõne sekundi jooksul kile.
• Põhifunktsioonid:Kõvenemiskiirus on ülikiire, vertikaalse ja pealispinna ehitamisel ei vaju, ning seda saab kanda paksult ühe kihina; sellel on suurepärane paindlikkus, suurepärane löögikindlus, kulumiskindlus ja pragunemiskindlus; see on vastupidav veele, happele ja leelisele, soolaudule ning ehituse ajal on madal niiskustundlikkus.
• Piirangud:Materjali- ja seadmete kulud on kõrged, aluspinna töötlemise nõuded on äärmiselt kõrged ning nakkuvuse kontrollimine on keeruline.
• Rakenduse stsenaariumid:Korrosioonivastane-reoveetorustike, keemiatorustike, erikujuliste-toruliitmike ja-torujuhtmete korrosioonivastaste kihtide-kohapealne remont.

(2) Keraamiline kulumiskindel-ja korrosioonivastane-kate

Katte alusmaterjaliks on epoksüvaiku ja see sisaldab keraamilisi mikrohelmeid, ränikarbiidi ja muid kõvasid täiteaineid. Sellel on kõrge kõvadus, suurepärane kulumiskindlus ja korrosioonivastased-omadused. Seda kasutatakse peamiselt tahkeid osakesi, nagu muda, mineraalsed suspensioonid ja söepulbrit, sisaldavaid aineid transportivate torujuhtmete siseseinte korrosioonivastaseks{3}.

6. Spetsiaalne terastorude sisemise korrosioonivastane-kate

Sisemise keskmise korrosiooni ja takistuse vähendamise nõuete täitmiseks on lisaks lahustivabale-epoksiidile ja polüuureale kaks peamist sisemist korrosioonivastast-meetodit:

• Tsementmördi vooder:Tsentrifugaalprotsessiga kaetud terastoru siseseinale on see äärmiselt odav, keskkonnasõbralik ja hügieeniline, vastupidav veekorrosioonile ja võib kaitsta vee kvaliteeti. See on sisemine korrosioonivastane-meetod suure-läbimõõduga veevarustus- ja äravoolutorude jaoks; selle puuduseks on aga suur rabedus, halb löögikindlus ja kerge pragunemine.
• Toidu{0}}epoksüvaigust vooder:Vastab joogivee hügieenistandarditele, sileda siseseinaga, madala takistusega ja väiksema katlakiviga. Selles on ühendatud korrosioonivastane-tõkestus ja takistuse vähendamine ning seda kasutatakse kommunaalveevarustuse ja joogivee otsetorustike jaoks.

7. Valiku põhiprintsiibid
Terastorude korrosioonivastaste katete{0}}valik peaks põhinema teeninduskeskkonna (maetud/peapealne/veepõhine/korrosiooniaste), tööparameetrite (temperatuur, rõhk, keskkond), ehitustingimuste ja elutsükli kogukulude põhjalikul kaalumisel.

Üldiselt järgib see komposiitkonstruktsiooni loogikat "tagades adhesiooni ja korrosioonikindluse alumises kihis ning tagades mehaanilise tugevuse ja keskkonnataluvuse väliskihis".