تشكل الأنابيب الملحومة ذات التماس المستقيم العمود الفقري لخطوط نقل المياه والنفط والغاز والملاط، ويحدد الطلاء المطبق عليها المدة التي سيستمر فيها هذا الخط. يعتمد اختيار الطلاء على ثلاثة متغيرات: تآكل التربة أو الماء في الموقع، ودرجة حرارة تشغيل الخط، وطريقة التثبيت، حيث أن الأنبوب المثبت عن طريق الحفر الموجه يجب أن يتحمل أضرارًا ميكانيكية أكبر بكثير من تلك التي يتم وضعها في خندق مفتوح.
ثلاث-طبقة من البولي إيثيلين
يعد نظام البولي إيثيلين ثلاثي الطبقات-، والمعروف باسم 3PE، هو الاختيار القياسي لخطوط أنابيب النقل المدفونة في الخدمة ذات درجة الحرارة المعتدلة. ويتكون من مسحوق تمهيدي منصهر من الإيبوكسي يرتبط كيميائيًا بالفولاذ المنظف -بالتفجير، وطبقة لاصقة من البوليمر المشترك، وغلاف خارجي من البولي إيثيلين يوفر حماية ميكانيكية وحاجزًا ضد بخار الماء. يبلغ سمك الطلاء الإجمالي عادة 2.5 مم أو أكثر للأنابيب ذات القطر الكبير، مع تحديد سمك الطبقة الفردية وفقًا لقطر الأنبوب في ISO 21809-1 وGB/T 23257. والنتيجة هي طلاء يتمتع بمقاومة جيدة للتفكك الكاثودي وعمر خدمة يمكن أن يمتد إلى عدة عقود عند التحكم في تلف التركيب.
فيوجن-طلاءات إيبوكسي مترابطة
يتم تطبيق -الإيبوكسي المرتبط بالانصهار، أو FBE، كطبقة مسحوق واحدة يتم معالجتها في طبقة رقيقة وصلبة ومتماسكة بإحكام، ويتم تعريفها لاستخدام خطوط الأنابيب بواسطة ISO 21809-2. يضيف نظام -طبقة FBE المزدوجة طبقة علوية ثانية أكثر صلابة فوق الطبقة الأساسية المضادة للتآكل- لتحسين مقاومة الصدمات والتفكك الكاثودي، مع سمك إجمالي للطبقة الجافة يتراوح بين 500 إلى 1000 ميكرومتر. يتم اختيار الطبقة المزدوجة -FBE بشكل متكرر لخطوط الأنابيب البحرية وعبور الأنهار، حيث تعتبر مقاومتها لنفاذ الماء وسهولة الإصلاح الميداني من المزايا. تظل الطبقة الواحدة FBE شائعة في الخطوط ذات القطر الأصغر ودرجات الحرارة المنخفضة.
اختيار الطلاءات المناسبة لدرجات الحرارة المرتفعة-والخدمة الخاصة
| حالة الخدمة | اختيار الطلاء | سبب |
|---|---|---|
| خط مدفون، درجة حرارة عادية | 3PE أو FBE | أداء مثبت على المدى الطويل-مع الحماية الكاثودية |
| الغواصة والعبور | طبقة مزدوجة من FBE-، طبقة ثقل خرسانية عند الحاجة | مقاومة نفاذ الماء والتأثير والإصلاح الميداني |
| فوق حوالي 80 درجة | رغوة البولي يوريثان أو رقائق الزجاج أو الإيبوكسي-الذي يتحمل درجات الحرارة العالية | يلين البولي إيثيلين وينفصل عند درجة حرارة مرتفعة |
| خطوط التكرير والعمليات الساخنة | طلاء سيليكات الزنك، مقاوم للحرارة حتى 400 درجة | يحافظ على الالتصاق والنزاهة عند درجة حرارة السطح العالية |
| المفاصل والإصلاحات الميدانية | غلاف قابل للانكماش الحراري- أو إيبوكسي سائل متوافق مع الطلاء الأصلي | يستعيد استمرارية نظام الطلاء |
قبل تطبيق أي طلاء، يتم تفجير الفولاذ إلى درجة Sa 2.5 وفقًا للمعيار ISO 8501-1 مع شكل تثبيت يبلغ حوالي 50 إلى 75 ميكرومتر، ويتم طلاء السطح قبل حدوث إعادة الصدأ.
التفاعل مع الحماية الكاثودية
يعمل الطلاء ونظام الحماية الكاثودية معًا. يقلل الطلاء من مساحة الفولاذ العارية التي تتطلب الحماية، مما يقلل من الطلب الحالي للنظام بمقدار كبير، بينما تحمي الحماية الكاثودية عيوب الطلاء التي لا مفر منها. يتبع التصميم ISO 15589-1، مع تحديد كثافة التيار من ظروف الموقع وفقًا للمعيار ISO 12473 لحالات الغطس والبحر، ومع معيار أن الأنبوب -إلى-جهد الإلكتروليت عند عيب الطلاء يبلغ على الأقل -0.85 فولت مقابل قطب كهربائي مرجعي لكبريتات النحاس والنحاس. تستخدم أنظمة التيار المسلط أنودات أكسيد الفلز المختلط على ركيزة من التيتانيوم، ويؤكد المسح المحتمل المنتظم بفاصل زمني قريب أن الحماية موحدة على طول الخط. يجب تجنب الإمكانات المفرطة، لأن الحماية الزائدة تولد الهيدروجين على سطح الفولاذ وتتسبب في تفكك الطلاء.
التفتيش الميداني على سلامة الطلاء
يحدد مسح تدرج الجهد الحالي المباشر موقع تلف الطلاء ويكون دقيقًا في حدود متر أو نحو ذلك على طول الخط.
يؤكد المسح المحتمل للفاصل الزمني القريب مستوى وتوحيد الحماية الكاثودية بين مواقع الاختبار.
يمكن أن يكشف التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء عن مناطق مفككة أو مملوءة بالماء-تحت الطبقة.
يتحقق اكتشاف العطل على الأنبوب المطلي من الاستمرارية قبل التثبيت.
يتضمن التقييم المعملي التعرض لرذاذ الملح وفقًا للمواصفة ISO 9227 لفترة محددة واختبار الانحناء بنصف قطر انحناء لا يقل عن 25 قطرًا للأنبوب للتحقق من المرونة.
التعليمات
س: ما هو هيكل طلاء 3PE؟
وهو عبارة عن مسحوق تمهيدي منصهر من الإيبوكسي، وطبقة لاصقة من البوليمر المشترك، وغطاء خارجي من البولي إيثيلين، يبلغ سمكه الإجمالي عادةً 2.5 مم أو أكثر على الأنابيب ذات القطر الكبير.
س: لماذا يتم استخدام-طبقة FBE المزدوجة في خطوط الأنابيب البحرية؟
يعمل الجمع بين طبقة أساسية مضادة للتآكل- وطبقة علوية أكثر صلابة على تحسين مقاومة الصدمات ونفاذ الماء والتفكك الكاثودي، كما أنه من الأسهل إصلاحه في الميدان مقارنة بنظام البولي إيثيلين السميك.
س: ما هو الطلاء الذي يستخدم فوق 80 درجة مئوية؟
يتم استبدال أنظمة البولي إيثيلين برغوة البولي يوريثان، أو رقائق الزجاج أو الإيبوكسي -الذي يتحمل درجات الحرارة المرتفعة، وغالبًا ما يتم طلاء خطوط التكرير بسليكات الزنك، التي تقاوم درجات حرارة السطح حتى 400 درجة تقريبًا.
س: كيف تعمل الطلاءات والحماية الكاثودية معًا؟
يعمل الطلاء على عزل الغالبية العظمى من سطح الفولاذ ويقلل الطلب الحالي، بينما تحافظ الحماية الكاثودية على عيوب الطلاء المتبقية عند مستوى يمنع التآكل.
س: كيف يتم اكتشاف تلف الطلاء على الخط المدفون؟
يحدد مسح تدرج الجهد الحالي المباشر العيوب، ويتحقق المسح المحتمل بفاصل زمني قريب من مستويات الحماية، ويتم استخدام التصوير الحراري واكتشاف العطلات في -فحوصات التثبيت.
س: ما هي تحضيرات السطح المطلوبة قبل الطلاء؟
التنظيف بالسفع إلى درجة Sa 2.5 وفقًا للمعيار ISO 8501-1 مع ملف تثبيت يبلغ حوالي 50 إلى 75 ميكرومتر، يليه طلاء قبل أن يبدأ السطح في الصدأ مرة أخرى.
