Pinnoitemateriaalien tarkoitus
Teräsputkien ulkopinnan pinnoittaminen on ratkaisevan tärkeää ruostumisen estämiseksi. Teräsputkien pinnan ruostuminen voi vaikuttaa merkittävästi niiden toimivuuteen, laatuun ja ulkonäköön. Siksi pinnoitusprosessilla on huomattava vaikutus teräsputkituotteiden kokonaislaatuun.
-
Pinnoitemateriaaleille asetettavat vaatimukset
American Petroleum Instituten asettamien standardien mukaan teräsputkien tulisi kestää korroosiota vähintään kolme kuukautta. Pidempien ruosteenestojaksojen kysyntä on kuitenkin kasvanut, ja monet käyttäjät vaativat 3–6 kuukauden kestävyyttä ulkosäilytysolosuhteissa. Pitkäikäisyyden vaatimuksen lisäksi käyttäjät odottavat pinnoitteilta sileän pinnan ja korroosionestoaineiden tasaisen jakautumisen ilman ohituksia tai tippumista, jotka voisivat vaikuttaa visuaaliseen laatuun.
-
Pinnoitemateriaalien tyypit ja niiden edut ja haitat
Kaupunkien maanalaisissa putkiverkostoissateräsputketkäytetään yhä enemmän kaasun, öljyn, veden ja muiden aineiden kuljettamiseen. Näiden putkien pinnoitteet ovat kehittyneet perinteisistä asfalttimateriaaleista polyeteenihartsi- ja epoksihartsimateriaaleihin. Polyeteenihartsipinnoitteiden käyttö alkoi 1980-luvulla, ja vaihtelevien sovellusten myötä komponentit ja pinnoitusprosessit ovat parantuneet vähitellen.
3.1 Öljyasfalttipinnoite
Öljyasfalttipinnoite, perinteinen korroosionestokerros, koostuu öljyasfalttikerroksista, jotka on vahvistettu lasikuitukankaalla ja ulkoisella suojaavalla polyvinyylikloridikalvolla. Se tarjoaa erinomaisen vedenpitävyyden, hyvän tarttuvuuden erilaisiin pintoihin ja kustannustehokkuuden. Sillä on kuitenkin haittoja, kuten alttius lämpötilan muutoksille, hauraus matalissa lämpötiloissa sekä alttius ikääntymiselle ja halkeilulle, erityisesti kivisissä maaperäolosuhteissa, mikä edellyttää lisäsuojatoimenpiteitä ja lisää kustannuksia.
3.2 Kivihiilitervan epoksipinnoite
Epoksihartsista ja kivihiiliterva-asfaltista valmistettu kivihiilitervaepoksi on erittäin kestävä vettä ja kemikaaleja vastaan, korroosiota vastaan, sillä on hyvä tarttuvuus, mekaaninen lujuus ja eristysominaisuudet. Se vaatii kuitenkin pidemmän kovettumisajan levityksen jälkeen, minkä vuoksi se on altis sääolosuhteiden haitallisille vaikutuksille tänä aikana. Lisäksi tässä pinnoitejärjestelmässä käytetyt eri ainesosat vaativat erikoisvarastointia, mikä nostaa kustannuksia.
3.3 Epoksijauhemaalaus
1960-luvulla käyttöön otettu epoksijauhemaalausmenetelmä käsittää jauheen sähköstaattisen ruiskuttamisen esikäsitellyille ja esilämmitetyille putkipinnoille, jolloin muodostuu tiheä korroosionestoaine. Sen etuihin kuuluvat laaja lämpötila-alue (-60 °C - 100 °C), vahva tarttuvuus, hyvä katodisen irtoamisen, iskunkestävyys, joustavuus ja hitsausvaurioiden kestävyys. Sen ohuempi kalvo tekee siitä kuitenkin alttiimman vaurioille ja vaatii kehittyneitä tuotantotekniikoita ja laitteita, mikä aiheuttaa haasteita kenttäsovelluksissa. Vaikka se on monessa suhteessa erinomainen, se jää polyeteeniin verrattuna jälkeen lämmönkestävyydestä ja yleisestä korroosionestosta.
3.4 Polyeteenistä valmistettu korroosionestopinnoite
Polyeteenillä on erinomainen iskunkestävyys ja korkea kovuus sekä laaja lämpötila-alue. Sitä käytetään laajasti kylmillä alueilla, kuten Venäjällä ja Länsi-Euroopassa, putkistoissa sen erinomaisen joustavuuden ja iskunkestävyyden ansiosta, erityisesti matalissa lämpötiloissa. Sen soveltaminen suuriin putkiin on kuitenkin edelleen haasteellista, sillä siellä voi esiintyä jännityshalkeilua ja veden pääsy pinnoitteen alle voi johtaa korroosioon, mikä edellyttää lisätutkimuksia ja materiaalien ja levitystekniikoiden parantamista.
3.5 Paksu korroosionestopinnoite
Paksummat korroosionestopinnoitteet tarjoavat merkittävästi paremman korroosionkestävyyden verrattuna standardipinnoitteisiin. Ne ovat pitkäaikaisesti tehokkaita jopa ankarissa olosuhteissa, ja niiden käyttöikä on yli 10–15 vuotta kemiallisissa, meri- ja liuotinympäristöissä ja yli 5 vuotta happamissa, emäksisissä tai suolaisissa olosuhteissa. Näiden pinnoitteiden kuivakalvon paksuus vaihtelee tyypillisesti 200 μm:stä 2000 μm:iin, mikä varmistaa erinomaisen suojan ja kestävyyden. Niitä käytetään laajalti merirakenteissa, kemikaalilaitteissa, varastosäiliöissä ja putkistoissa.
-
Yleisiä ongelmia pinnoitemateriaaleissa
Yleisiä pinnoitteiden ongelmia ovat epätasainen levitys, korroosionestoaineiden tippuminen ja kuplien muodostuminen.
(1) Epätasainen pinnoite: Korroosionestoaineiden epätasainen jakautuminen putken pinnalla johtaa liian paksuun pinnoitteeseen, mikä johtaa materiaalin hukkaan, kun taas ohuet tai pinnoittamattomat alueet heikentävät putken korroosionestokykyä.
(2) Korroosionestoaineiden tippuminen: Tämä ilmiö, jossa korroosionestoaineet jähmettyvät putken pinnalle pisaroita muistuttaviksi muodoiksi, vaikuttaa estetiikkaan, mutta ei suoraan vaikuta korroosionkestävyyteen.
(3) Kuplien muodostuminen: Korroosionestoaineeseen levityksen aikana jäänyt ilma muodostaa kuplia putken pinnalle, mikä vaikuttaa sekä ulkonäköön että pinnoitteen tehokkuuteen.
-
Pinnoitteen laatuongelmien analyysi
Jokainen ongelma syntyy useista syistä ja johtuu useista tekijöistä. Myös teräsputkikimpun ongelman laatu voi johtua useista tekijöistä. Epätasaisen pinnoitteen syyt voidaan jakaa karkeasti kahteen tyyppiin: epätasainen pinnoite, joka johtuu teräsputken ruiskuttamisesta pinnoituslaatikkoon; epätasainen pinnoite, joka johtuu ruiskuttamattomuudesta.
Ensimmäisen ilmiön syy on ilmeisen helppo nähdä. Kun teräsputki ruiskutetaan pinnoituslaatikkoon 360° astetta, pinnoituslaitteistossa on yhteensä 6 ruiskutuspistoolia (kotelolinjalla on 12 ruiskutuspistoolia). Jos jokaisen ruiskutuspistoolin virtausmäärä on erilainen, se johtaa korroosionestoaineen epätasaiseen jakautumiseen teräsputken eri pinnoille.
Toinen syy on se, että epätasaisen pinnoitteen ilmiöön on muita syitä kuin ruiskutuskerroin. On monia erilaisia tekijöitä, kuten teräsputken ruoste ja karheus, jotka vaikeuttavat pinnoitteen tasaista jakautumista; teräsputken pinnalle jää vedenpaineen mittaus, kun emulsio joutuu kosketuksiin pinnoitteen kanssa, joten säilöntäaineen on vaikea tarttua teräsputken pintaan, joten teräsputken osien pinnoite ei pääse emulsioon, mikä johtaa koko teräsputken pinnoitteen epätasaisuuteen.
(1) Korroosionestoaineen roikkuvan tippumisen syy. Teräsputken poikkileikkaus on pyöreä, ja aina kun korroosionestoainetta suihkutetaan teräsputken pinnalle, korroosionestoaine virtaa painovoiman vaikutuksesta yläosassa ja reunassa alaosassa, mikä muodostaa roikkuvan tippumisen ilmiön. Hyvä uutinen on, että teräsputkitehtaan pinnoituslinjassa on uunilaitteet, jotka voivat lämmittää ja jähmettää teräsputken pinnalle suihkutettua korroosionestoainetta ajan myötä ja vähentää korroosionestoaineen juoksevuutta. Jos korroosionestoaineen viskositeetti ei ole korkea, jos lämmitystä ei tehdä ajoissa suihkutuksen jälkeen, tai lämmityslämpötila ei ole korkea, suutin ei ole hyvässä toimintakunnossa jne., korroosionestoaine roikkuu tippumassa.
(2) Korroosionestoaineen vaahtoamisen syyt. Käyttöympäristön ilmankosteuden vuoksi maalin leviäminen on liian voimakasta, ja dispersioprosessin lämpötilan lasku aiheuttaa säilöntäaineen kuplimista. Ilmankosteudessa ja alhaisemmissa lämpötiloissa säilöntäaine suihkuaa ulos pieniksi pisaroiksi, mikä johtaa lämpötilan laskuun. Lämpötilan laskun jälkeen ilmankosteudessa oleva vesi tiivistyy muodostaen hienoja vesipisaroita, jotka sekoittuvat säilöntäaineen kanssa ja pääsevät lopulta pinnoitteen sisään, mikä johtaa pinnoitteen kuplimiseen.
Julkaisun aika: 15.12.2023