المعالجة المضادة للتآكل السطحي لأنابيب الصلب: شرح متعمق


  1. الغرض من مواد الطلاء

يعد طلاء السطح الخارجي للأنابيب الفولاذية أمرًا ضروريًا لمنع الصدأ.يمكن أن يؤثر الصدأ على سطح الأنابيب الفولاذية بشكل كبير على وظائفها وجودتها ومظهرها البصري.وبالتالي، فإن عملية الطلاء لها تأثير كبير على الجودة الشاملة لمنتجات الأنابيب الفولاذية.

  1. متطلبات مواد الطلاء

وفقا للمعايير التي وضعها معهد البترول الأمريكي، يجب أن تقاوم الأنابيب الفولاذية التآكل لمدة ثلاثة أشهر على الأقل.ومع ذلك، فقد زاد الطلب على فترات أطول ضد الصدأ، حيث يحتاج العديد من المستخدمين إلى مقاومة لمدة تتراوح من 3 إلى 6 أشهر في ظروف التخزين الخارجية.وبصرف النظر عن متطلبات طول العمر، يتوقع المستخدمون أن تحافظ الطلاءات على سطح أملس، وتوزيع متساوٍ للعوامل المضادة للتآكل دون أي تخطي أو قطرات قد تؤثر على الجودة البصرية.

أنبوب فولاذي
  1. أنواع مواد الطلاء وإيجابياتها وسلبياتها

في شبكات الأنابيب الحضرية تحت الأرض،أنابيب الصلبيتم استخدامها بشكل متزايد لنقل الغاز والنفط والمياه، وأكثر من ذلك.لقد تطورت طبقات الطلاء لهذه الأنابيب من المواد الإسفلتية التقليدية إلى راتنجات البولي إيثيلين ومواد راتنجات الإيبوكسي.بدأ استخدام طلاءات راتنجات البولي إيثيلين في الثمانينيات، ومع تطبيقات مختلفة، شهدت المكونات وعمليات الطلاء تحسينات تدريجية.

3.1 طلاء الأسفلت البترولي

طلاء الأسفلت البترولي، عبارة عن طبقة تقليدية مضادة للتآكل، تتكون من طبقات الأسفلت البترولي، معززة بقماش من الألياف الزجاجية وطبقة خارجية واقية من البولي فينيل كلورايد.إنه يوفر عزلًا ممتازًا للماء، والتصاقًا جيدًا بالأسطح المختلفة، وفعالية من حيث التكلفة.ومع ذلك، فإن لها عيوبًا بما في ذلك قابليتها للتغيرات في درجات الحرارة، وتصبح هشة في درجات الحرارة المنخفضة، وتكون عرضة للشيخوخة والتشقق، خاصة في ظروف التربة الصخرية، مما يستلزم اتخاذ تدابير وقائية إضافية وزيادة التكاليف.

 

3.2 طلاء إيبوكسي قطران الفحم

إيبوكسي قطران الفحم، المصنوع من راتنجات الإيبوكسي وإسفلت قطران الفحم، يُظهر مقاومة ممتازة للماء والمواد الكيميائية، ومقاومة للتآكل، والتصاق جيد، وقوة ميكانيكية، وخصائص عزل.ومع ذلك، فإنه يتطلب وقتًا أطول للمعالجة بعد التطبيق، مما يجعله عرضة للتأثيرات الضارة الناجمة عن الظروف الجوية خلال هذه الفترة.علاوة على ذلك، فإن المكونات المختلفة المستخدمة في نظام الطلاء هذا تحتاج إلى تخزين متخصص، مما يؤدي إلى رفع التكاليف.

 

3.3 طلاء مسحوق الايبوكسي

يتضمن طلاء مسحوق الإيبوكسي، الذي تم تقديمه في الستينيات، رش المسحوق إلكتروستاتيكيًا على أسطح الأنابيب المعالجة مسبقًا والمسخنة مسبقًا، مما يشكل طبقة كثيفة مضادة للتآكل.وتشمل مزاياها نطاقًا واسعًا لدرجات الحرارة (-60 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية)، والتصاق قوي، ومقاومة جيدة للتفكك الكاثودي، والتأثير، والمرونة، وتلف اللحام.ومع ذلك، فإن غشاءها الرقيق يجعلها عرضة للتلف وتتطلب تقنيات ومعدات إنتاج متطورة، مما يشكل تحديات في التطبيق الميداني.وفي حين أنه يتفوق في العديد من الجوانب، إلا أنه أقل مقارنة بالبولي إيثيلين من حيث مقاومة الحرارة والحماية الشاملة من التآكل.

 

3.4 طلاء البولي إيثيلين المضاد للتآكل

يوفر البولي إيثيلين مقاومة ممتازة للصدمات وصلابة عالية بالإضافة إلى نطاق واسع من درجات الحرارة.إنه يجد استخدامًا واسع النطاق في المناطق الباردة مثل روسيا وأوروبا الغربية لخطوط الأنابيب نظرًا لمرونته الفائقة ومقاومته للصدمات، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة.ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات في تطبيقه على الأنابيب ذات القطر الكبير، حيث قد يحدث تشقق الإجهاد، ويمكن أن يؤدي دخول الماء إلى التآكل تحت الطلاء، مما يستلزم المزيد من البحث والتحسينات في تقنيات المواد والتطبيق.

 

3.5 طلاء ثقيل مضاد للتآكل

توفر الطلاءات الثقيلة المضادة للتآكل مقاومة معززة للتآكل بشكل كبير مقارنة بالطلاءات القياسية.إنها تظهر فعالية طويلة الأمد حتى في الظروف القاسية، مع عمر يتجاوز 10 إلى 15 عامًا في البيئات الكيميائية والبحرية والمذيبات، وأكثر من 5 سنوات في الظروف الحمضية أو القلوية أو المالحة.تتميز هذه الطلاءات عادة بسماكة طبقة جافة تتراوح من 200 ميكرومتر إلى 2000 ميكرومتر، مما يضمن الحماية الفائقة والمتانة.يتم استخدامها على نطاق واسع في الهياكل البحرية، المعدات الكيميائية، صهاريج التخزين، وخطوط الأنابيب.

أنابيب فولاذية غير ملحومة
  1. المشكلات الشائعة المتعلقة بمواد الطلاء

تشمل المشكلات الشائعة المتعلقة بالطلاء التطبيق غير المتساوي، وتقطر العوامل المضادة للتآكل، وتكوين الفقاعات.

(1) الطلاء غير المتساوي: يؤدي التوزيع غير المتساوي للعوامل المضادة للتآكل على سطح الأنبوب إلى ظهور مناطق ذات سماكة طلاء زائدة، مما يؤدي إلى الهدر، بينما تقلل المناطق الرقيقة أو غير المطلية من قدرة الأنبوب على مقاومة التآكل.

(2) تقطير العوامل المضادة للتآكل: تؤثر هذه الظاهرة، حيث تعمل العوامل المضادة للتآكل على تجميد قطرات تشبه القطرات على سطح الأنبوب، على الشكل الجمالي بينما لا تؤثر بشكل مباشر على مقاومة التآكل.

(3) تكوين الفقاعات: الهواء المحبوس داخل العامل المضاد للتآكل أثناء التطبيق يخلق فقاعات على سطح الأنبوب، مما يؤثر على المظهر وفعالية الطلاء.

  1. تحليل قضايا جودة الطلاء

تنشأ كل مشكلة من مجموعة متنوعة من الأسباب، وتسببها مجموعة متنوعة من العوامل؛وحزمة من الأنابيب الفولاذية التي أبرزتها نوعية المشكلة قد تكون أيضًا مزيجًا من عدة.يمكن تقسيم أسباب الطلاء غير المستوي تقريبًا إلى نوعين، الأول هو الظاهرة غير المستوية الناتجة عن الرش بعد دخول الأنبوب الفولاذي إلى صندوق الطلاء؛والثاني هو الظاهرة غير المستوية الناجمة عن عدم الرش.

من الواضح أن سبب الظاهرة الأولى يسهل رؤيته، بالنسبة لمعدات الطلاء عندما يدخل الأنبوب الفولاذي في صندوق الطلاء بزاوية 360 درجة حول إجمالي 6 بنادق (يحتوي خط الغلاف على 12 مسدسًا) للرش.إذا كان كل مسدس يتم رشه من حجم التدفق مختلفًا، فسيؤدي ذلك إلى توزيع غير متساوٍ للعامل المضاد للتآكل في الأسطح المختلفة للأنبوب الفولاذي.

السبب الثاني هو أن هناك أسباب أخرى لظاهرة الطلاء غير المتساوي بجانب عامل الرش.هناك العديد من العوامل، مثل الصدأ والخشونة الواردة للأنابيب الفولاذية، مما يجعل من الصعب توزيع الطلاء بالتساوي؛يحتوي سطح الأنابيب الفولاذية على قياس ضغط الماء المتبقي عند المستحلب، وهذه المرة للطلاء بسبب ملامسته للمستحلب، بحيث يصعب ربط المادة الحافظة بسطح الأنابيب الفولاذية، بحيث لا يكون هناك طلاء للأنابيب الفولاذية. أجزاء الأنابيب الفولاذية من المستحلب، مما يؤدي إلى طلاء الأنابيب الفولاذية بالكامل غير موحد.

(1) سبب قطرات معلقة من عامل مضاد للتآكل.المقطع العرضي للأنبوب الفولاذي مستدير، في كل مرة يتم فيها رش عامل مضاد للتآكل على سطح الأنبوب الفولاذي، سوف يتدفق العامل المضاد للتآكل في الجزء العلوي والحافة إلى الجزء السفلي بسبب عامل الجاذبية، والذي سوف تشكل ظاهرة الانخفاض المعلق.الشيء الجيد هو أن هناك معدات فرن في خط إنتاج الطلاء لمصنع الأنابيب الفولاذية، والتي يمكنها تسخين وتصلب العامل المضاد للتآكل الذي يتم رشه على سطح الأنبوب الفولاذي في الوقت المناسب وتقليل سيولة العامل المضاد للتآكل.ومع ذلك، إذا كانت لزوجة العامل المضاد للتآكل ليست عالية؛عدم التسخين في الوقت المناسب بعد الرش؛أو درجة حرارة التدفئة ليست عالية؛الفوهة ليست في حالة عمل جيدة، وما إلى ذلك سيؤدي إلى قطرات معلقة من العامل المضاد للتآكل.

(2) أسباب الرغوة المضادة للتآكل.بسبب رطوبة الهواء في بيئة موقع التشغيل، يكون تشتت الطلاء مفرطًا، وسيتسبب انخفاض درجة حرارة عملية التشتت في حدوث ظاهرة فقاعات حافظة.بيئة رطوبة الهواء، وظروف درجات الحرارة المنخفضة، والمواد الحافظة التي يتم رشها من قطرات صغيرة متناثرة، ستؤدي إلى انخفاض في درجة الحرارة.سوف يتكثف الماء الموجود في الهواء ذو ​​الرطوبة العالية بعد انخفاض درجة الحرارة ليشكل قطرات ماء دقيقة ممزوجة بالمواد الحافظة، ويدخل في النهاية إلى داخل الطلاء، مما يؤدي إلى ظاهرة تقرحات الطلاء.


وقت النشر: 15 ديسمبر 2023