Материалы для покрытия труб и какие жидкости они рассчитаны на переносимость

Внутренняя облицовка трубы и ее внешнее анти-коррозионное покрытие решают две совершенно разные проблемы, и смешивание их в спецификации — одна из наиболее распространенных - и более дорогостоящих - ошибок, которые допускают покупатели. Внешнее покрытие (FBE, 3PE, 3PP и подобные системы) защищает стенку трубы от почвы, воды или атмосферы, в которой она находится. Внутренняя облицовка защищает стенку трубы от всего, что на самом деле течет через нее, и это химическая проблема, а не проблема условий захоронения-. Покрытие, которое прекрасно работает на влажной глинистой почве в течение тридцати лет, может выйти из строя за несколько недель из-за неправильной жидкости внутри, и обратное также верно. Эта статья посвящена второму вопросу: какие материалы футеровки выдерживают воздействие каких жидкостей и почему ответ не так прост, как «эпоксидная смола устойчива к химическим веществам».

Внешняя защита от коррозии в основном направлена ​​на предотвращение попадания влаги и кислорода на голую сталь и, в меньшей степени, на устойчивость к механическим повреждениям во время установки и эксплуатации. Почвенная среда снаружи заглубленной трубы, хотя и варьируется, представляет собой относительно узкий диапазон условий по сравнению с тем, что может течь через внутреннюю часть трубы. Внутри футеровка может столкнуться с чем угодно: от питьевой воды с -нейтральным pH до концентрированной серной кислоты, от чистой жидкости до абразивной суспензии, содержащей взвешенные твердые частицы, от температуры окружающей среды до перегретого пара. Каждое из этих условий воздействует на материал футеровки по разным механизмам -: химическое растворение, окисление, набухание и размягчение, абразивный износ или термическое разложение -, и ни один материал футеровки не противостоит всем им одинаково хорошо. Выбор футеровки – это, по сути, процесс сопоставления: определите, что на самом деле течет по трубе, при какой концентрации и температуре, и сопоставьте это с документально подтвержденными данными о сопротивлении материала, а не с его репутацией.

FBE — это одна из наиболее широко используемых внутренних облицовок для работы с водой и мягкими углеводородами, наносимая в виде порошка, распыляемого электростатическим способом, который отверждается с образованием твердой, гладкой, сплошной пленки. Его химическая стойкость устойчива к питьевой воде, слабокоррозионной воде (в том числе с умеренным содержанием хлоридов) и многим продуктам нефтепереработки, поэтому он так часто проявляется как внутренняя облицовка, так и внешнее покрытие на одной и той же трубе при сборе нефти и газа. Проблемы с FBE возникают при работе с сильными кислотами, сильными щелочами и ароматическими растворителями, которые со временем могут разрушить эпоксидную пленку, а также с абразивными суспензиями, где относительно тонкая пленка (обычно 300-500 микрон) обеспечивает ограниченный износ от взвешенных твердых частиц. Рабочая температура также является реальным ограничением. - большинство систем FBE рассчитаны на рабочую температуру в диапазоне 60-80 градусов Цельсия, при этом специальные высоко-температурные составы требуют более высоких температур, но с надбавкой к стоимости и срокам поставки. Для чистой воды, мягкого рассола и общей транспортировки углеводородов FBE обычно является наиболее экономичным выбором; для чего-либо кислого, сильно абразивного или горячего, обычно это неправильный вариант.

На протяжении десятилетий эпоксидная смола из каменноугольного дегтя использовалась по умолчанию в качестве внутреннего покрытия для нефти и пластовой-воды, ее ценили за ее устойчивость к углеводородам и разумную стоимость. Его использование значительно сократилось из-за выбросов ЛОС во время применения, а также проблем со здоровьем и окружающей средой, связанных с использованием каменноугольного пека, и многие юрисдикции теперь ограничивают или запрещают его использование. Эпоксидно-фенольная футеровка, родственный, но отдельный химический состав, по-прежнему активно используется, особенно для внутренней отделки резервуаров для хранения питьевой воды, а также в некоторых случаях хранения топлива и химикатов, обеспечивая лучшую термостойкость, чем стандартный FBE (обычно рассчитанный на 90-120 градусов Цельсия), и хорошую устойчивость к более широкому диапазону растворителей. Покупатели, которые видят «эпоксидную смолу из каменноугольного дегтя», указанную на старом чертеже проекта, должны проверить текущий нормативный статус в своей юрисдикции, прежде чем предполагать, что это все еще жизнеспособный вариант заказа - на многих рынках от нее фактически отказались в пользу эпоксидно-фенольных или полиуретановых альтернатив, которые не несут таких же выбросов и нагрузки при транспортировке.

Полиуретановая футеровка обладает некоторым диапазоном химической стойкости в пользу действительно превосходной стойкости к истиранию, поэтому она является стандартным выбором для трубопроводов, транспортирующих абразивные суспензии - хвосты горнодобывающей промышленности, грунты дноуглубительных работ, пластовую воду,-содержащую песок, и аналогичные услуги с высоким-содержанием твердых частиц-, где более тонкая эпоксидная пленка изнашивается за небольшую часть расчетного срока службы. Полиуретановые системы могут применяться со значительно большей толщиной, чем FBE (несколько миллиметров обычно используются для работы в тяжелых условиях-, по сравнению с долями миллиметра для FBE), и эта толщина сама по себе становится частью допуска на износ, с учетом которого спроектирована труба. С химической точки зрения полиуретан достаточно хорошо выдерживает воздействие слабых кислот, щелочей и углеводородов, хотя он не является лучшим по отношению к какой-либо отдельной химической категории, в отличие от специально созданной-футеровки из фторполимера, - его преимуществом является сочетание приличной химической стойкости с действительно хорошей стойкостью к истиранию, что не является лучшим-в-классом характеристик по отдельности.

Облицовка из цементного раствора близка к универсальному-материалу: это стандартная внутренняя облицовка водопроводов питьевой и сырой воды, которая ценится потому, что она недорогая, в некоторой степени самовосстанавливается-(поверхность щелочного цемента может восстанавливать защитный слой после незначительного повреждения) и не придает питьевой воде привкуса или химического воздействия. По сути, ему нет места за пределами водопровода - цемент подвергается воздействию кислот и мягкой воды с низкой-щелочной способностью, которая со временем вымывает кальций из футеровки, и он не обладает значительной устойчивостью к углеводородам или промышленным химикатам. Там, где футеровка из цементного раствора указана в спецификации, почти всегда ее применение связано с пропусканием воды, и на этапе заказа главным образом следует подтвердить агрессивность самой воды (мягкая вода и вода с низким-pH сокращают срок службы цементной футеровки) и необходимость дополнительного эпоксидного герметизирующего слоя поверх цемента для условий особенно мягкой воды.

Резиновая футеровка - натуральный каучук, нитрил, EPDM и другие смеси синтетического каучука в зависимости от конкретной эксплуатации - является предпочтительной футеровкой там, где важны как химическая стойкость, так и гибкость, особенно при работе с кислой сырой нефтью и газом, где присутствуют сероводород и другие кислые компоненты, а также для работы со многими кислотами и абразивными химическими суспензиями. Выбор резиновой смеси здесь имеет огромное значение: натуральный каучук хорошо противостоит многим кислотам и истиранию, но быстро разлагается в присутствии масел и многих растворителей, в то время как нитриловый каучук является более распространенным выбором специально для работы с нефтью и углеводородами из-за его маслостойкости. Выбор неправильной резиновой смеси для рассматриваемой жидкости – это настоящая и распространенная ошибка. - "Резиновая- футеровка" — это не единая спецификация, и смесь должна подбираться к жидкости так же, как и металлический сплав, а не считаться взаимозаменяемой между типами резины.

Термопластичные покрытия - ПВХ, полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ) и ПТФЭ (тефлон) - обладают высокой химической стойкостью и обычно наносятся в виде свободных или склеенных рукавов, а не в виде напыляемых покрытий. Облицовки из ПВХ и ПП хорошо справляются с широким спектром кислот, щелочей и солей и широко используются в химической обработке и очистке сточных вод, где жидкость агрессивна, но не экстремальна. ПТФЭ находится на вершине диапазона стойкости и способен работать почти со всем спектром промышленных химикатов, включая сильные кислоты, сильные основания и большинство растворителей, поэтому он предназначен для наиболее агрессивных применений при транспортировке химикатов и для работы с высокой-чистотой, когда сама футеровка не должна загрязнять жидкость. Компромисс заключается в стоимости и сложности установки. - Облицовка из ПТФЭ, в частности, представляет собой специализированный и дорогостоящий процесс, и он редко бывает оправдан, если только жидкость действительно не требует такого уровня сопротивления. Выбор футеровки из ПТФЭ для жидкости, с которой прекрасно справляется эпоксидная или резиновая футеровка среднего-класса, является распространенным способом раздувания бюджетов проектов без соответствующей выгоды.

Горячее-оцинкование иногда применяется в качестве внутреннего покрытия, чаще всего для трубопроводов питьевой воды и сжатого воздуха, где слой цинка обеспечивает щадящую защиту от коррозии при небольших затратах. У него есть реальные ограничения, которые имеют значение, в частности, при выборе жидкости: цинк подвергается воздействию воды с низким-pH, водой с высоким содержанием хлоридов или сульфатов, а также многими промышленными химикатами, а в некоторых юрисдикциях использование оцинкованных внутренних поверхностей в системах питьевого водоснабжения становится всё более ограниченным из-за проблем, связанных с содержанием следов-следов свинца и кадмия в самом цинковом покрытии, а также из-за более долгосрочных-выщелачиваний цинка в мягкой или кислой воде. Для общего обслуживания сжатого воздуха и не-питьевой воды в мягких условиях гальванизация остается разумным и недорогим вариантом-; В частности, что касается питьевой воды, стоит проверить действующие местные правила водопровода, прежде чем использовать их по умолчанию, поскольку их принятие зависит от юрисдикции и ужесточается на ряде рынков.

Начните с самой жидкости, а не с размера трубы или класса давления.Точно определите, что транспортируется, включая следовые компоненты - поток, «в основном водный» с редкими кислотными пробками, должен быть облицован для воздействия кислоты, а не для средних условий, поскольку облицовка должна выдержать худший случай, а не типичный.

Получите фактические значения концентрации и температуры, а не общую категорию.«Кислотная работа» охватывает все: от разбавленных, почти-нейтральных потоков до концентрированных, агрессивных, а данные о стойкости футеровки зависят от комбинации концентрации и температуры, а не только от названия химического вещества. Материал, рассчитанный на концентрацию 10 % при температуре окружающей среды, не может быть рассчитан на ту же кислоту при концентрации 60 % или при повышенной температуре.

Учитывайте взвешенные вещества и скорость, а не только химию.Химически совместимая футеровка все равно может рано выйти из строя из-за абразивного износа, если жидкость переносит твердые частицы со значительной скоростью. - Именно в этом случае преимущество толщины полиуретана или специально созданная -износостойкая- футеровка оправдывают свою цену по сравнению с более тонким и более химически стойким вариантом, который в противном случае был бы адекватным.

Проверьте фактические данные совместимости поставщика футеровки, а не общую таблицу.Таблицы совместимости, доступные в Интернете, являются разумной отправной точкой, но часто они обобщены или устарели. Для любых работ, не связанных с обычной транспортировкой воды или мягких углеводородов, запросите данные о совместимости, относящиеся к указанному составу футеровки, в идеале включая фактическую концентрацию и температурный диапазон вашего применения.

Взвесьте логистику применения и ремонта вместе с характеристиками химикатов.Напыленные накладки, такие как FBE и полиуретан, часто можно -отремонтировать в полевых условиях с помощью совместимой системы заплат. Склеенные термопластичные муфты и цементный раствор труднее отремонтировать на месте, что важно для трубопроводов в отдаленных местах или с длительными сроками выполнения работ ремонтной бригадой - футеровка, которая немного менее химически идеальна, но пригодна для ремонта-в полевых условиях, иногда является более практичным выбором, чем тот, который требует возврата в специализированную мастерскую для любого ремонта.

Не-уточняйте слишком много.Соблазн использовать по умолчанию самую химически стойкую футеровку из доступного - ПТФЭ, например -, в качестве запаса прочности вполне понятен, но он дорог и не лишен компромиссов: некоторые футеровки с высоким-стойкостью более хрупкие или труднее поддаются ремонту, чем варианты среднего-диапазона. Приведение футеровки в соответствие с фактическими условиями эксплуатации с разумным, а не максимальным запасом обычно является более эффективным использованием бюджета проекта.

Выбор внутренней футеровки — это, в конечном счете, вопрос о химии-и-износе, на который можно ответить реальными данными о жидкости, а не состязание в популярности-типа покрытия. Внешнее покрытие трубы и ее внутренняя облицовка могут быть и часто представляют собой совершенно разные материалы, выбранные по совершенно разным причинам -, и рассмотрение их как одного решения приводит к возникновению множества отказов в эксплуатации, которых можно избежать.

Свяжитесь сейчас