Эпоксидное покрытие на основе плавления защищает водопровод от коррозии
Несмотря на то, что комбинация антикоррозионных покрытий из эпоксидной смолы, скрепленной плавлением (FBE), и износостойкого покрытия (ARO) хорошо известна в нефтяной и газовой промышленности, специалисты по городскому водоснабжению обычно не выбирают системы покрытия ARO.1 Однако в ходе недавнего проекта по прокладке водопровода внутренняя облицовка была успешно выполнена цементным раствором с применением как FBE, так и ARO, что продемонстрировало преимущества использования комбинации FBE и ARO для защиты городских водопроводных труб от коррозии.
FBE - это термореактивное порошковое покрытие на эпоксидной основе2, которое широко применяется для стальных труб, стальных арматурных стержней для бетона, резервуаров и широкого спектра трубопроводных соединений (клапанов и фитингов). Название "Склеенный сплавом" происходит от химического сшивания, происходящего в процессе нанесения, которое отличается от нанесения стандартных красок и покрытий. FBE наносится путем предварительного нагревания основы, обычно выше 205 °C (401 °F), и распыления порошкового покрытия на поверхность. Мелкие детали и фитинги можно окунать в порошок FBE, который был разжижен воздухом. При нанесении в качестве базового слоя в системе многослойного покрытия, FBE обычно называют основным слоем защиты от коррозии.
ARO - это термореактивное порошковое покрытие, наносимое поверх совместимого FBE в процессе первоначального нанесения покрытия для защиты покрытия FBE при хранении, обращении и монтаже. Сначала на поверхность трубы электростатическим способом наносится слой FBE, а затем сразу после этого во второй распылительной камере таким же образом наносится ARO. Затем двойное покрытие охлаждается и отверждается в воде. При нанесении ARO прочно соединяется с коррозионностойким базовым слоем FBE и образует прочный наружный слой, устойчивый к выдалбливанию, ударам, истиранию и проникновению. ARO улучшает адгезионные характеристики всей системы покрытия и полезен в ситуациях, когда трубу необходимо протягивать через скважину, а также когда погрузочно-разгрузочные работы, монтаж и каменистый грунт во время обратной засыпки могут повредить первичное покрытие.
Специалисты, выбирающие систему покрытий для защиты водопроводных труб, клапанов и резервуаров от коррозии, должны учитывать множество факторов, начиная с применимости покрытий для использования с питьевой водой. Покрытия FBE и ARO не содержат растворителей и основаны на технологии 100% твердых веществ. Покрытия FBE и ARO, предназначенные для контакта с питьевой водой, соответствуют или превосходят многие применимые стандарты для питьевой воды, установленные Американской ассоциацией водоснабжения (AWWA), Международной организацией по стандартизации (ISO), Американским национальным институтом стандартов (ANSI) и NSF, включая NSF/ANSI 61.3
За последние 50 с лишним лет разработчики аппликаторов FBE разработали эффективные методы, которые делают FBE и ARO экономически конкурентоспособными по сравнению с другими популярными вариантами покрытий. С тех пор как в 1960-х годах системы покрытий FBE/ARO стали коммерчески доступны в качестве покрытий для труб, они использовались во многих крупных проектах по транспортировке и распределению нефти и газа по всему миру.4 Однако недавний проект по водоснабжению демонстрирует, что система FBE/ARO может найти применение не только в нефтегазовой отрасли, например, в трубопроводах для транспортировки воды, - говорит международный член NACE Дастин Трейлор, глобальный менеджер по функциональным продуктам/менеджер по техническому обслуживанию Axalta Coating Systems (Филадельфия, Пенсильвания, США).
Как правило, трубопроводы для подачи воды сначала облицовываются изнутри, а затем покрываются снаружи, чтобы свести к минимуму повреждение внешнего покрытия при транспортировке. Наиболее распространенной облицовкой для трубопроводов для подачи воды является цементный раствор. В процессе центробежной цементной облицовки раствор распределяется по всей длине трубы с помощью выдвижной насадки, в то время как труба вращается с относительно низкой скоростью. После нанесения раствора цементную облицовку выравнивают и уплотняют, вращая трубу с более высокой скоростью (обычно от 550 до 650 оборотов в минуту) и вибрируя трубу для удаления воды и получения плотной облицовки из цементного раствора, которая находится в тесном контакте с поверхностью трубы. Исторически сложилось так, что основным препятствием для наружного покрытия водопроводных труб, облицованных цементным раствором, FBE было то, что сначала трубу необходимо было выровнять. Проблема заключалась в том, что манипулирование трубой и нагрев трубы во время нанесения FBE могут повредить облицовку из цементного раствора.
В рамках этого проекта технический персонал Axalta и производитель труб Jindal Tubular USA (Бэй Сент-Луис, Миссисипи, США) тщательно изучили процесс нанесения покрытия и предложили сначала покрыть внешнюю поверхность трубы двойным слоем FBE/ARO, а затем выровнять трубу цементным раствором. Однако этот план сработал бы только в том случае, если бы ARO защищал FBE во время процесса цементной облицовки. По словам Трейлора, процесс облицовки и оборудование для транспортировки труб могут повредить FBE и привести к чрезмерному ремонту.
Трейлор отмечает, что команда разработчиков функциональных покрытий его компании не смогла найти ни одного примера использования ARO в производстве питьевой воды. Затем производители труб и покрытий предложили владельцу трубопровода и команде инженеров-проектировщиков провести демонстрацию установки, чтобы доказать, что покрытие ARO может противостоять воздействию процесса центробежной цементации и защитить слой FBE под ним. NSF предоставила сертификат производителя покрытий Nap-Gard 7-2610 и Nap-Rock Grey ARO, которые были использованы в этом проекте.
Владелец водопровода, компания Mni Waste’ Water Co. (Игл-Батт, Южная Дакота, США), и команда инженеров проекта - Banner Associates (Су-Фолс, Южная Дакота, США); RUSTNOT Corrosion Control Services, Inc. (Бойсе, Айдахо, США); и компании Accurate Inspections (Торнтон, Колорадо, США)— были заинтересованы в этом инновационном подходе к своему проекту сегмента 1 трубопровода для очищенной воды из-за доказанного успеха покрытий FBE на рынке нефти и газа, а также их низких требований к току катодной защиты, высокой адгезия, стойкость к истиранию, физическая прочность и неэкранирующие свойства. Наличие неповрежденного, хорошо сцепленного покрытия с хорошими антикоррозийными свойствами имело решающее значение, поскольку трасса трубопровода проходила в условиях чрезвычайно агрессивного грунта с очень низким удельным сопротивлением грунта (<500 Ω-cm) and high chloride content (>4500 частей на миллион). Водопроводы обычно прокладываются глубже, чем нефте- и газопроводы (минимальная глубина составляет 6 футов [1,8 м]), и укладываются в специальную засыпку (которая может быть угловой и иметь плотность уплотнения до 95%). Для решения этих задач при монтаже наружное покрытие должно было быть прочным.
Хотя на трубопроводные покрытия FBE распространяется несколько стандартов,5-7 ни один из них не был непосредственно применим к предлагаемому двухслойному покрытию FBE/ARO. Отдел контроля качества трубного завода предложил, а команда инженеров использовала оценку покрытия FBE/ARO в соответствии с критериями Канадской ассоциации стандартов (CSA) для FBE7, которая была намного более строгой, чем оценки, обычно используемые в водной промышленности для других типов покрытий, с точки зрения о количестве и типах требуемого контроля качества и эксплуатационных испытаний, а также о критериях приемлемости испытаний.
Испытания по контролю качества на трубном заводе включали проверку на наличие солевых загрязнений и профиля поверхности, визуальный осмотр и проверку с помощью прозрачной ленты для определения чистоты поверхности трубы. Визуальный и физический контроль нанесенного покрытия включал испытание на выдержку под высоким напряжением, толщину сухой пленки, измерение твердости, испытание на падение веса, испытание на изгиб, 24-часовое выдерживание в воде, 24-часовое катодное расслоение, испытание на загрязнение с обратной стороны, а также испытание на пористость с обратной и боковой сторон. Результаты показали, что покрытие FBE/ARO соответствовало минимальным критериям тестирования CSA и оставалось в отличном, неповрежденном состоянии во время укладки цементного раствора и погрузочно-разгрузочных работ. При испытании адгезии при отрыве в соответствии со стандартом ASTM 4541,8 не было обнаружено повреждений подложки, расслоения межслойного слоя или отделения FBE от слоя ARO. Некоторые испытания на адгезию прошли при давлении почти 6000 фунтов на квадратный дюйм (41 МПа), прежде чем клей вышел из строя, что подтвердило, что система покрытия FBE/ARO плотно прилегает к поверхности трубы и к самой себе.
После того, как испытания по применению оказались успешными, оставшиеся 19 км стальной трубы диаметром 24 дюйма (610 мм) были покрыты на заводе-изготовителе труб. Номинальная толщина FBE составляла от 16 до 20 мил (от 405 до 510 мкм), в то время как номинальная толщина ARO составляла от 20 до 25 мил (от 510 до 635 мкм). Член NACE Уильям С. Спикелмайр (William S. Spickelmire) из RUSTNOT сообщил о минимальных повреждениях трубы с покрытием во время транспортировки и монтажа, за исключением нескольких случаев неправильного обращения с трубой.
†Торговое название.
Рекомендации
1 Д.Л. Трейлор, "Защита от коррозии трубопроводов питьевой воды NSF с использованием двухслойной системы FBE", Конференция по покрытию трубопроводов в 2017 году (Хьюстон, Техас: AMI, 2017).
2 “Эпоксидное покрытие на основе термопластичной смолы,” Википедия, свободная энциклопедия, https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_bonded_epoxy_coating (22 марта 2018 г.).
3 NSF/ANSI 61, "Компоненты системы питьевого водоснабжения", "Воздействие на здоровье" (Анн-Арбор, Мичиган: NSF International, 2016).
4 Дж.Г. Дикерсон, “FBE развивается, чтобы удовлетворить потребности промышленности в защите трубопроводов,” Трубопроводы и газ, выпуск3, 67 (2001): стр. 6.
5 Стандарт NACE SPO394-2013, “Применение, эксплуатационные характеристики и контроль качества однослойного наружного покрытия труб из эпоксидной смолы, нанесенного на заводе-изготовителе ” (Хьюстон, Техас: NACE International, 2013).
6 AWWA C213-15, “Эпоксидные покрытия и накладки на основе термической обработки для стальных водопроводных труб и фитингов ” (Денвер, Колорадо: AWWA, 2015).
7 Стандарт CSA Z245.20 "Наружные покрытия для стальных труб, наносимые на заводе" (Миссиссога, Канада: CSA, 2012).
8 ASTM 4541-09, "Стандартный метод испытания покрытий на прочность при отрыве с использованием портативных тестеров адгезии" (Уэст-Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International).
Источник: Дастин Трейлор, Axalta Coating Systems, электронная почта: dustin.traylor@axaltacs.com, веб-сайт: www.axaltacs.com; и Уильям С. Спикелмайр, RUSTNOT Corrosion Control Services, электронная почта: bspickelmire@rustnotconsulting.com. Особая благодарность Mni Waste’ Water Co. и Banner Associates за разрешение подвести итоги этого проекта по строительству водопровода с покрытием FBE/ARO.
Долгосрочные преимущества использования резервуаров из нержавеющей стали в производстве химикатов Industry.docx
В химической промышленности выбор правильных решений для хранения имеет решающее значение для обеспечения безопасности, надежности и долгосрочной устойчивости. Резервуары из нержавеющей стали высоко ценятся за их долговечность и универсальность при работе с широким спектром химических веществ. В этой статье мы рассмотрим основные преимущества и области применения резервуаров из нержавеющей стали в химической промышленности и объясним, почему многие компании выбирают именно их.
