Tecnologia di isolamento dei tubi interni: materiali di rivestimento e proprietà dello strato protettivo
Esistono tre tipi di strati protettivi applicati all'interno delle tubazioni che trasportano mezzi liquidi o gassosi (a seconda dello scopo). Il primo tipo comprende l'isolamento interno anticorrosivo dei tubi di acciaio, il secondo un rivestimento liscio. La terza opzione è una struttura complessa che migliora la resistenza della tubazione alle sollecitazioni meccaniche.
Il contenuto dell'articolo:
La storia della creazione di questo tipo di isolamento
Fino alla metà degli anni '70 del XIX secolo, il trattamento della superficie interna dei tubi metallici veniva effettuato mediante CPI (isolamento cemento-sabbia). Tecnologia di isolamento pitture e vernici a base di resine epossidiche testato per la prima volta al Volzhsky TZ. Dal 1975, in un'impresa avviata di recente (1970), è stato messo in funzione un laboratorio per l'applicazione di uno strato anticorrosivo esterno. Nel primo anno di attività furono prodotte oltre un milione di unità di prodotti.
L'impresa è stata completata esterno e isolamento interno di tubi di acciaio con un diametro di 53-142 cm Le attività di produzione sono state risolte in collaborazione con l'impianto di verniciatura e verniciatura di Yaroslavl, da cui venivano forniti materiali in polvere.
Oltre alla Russia, la tecnologia dell'isolamento epossidico dei tubi metallici rimane la principale in:
- Asia (India, Cina);
- Nord America (USA, Canada);
- nell'Africa meridionale (Sudafrica).
Materiali alternativi per la protezione anticorrosione sono i polimeri (PE, PP, PU), miscele di smalto ai silicati e altre composizioni bicomponenti.
Tipi di isolamento epossidico prodotto in fabbrica
La classificazione dei rivestimenti protettivi per condotte viene effettuata in base alla loro composizione, numero di strati e metodo di applicazione. Il processo di isolamento interno “liquido” dei tubi di acciaio è caratterizzato da una tecnologia semplice. La polimerizzazione della composizione avviene a 60-70 ° C per diverse ore.
Quando si spruzza la composizione in polvere, è necessario un ulteriore riscaldamento della superficie a 190-210 °C. La polimerizzazione alla fine richiede più tempo. Argomenti a favore della tecnologia delle polveri:
- maggiore produttività;
- gamma più ampia di modifiche in relazione al mezzo trasportato;
- più sicuro per l'ambiente.
La scelta tra metodi “liquidi” e in polvere è rilevante per le nuove imprese. Le restanti fabbriche operano utilizzando la tecnologia per la quale dispongono già di attrezzature installate.
Struttura isolante interna
I rivestimenti epossidici e complessi vengono applicati ai tubi metallici in 1-3 strati. La zona di saldatura sulla superficie interna viene lavorata separatamente. È chiuso con un giunto in acciaio protetto da uno strato epossidico su entrambi i lati.
La struttura dell'isolamento interno influisce sui parametri tecnici, sulla durata e sull'ambito di funzionamento della futura autostrada:
- Il rivestimento singolo è adatto per tubi di piccolo e medio diametro. L'ambito di applicazione dei prodotti è limitato dalla temperatura dell'ambiente di lavoro - non superiore a 80 °C.
- Due strati. L'isolamento è formato da un rivestimento anticorrosivo (320 micron) e protettivo (440-750 micron). Ha una maggiore resistenza agli urti e agli ambienti aggressivi (del 31%) e riduce la rugosità superficiale del 16%. È consentito il funzionamento in aree “calde” (superiori a 80 °C).
- Triplice. Il "primer" epossidico è completato da due strati di polietilene. È caratterizzato da durabilità e maggiore adesione.
La tecnologia per formare un rivestimento combinato è stata sviluppata da Simitomo Metal Ind. Innanzitutto viene applicata una composizione complessa di varie resine. Lo spessore della “base” è di 100-300 micron.
La struttura è dominata dalla resina epossidica, che ha un'elevata adesione ai metalli e ai polimeri PE. La superficie porosa della base aumenta l'adesione all'acciaio e ai successivi strati di isolamento interno del tubo. Le ulteriori strutture polimeriche applicate sono resistenti alla maggior parte degli acidi e aumentano il grado di protezione contro i danni meccanici.
Proprietà positive dell'isolamento epossidico
Le tubazioni con rivestimento protettivo interno hanno aumentato la produttività e la durata. Un altro punto importante è che il costo della manutenzione annuale è ridotto.
L'isolamento interno diretto dei tubi in acciaio aiuta a ridurre la cristallizzazione e la deposizione di cera. Il costo totale della pulizia dell'autostrada è ridotto del 54-75%. La cifra esatta dipende dal tipo di mezzo di distillazione.
Altri vantaggi dell'isolamento epossidico:
- l'elevata resistenza al calore aumenta il limite della temperatura operativa fino a 80 °C, con una determinata composizione – fino a 110 °C;
- la composizione e la qualità delle sostanze trasportate vengono preservate;
- maggiore resistenza al distacco catodico – non sono stati registrati casi di tensocorrosione;
- i costi energetici sono ridotti grazie alla diminuzione della rugosità della superficie interna;
- il tempo di installazione della tubazione è ridotto: lo strato epossidico richiede meno tempo per asciugarsi dopo le prove;
- rispetto degli standard ambientali: l'isolamento non contiene catrame di carbone;
- viene eliminata la formazione di depositi minerali - i guasti delle valvole e di altre valvole di intercettazione sono ridotti al minimo;
- Le pareti in acciaio della tubazione non si corrodono, il che aumenta la durata.
L'ultimo punto è particolarmente importante quando si trasportano sostanze aggressive. Il tasso di corrosione generale è di 0,01-0,4 mm/anno. L’indicatore locale è ancora più alto: 6 mm/anno.
I composti epossidici utilizzati non contengono resine tossiche o altre sostanze pericolose per la salute umana. Inoltre x l'applicazione impedisce la formazione di colonie di microrganismi. Le proprietà elencate consentono l'utilizzo di condotte per la fornitura di acqua potabile e nell'industria alimentare.
Lo svantaggio della tecnologia epossidica è la sua bassa resistenza agli urti. Pertanto, i tubi con isolamento monostrato richiedono particolare attenzione durante l'installazione e il trasporto.
Caratteristiche del rivestimento CPI
L'isolamento in sabbia di cemento fornisce inizialmente resistenza ai danni meccanici e agli urti. La protezione chimica si attiva la prima volta che la sostanza trasportata attraversa l'autostrada. Il flusso del fluido influisce sul CPI. I grani più piccoli di isolante vengono pressati e sparsi sulla superficie dell'acciaio, riempiendo i pori sulle pareti della tubazione. Il processo è accompagnato dalla formazione di idrossido di calcio, che sopprime completamente la corrosione.
Lo spessore dello strato isolante è di 4-16 mm lungo la lunghezza del tubo e di 3 mm in corrispondenza delle saldature. La resistenza alla compressione del rivestimento CPI non è inferiore a 445 MPa. Le uniche fonti di distruzione del metallo sono l'invecchiamento e i danni meccanici.
Conclusione
L'isolamento anticorrosivo interno dei tubi di acciaio viene effettuato con una composizione di cemento-sabbia, rivestimenti polimerici o vernicianti a base di resine epossidiche. La procedura garantisce un'elevata qualità delle sostanze trasportate nel punto di consegna.La vita utile dell'autostrada aumenta e i costi di manutenzione si riducono.
I rivestimenti applicati prevengono la formazione di depositi minerali, biologici e paraffinici. Ciò amplia l'ambito di utilizzo delle tubazioni e consente di risparmiare sul consumo energetico.
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Isolamento epossidico sulla superficie interna dei tubi nel video.
