מטרת חומרי הציפוי
ציפוי המשטח החיצוני של צינורות פלדה הוא קריטי למניעת חלודה. חלודה על פני השטח של צינורות פלדה יכולה להשפיע באופן משמעותי על הפונקציונליות, האיכות והמראה החזותי שלהם. לפיכך, לתהליך הציפוי יש השפעה ניכרת על האיכות הכוללת של מוצרי צינורות פלדה.
-
דרישות לחומרי ציפוי
בהתאם לתקנים שקבע המכון האמריקאי לנפט, צינורות פלדה צריכים לעמוד בפני קורוזיה למשך שלושה חודשים לפחות. עם זאת, הדרישה לתקופות ארוכות יותר של עמידות בפני חלודה גברה, כאשר משתמשים רבים דורשים עמידות למשך 3 עד 6 חודשים בתנאי אחסון חיצוניים. מלבד דרישת אורך החיים, משתמשים מצפים שציפויים ישמרו על משטח חלק, פיזור אחיד של חומרים נוגדי קורוזיה ללא דילוגים או טפטופים שעלולים לפגוע באיכות הראייה.
-
סוגי חומרי ציפוי והיתרונות והחסרונות שלהם
ברשתות צינורות תת-קרקעיות עירוניות,צינורות פלדהמשמשים יותר ויותר להובלת גז, נפט, מים ועוד. הציפויים לצינורות אלה התפתחו מחומרי אספלט מסורתיים לחומרי שרף פוליאתילן ושרף אפוקסי. השימוש בציפויי שרף פוליאתילן החל בשנות ה-80, ועם יישומים מגוונים, הרכיבים ותהליכי הציפוי עברו שיפורים הדרגתיים.
3.1 ציפוי אספלט נפט
ציפוי אספלט נפט, שכבה מסורתית נגד קורוזיה, מורכב משכבות אספלט נפט, מחוזקות בבד פיברגלס וסרט מגן חיצוני מפוליוויניל כלוריד. הוא מציע איטום מעולה, הידבקות טובה למשטחים שונים וחסכוניות. עם זאת, יש לו חסרונות, כולל רגישות לשינויי טמפרטורה, שבירות בטמפרטורות נמוכות, נטייה להזדקנות ולסדקים, במיוחד בתנאי קרקע סלעית, מה שמצריך אמצעי הגנה נוספים ועלויות מוגברות.
3.2 ציפוי אפוקסי של זפת פחם
אפוקסי זפת פחם, העשוי משרף אפוקסי ואספלט זפת פחם, מציג עמידות מצוינת למים ולכימיקלים, עמידות בפני קורוזיה, הידבקות טובה, חוזק מכני ותכונות בידוד. עם זאת, הוא דורש זמן ייבוש ארוך יותר לאחר היישום, מה שהופך אותו רגיש להשפעות שליליות של תנאי מזג אוויר בתקופה זו. יתר על כן, המרכיבים השונים המשמשים במערכת ציפוי זו דורשים אחסון מיוחד, מה שמגדיל את העלויות.
3.3 ציפוי אבקה אפוקסי
ציפוי אבקה אפוקסי, שהוצג לראשונה בשנות ה-60, כרוך בריסוס אבקה אלקטרוסטטי על משטחי צינורות שעברו טיפול ומחוממים מראש, ויוצר שכבה צפופה נגד קורוזיה. יתרונותיו כוללים טווח טמפרטורות רחב (-60°C עד 100°C), הידבקות חזקה, עמידות טובה להתפרקות קתודית, פגיעות, גמישות ונזקי ריתוך. עם זאת, שכבת הציפוי הדקה שלו הופכת אותו לפגיע לנזקים ודורשת טכניקות ייצור וציוד מתוחכמים, מה שמציב אתגרים ביישום בשטח. בעוד שהוא מצטיין בהיבטים רבים, הוא נופל בהשוואה לפוליאתילן מבחינת עמידות בחום והגנה כוללת מפני קורוזיה.
3.4 ציפוי פוליאתילן נגד קורוזיה
פוליאתילן מציע עמידות מצוינת בפני פגיעות וקשיות גבוהה יחד עם טווח טמפרטורות רחב. הוא נמצא בשימוש נרחב באזורים קרים כמו רוסיה ומערב אירופה לצנרת בשל גמישותו ועמידותו המעולים בפני פגיעות, במיוחד בטמפרטורות נמוכות. עם זאת, נותרו אתגרים ביישומו על צינורות בקוטר גדול, שבהם עלולים להתרחש סדקים במאמץ, וחדירת מים עלולה להוביל לקורוזיה מתחת לציפוי, מה שמצריך מחקר נוסף ושיפורים בחומרים ובטכניקות היישום.
3.5 ציפוי כבד נגד קורוזיה
ציפויים כבדים נגד קורוזיה מספקים עמידות משופרת משמעותית בפני קורוזיה בהשוואה לציפויים סטנדרטיים. הם מפגינים יעילות ארוכת טווח גם בתנאים קשים, עם אורך חיים של מעל 10 עד 15 שנים בסביבות כימיות, ימיות וממסות, ומעל 5 שנים בתנאים חומציים, בסיסיים או מלוחים. ציפויים אלה בדרך כלל בעלי עובי שכבה יבשה הנע בין 200 מיקרון ל-2000 מיקרון, מה שמבטיח הגנה ועמידות מעולות. הם נמצאים בשימוש נרחב במבנים ימיים, ציוד כימי, מיכלי אחסון וצנרת.
-
בעיות נפוצות עם חומרי ציפוי
בעיות נפוצות בציפויים כוללות יישום לא אחיד, טפטוף של חומרים נוגדי קורוזיה ויצירת בועות.
(1) ציפוי לא אחיד: פיזור לא אחיד של חומרים נוגדי קורוזיה על פני הצינור גורם לאזורים עם עובי ציפוי מוגזם, מה שמוביל לבזבוז, בעוד שאזורים דקים או לא מצופים מפחיתים את יכולת ה-Negative Corrosion של הצינור.
(2) טפטוף של חומרים נוגדי קורוזיה: תופעה זו, שבה חומרים נוגדי קורוזיה מתמצקים כטיפות על פני הצינור, משפיעה על האסתטיקה מבלי לפגוע ישירות בעמידות בפני קורוזיה.
(3) היווצרות בועות: אוויר הלכוד בתוך החומר נוגד קורוזיה במהלך היישום יוצר בועות על פני הצינור, דבר המשפיע הן על המראה והן על יעילות הציפוי.
-
ניתוח בעיות איכות ציפוי
כל בעיה נובעת ממגוון סיבות, נגרמת על ידי מגוון גורמים; וצרור צינורות פלדה המודגש על ידי איכות הבעיה יכול להיות גם שילוב של כמה. ניתן לחלק את הגורמים לציפוי אחיד באופן גס לשני סוגים, האחד הוא תופעה לא אחידה הנגרמת מריסוס לאחר שצינור הפלדה נכנס לקופסת הציפוי; השני הוא תופעה לא אחידה הנגרמת מאי ריסוס.
הסיבה לתופעה הראשונה היא כמובן קלה להבנה, כאשר צינור הפלדה נכנס לקופסת הציפוי בסיבוב של 360 מעלות סביב סך של 6 אקדחים (קו המארז מכיל 12 אקדחים) לצורך ריסוס. אם גודל הזרימה של כל אקדח המרוסס שונה, הדבר יוביל לפיזור לא אחיד של חומר נוגד קורוזיה על פני השטח השונים של צינור הפלדה.
הסיבה השנייה היא שישנן סיבות נוספות לתופעת הציפוי הלא אחידה מלבד גורם הריסוס. ישנם גורמים רבים, כגון חלודה הנכנסת לצינורות פלדה, חספוס, כך שקשה לפזר את הציפוי באופן שווה; על פני צינור הפלדה נותרת מדידת לחץ מים כאשר האמולסיה נמשכת, הפעם הציפוי נובע ממגע עם האמולסיה, כך שקשה לחומר משמר להיצמד לפני השטח של צינור הפלדה, כך שאין ציפוי של חלקי צינור הפלדה באמולסיה, וכתוצאה מכך הציפוי של כל צינור הפלדה אינו אחיד.
(1) הסיבה לתליית טיפות של חומר נגד קורוזיה. חתך הרוחב של צינור הפלדה הוא עגול, בכל פעם שהחומר נגד קורוזיה מרוסס על פני השטח של צינור הפלדה, החומר נגד קורוזיה בחלקו העליון ובקצהו יזרום לחלקו התחתון עקב גורם הכבידה, מה שיוצר תופעת של נפילה תלויה. היתרון הוא שיש ציוד תנור בקו ייצור הציפויים של מפעל צינורות הפלדה, שיכול לחמם ולגבש את החומר נגד קורוזיה המרוסס על פני השטח של צינור הפלדה בזמן ולהפחית את נוזליות החומר נגד קורוזיה. עם זאת, אם צמיגות החומר נגד קורוזיה אינה גבוהה; לא מתבצע חימום בזמן לאחר הריסוס; או טמפרטורת החימום אינה גבוהה; הפיה אינה במצב עבודה תקין וכו', זה יוביל לתליית טיפות של חומר נגד קורוזיה.
(2) גורמים להקצפת נגד קורוזיה. עקב לחות האוויר בסביבת ההפעלה, פיזור הצבע מוגזם, וירידת הטמפרטורה בתהליך הפיזור תגרום לתופעת בועות בחומר המשמר. סביבת לחות אוויר, תנאי טמפרטורה נמוכים יותר, ריסוס חומרים משמרים בטיפות זעירות יובילו לירידה בטמפרטורה. המים באוויר עם לחות גבוהה יותר לאחר ירידת הטמפרטורה יתעבו ויצרו טיפות מים עדינות המעורבות בחומר המשמר, ובסופו של דבר חודרות לחלק הפנימי של הציפוי, וכתוצאה מכך נוצרות שלפוחיות בציפוי.
זמן פרסום: 15 בדצמבר 2023