การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนพื้นผิวสำหรับท่อเหล็ก: คำอธิบายเชิงลึก


  1. วัตถุประสงค์ของวัสดุเคลือบ

การเคลือบพื้นผิวภายนอกของท่อเหล็กเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันสนิม การเกิดสนิมบนพื้นผิวของท่อเหล็กอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งาน คุณภาพ และรูปลักษณ์ภายนอก ดังนั้น กระบวนการเคลือบจึงส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์ท่อเหล็ก

  1. ข้อกำหนดสำหรับวัสดุเคลือบ

ตามมาตรฐานที่กำหนดโดยสถาบันปิโตรเลียมแห่งสหรัฐอเมริกา ท่อเหล็กควรทนทานต่อการกัดกร่อนได้อย่างน้อยสามเดือน อย่างไรก็ตาม ความต้องการใช้ผลิตภัณฑ์ป้องกันสนิมที่มีระยะเวลานานขึ้นได้เพิ่มสูงขึ้น โดยผู้ใช้หลายรายต้องการความทนทาน 3 ถึง 6 เดือนในการเก็บรักษากลางแจ้ง นอกจากข้อกำหนดเรื่องอายุการใช้งานที่ยาวนานแล้ว ผู้ใช้ยังคาดหวังว่าสารเคลือบจะคงพื้นผิวที่เรียบเนียน กระจายตัวของสารป้องกันการกัดกร่อนอย่างสม่ำเสมอ โดยไม่เกิดการสะดุดหรือหยดลงบนพื้นผิวที่อาจส่งผลต่อคุณภาพการมองเห็น

ท่อเหล็ก
  1. ประเภทของวัสดุเคลือบผิวและข้อดีข้อเสีย

ในเครือข่ายท่อใต้ดินในเมืองท่อเหล็กมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในการขนส่งก๊าซ น้ำมัน น้ำ และอื่นๆ สารเคลือบท่อเหล่านี้ได้พัฒนาจากวัสดุแอสฟัลต์แบบดั้งเดิมไปเป็นเรซินโพลีเอทิลีนและวัสดุเรซินอีพอกซี การใช้สารเคลือบเรซินโพลีเอทิลีนเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 และด้วยการใช้งานที่หลากหลาย ส่วนประกอบและกระบวนการเคลือบจึงได้รับการพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไป

3.1 การเคลือบยางมะตอยปิโตรเลียม

การเคลือบยางมะตอยปิโตรเลียม ซึ่งเป็นชั้นป้องกันการกัดกร่อนแบบดั้งเดิม ประกอบด้วยชั้นยางมะตอยปิโตรเลียมเสริมด้วยผ้าไฟเบอร์กลาสและฟิล์มโพลีไวนิลคลอไรด์ป้องกันภายนอก มีคุณสมบัติกันน้ำที่ดีเยี่ยม ยึดเกาะพื้นผิวต่างๆ ได้ดี และคุ้มค่า อย่างไรก็ตาม การเคลือบยางมะตอยปิโตรเลียมยังมีข้อเสียหลายประการ เช่น อ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เปราะบางในอุณหภูมิต่ำ และมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพและแตกร้าวได้ง่าย โดยเฉพาะในสภาพดินที่เป็นหิน ซึ่งทำให้จำเป็นต้องใช้มาตรการป้องกันเพิ่มเติมและต้นทุนที่สูงขึ้น

 

3.2 การเคลือบอีพอกซีทาร์ถ่านหิน

อีพ็อกซี่ทาร์ถ่านหิน ผลิตจากเรซินอีพ็อกซี่และยางมะตอยถ่านหิน มีคุณสมบัติต้านทานน้ำและสารเคมีได้ดีเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อน ยึดเกาะได้ดี มีความแข็งแรงเชิงกล และมีคุณสมบัติเป็นฉนวน อย่างไรก็ตาม ต้องใช้เวลาบ่มนานหลังการใช้งาน จึงอาจได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศในช่วงเวลาดังกล่าว นอกจากนี้ ส่วนประกอบต่างๆ ที่ใช้ในระบบเคลือบนี้จำเป็นต้องได้รับการจัดเก็บเป็นพิเศษ ซึ่งทำให้ต้นทุนสูงขึ้น

 

3.3 การเคลือบผงอีพ็อกซี

การเคลือบผงอีพ็อกซี่ ซึ่งเปิดตัวในช่วงทศวรรษ 1960 ใช้วิธีพ่นผงด้วยไฟฟ้าสถิตลงบนพื้นผิวท่อที่ผ่านการปรับสภาพและอุ่นไว้ล่วงหน้า ทำให้เกิดชั้นป้องกันการกัดกร่อนที่หนาแน่น ข้อดีของการเคลือบผงอีพ็อกซี่ ได้แก่ ช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-60°C ถึง 100°C) การยึดเกาะที่แข็งแรง ความต้านทานต่อการแยกตัวของแคโทดิก แรงกระแทก ความยืดหยุ่น และความเสียหายจากการเชื่อมที่ดี อย่างไรก็ตาม ฟิล์มที่บางกว่าทำให้เกิดความเสียหายได้ง่ายและต้องใช้เทคนิคการผลิตและอุปกรณ์ที่ทันสมัย ​​ซึ่งเป็นความท้าทายในการใช้งานจริง แม้ว่าจะมีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ แต่ก็ยังต่ำกว่าโพลีเอทิลีนในแง่ของความทนทานต่อความร้อนและการป้องกันการกัดกร่อนโดยรวม

 

3.4 การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนโพลีเอทิลีน

โพลีเอทิลีนมีความทนทานต่อแรงกระแทกและความแข็งสูงเป็นเลิศ พร้อมช่วงอุณหภูมิที่กว้าง โพลีเอทิลีนถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในพื้นที่หนาวเย็น เช่น รัสเซียและยุโรปตะวันตกสำหรับท่อส่ง เนื่องจากความยืดหยุ่นและความทนทานต่อแรงกระแทกที่เหนือกว่า โดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความท้าทายในการใช้งานกับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ซึ่งอาจเกิดการแตกร้าวจากแรงเค้น และน้ำที่ซึมเข้าอาจนำไปสู่การกัดกร่อนใต้ผิวเคลือบ จึงจำเป็นต้องมีการวิจัยและปรับปรุงวัสดุและเทคนิคการใช้งานเพิ่มเติม

 

3.5 การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนแบบหนา

สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนชนิดหนาพิเศษให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนที่เหนือกว่าสารเคลือบมาตรฐานอย่างเห็นได้ชัด มีประสิทธิภาพยาวนานแม้ในสภาวะที่รุนแรง มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 10-15 ปี ในสภาพแวดล้อมทางเคมี ทางทะเล และตัวทำละลาย และยาวนานกว่า 5 ปี ในสภาวะที่เป็นกรด ด่าง หรือน้ำเกลือ โดยทั่วไปแล้ว สารเคลือบเหล่านี้จะมีความหนาของฟิล์มแห้งตั้งแต่ 200 ไมโครเมตร ถึง 2,000 ไมโครเมตร จึงมั่นใจได้ถึงการปกป้องและความทนทานที่เหนือกว่า สารเคลือบเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างทางทะเล อุปกรณ์เคมี ถังเก็บ และท่อส่ง

ท่อเหล็กไร้รอยต่อ
  1. ปัญหาทั่วไปเกี่ยวกับวัสดุเคลือบ

ปัญหาทั่วไปของการเคลือบ ได้แก่ การเคลือบผิวที่ไม่สม่ำเสมอ สารป้องกันการกัดกร่อนหยดลงมา และการเกิดฟองอากาศ

(1) การเคลือบที่ไม่สม่ำเสมอ: การกระจายตัวของสารป้องกันการกัดกร่อนที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวท่อ ส่งผลให้เกิดพื้นที่ที่มีความหนาของการเคลือบมากเกินไป ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลือง ในขณะที่พื้นที่บางหรือไม่ได้เคลือบจะทำให้ความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อนของท่อลดลง

(2) การหยดของสารป้องกันการกัดกร่อน: ปรากฏการณ์ที่สารป้องกันการกัดกร่อนแข็งตัวเป็นหยดๆ บนพื้นผิวท่อ ส่งผลกระทบต่อความสวยงามแต่ไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อความทนทานต่อการกัดกร่อน

(3) การเกิดฟองอากาศ: อากาศที่ติดอยู่ภายในสารป้องกันการกัดกร่อนระหว่างการใช้งาน ทำให้เกิดฟองอากาศบนพื้นผิวท่อ ส่งผลต่อทั้งรูปลักษณ์และประสิทธิภาพของการเคลือบ

  1. การวิเคราะห์ปัญหาคุณภาพการเคลือบ

ปัญหาทุกอย่างเกิดขึ้นจากหลายสาเหตุ มักเกิดจากปัจจัยหลายประการ และท่อเหล็กที่มีปัญหาคุณภาพก็อาจเกิดจากหลายสาเหตุร่วมกัน สาเหตุของการเคลือบที่ไม่สม่ำเสมอสามารถแบ่งได้คร่าวๆ เป็นสองประเภท ประเภทแรกคือความไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากการพ่นสีหลังจากท่อเหล็กเข้าไปในกล่องเคลือบ และประเภทที่สองคือความไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากการไม่พ่นสี

สาเหตุของปรากฏการณ์แรกนั้นเห็นได้ชัดเจน เนื่องมาจากอุปกรณ์พ่นเคลือบ เมื่อนำท่อเหล็กเข้าไปในกล่องพ่นเคลือบแบบ 360 องศา จะมีปืนพ่นทั้งหมด 6 กระบอก (ท่อปลอกมี 12 กระบอก) สำหรับการพ่น หากปืนพ่นแต่ละกระบอกมีขนาดการไหลที่แตกต่างกัน จะทำให้การกระจายตัวของสารป้องกันการกัดกร่อนไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวต่างๆ ของท่อเหล็ก

เหตุผลที่สองคือ นอกจากปัจจัยการพ่นแล้ว ยังมีสาเหตุอื่นๆ ที่ทำให้การเคลือบไม่สม่ำเสมออีกด้วย มีหลายปัจจัย เช่น สนิมที่เข้ามาจากท่อเหล็ก ความหยาบของผิว ทำให้การเคลือบยากต่อการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ พื้นผิวท่อเหล็กมีแรงดันน้ำหลงเหลืออยู่เมื่ออิมัลชันสัมผัสกับอิมัลชัน ทำให้สารกันเสียเกาะติดผิวท่อเหล็กได้ยาก ส่งผลให้ไม่มีการเคลือบบนชิ้นส่วนท่อเหล็กของอิมัลชัน ส่งผลให้การเคลือบของท่อเหล็กโดยรวมไม่สม่ำเสมอ

(1) สาเหตุที่สารป้องกันการกัดกร่อนหยดลงบนพื้นผิว ท่อเหล็กมีหน้าตัดเป็นทรงกลม ทุกครั้งที่ฉีดพ่นสารป้องกันการกัดกร่อนลงบนพื้นผิว สารป้องกันการกัดกร่อนที่ส่วนบนและขอบจะไหลลงสู่ส่วนล่างเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ทำให้เกิดปรากฏการณ์หยดลงบนพื้นผิว ข้อดีคือมีอุปกรณ์เตาอบในสายการผลิตเคลือบของโรงงานผลิตท่อเหล็ก ซึ่งสามารถให้ความร้อนและทำให้สารป้องกันการกัดกร่อนที่ฉีดพ่นบนพื้นผิวท่อเหล็กแข็งตัวได้ทันเวลา และลดความลื่นไหลของสารป้องกันการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม หากสารป้องกันการกัดกร่อนมีความหนืดต่ำ ไม่ได้รับความร้อนอย่างทันท่วงทีหลังการฉีดพ่น หรืออุณหภูมิความร้อนไม่สูง หัวฉีดอยู่ในสภาพการทำงานที่ไม่ดี ฯลฯ สารป้องกันการกัดกร่อนจะหยดลงบนพื้นผิว

(2) สาเหตุของการเกิดฟองอากาศป้องกันการกัดกร่อน เนื่องจากสภาพแวดล้อมของพื้นที่ปฏิบัติงานที่มีความชื้นสูง การกระจายตัวของสีจึงมากเกินไป การลดลงของอุณหภูมิในกระบวนการกระจายตัวจะทำให้เกิดปรากฏการณ์ฟองอากาศของสารกันเสีย สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง อุณหภูมิต่ำ สารกันเสียที่พ่นออกมาเป็นหยดเล็กๆ จะทำให้อุณหภูมิลดลง น้ำในอากาศที่มีความชื้นสูงหลังจากอุณหภูมิลดลงจะควบแน่นเป็นหยดน้ำละเอียดผสมกับสารกันเสีย และในที่สุดก็จะเข้าไปในชั้นเคลือบ ทำให้เกิดปรากฏการณ์ฟองอากาศของสารกันเสีย


เวลาโพสต์: 15 ธันวาคม 2566