Tecnologia de isolamento interno de tubos - materiais de revestimento e propriedades da camada protetora

Existem três tipos de camadas protetoras aplicadas no interior de dutos que transportam meios líquidos ou gasosos (dependendo da finalidade). O primeiro tipo inclui isolamento interno anticorrosivo de tubos de aço, o segundo - um revestimento liso. A terceira opção é uma estrutura complexa que aumenta a resistência da tubulação aos esforços mecânicos.

A história da criação deste tipo de isolamento

Até meados da década de 70 do século XIX, o tratamento da superfície interna dos tubos metálicos era realizado por CPI (isolamento cimento-areia). Tecnologia de isolamento tintas e vernizes à base de resinas epóxi testado pela primeira vez no Volzhsky TZ. Desde 1975, em um empreendimento inaugurado recentemente (1970), está em funcionamento uma oficina para aplicação de camada externa anticorrosiva. No primeiro ano de operação, foram produzidas mais de um milhão de unidades de produtos.

O empreendimento realizou completa externo e isolamento interno de tubos de aço com diâmetro de 53 a 142 cm.As tarefas de produção foram resolvidas em parceria com a fábrica de tintas e vernizes de Yaroslavl, de onde foram fornecidos os materiais em pó.

Além da Rússia, a tecnologia de isolamento epóxi de tubos metálicos continua sendo a principal em:

• Ásia (Índia, China);
• América do Norte (EUA, Canadá);
• na África Austral (África do Sul).

Materiais alternativos para proteção anticorrosiva são polímeros (PE, PP, PU), mistura de silicato-esmalte e outras composições de dois componentes.

Tipos de isolamento epóxi feito de fábrica

A classificação dos revestimentos protetores para dutos é realizada de acordo com sua composição, número de camadas e método de aplicação. O processo de isolamento interno “líquido” de tubos de aço é caracterizado por uma tecnologia simples. A polimerização da composição ocorre a 60-70°C durante várias horas.

Ao pulverizar a composição em pó, é necessário aquecimento adicional da superfície a 190-210 °C. Em última análise, a polimerização leva mais tempo. Argumentos a favor da tecnologia do pó:

• Maior produtividade;
• maior gama de modificações em relação ao meio transportado;
• mais seguro para o meio ambiente.

A escolha entre métodos “líquidos” e em pó é relevante para novos empreendimentos. As demais fábricas operam com tecnologia para a qual já possuem equipamentos instalados.

Estrutura de isolamento interno

Revestimentos epóxi e complexos são aplicados em tubos de metal em 1-3 camadas. A zona de solda na superfície interna é processada separadamente. É fechado com um engate de aço protegido por uma camada de epóxi em ambas as faces.

A estrutura do isolamento interno afeta os parâmetros técnicos, vida útil e escopo de operação da futura rodovia:

1. O revestimento único é adequado para tubos de pequeno e médio diâmetro. O âmbito de aplicação dos produtos é limitado pela temperatura do ambiente de trabalho - não superior a 80 °C.
2. Duas camadas. O isolamento é formado por um revestimento anticorrosivo (320 mícrons) e protetor (440-750 mícrons). Aumentou a resistência a impactos e ambientes agressivos (em 31%) e reduz a rugosidade superficial em 16%. É permitida a operação em áreas “quentes” (acima de 80 °C).
3. Tríplice. O “primer” epóxi é complementado por duas camadas de polietileno. É caracterizado pela durabilidade e maior adesão.

A tecnologia para formar um revestimento combinado foi desenvolvida pela Simitomo Metal Ind. Primeiro, é aplicada uma composição complexa de várias resinas. A espessura da “base” é de 100-300 mícrons.

A estrutura é dominada por resina epóxi, que possui alta adesão a metais e polímeros PE. A superfície porosa da base aumenta a adesão ao aço e às camadas subsequentes de isolamento interno do tubo. As estruturas poliméricas aplicadas posteriormente são resistentes à maioria dos ácidos e aumentam o grau de proteção contra danos mecânicos.

Propriedades positivas do isolamento epóxi

Tubulações com revestimento protetor interno aumentaram o rendimento e a vida útil. Outro ponto importante é que o custo da sua manutenção anual é reduzido.

O isolamento interno direto dos tubos de aço ajuda a reduzir a cristalização e a deposição de cera. O custo total de limpeza da rodovia é reduzido em 54-75%. O valor exato depende do tipo de meio de destilação.

Outras vantagens do isolamento epóxi:

• alta resistência ao calor aumenta o limite de temperatura operacional para 80 °C, com uma determinada composição – até 110 °C;
• a composição e a qualidade das substâncias transportadas são preservadas;
• maior resistência ao descolamento catódico – não foram registrados casos de corrosão sob tensão;
• os custos de energia são reduzidos devido à diminuição da rugosidade da superfície interna;
• o tempo de instalação da tubulação é reduzido - a camada epóxi requer menos tempo para secar após os testes;
• cumprimento das normas ambientais - o isolamento não contém alcatrão de carvão;
• a formação de depósitos minerais é eliminada - a falha de válvulas e outras válvulas de corte é minimizada;
• As paredes de aço da tubulação não sofrem corrosão, o que aumenta a vida útil.

O último ponto é especialmente importante no transporte de substâncias agressivas. A taxa de corrosão geral é de 0,01-0,4 mm/ano. O indicador local é ainda maior – 6 mm/ano.

Os compostos epóxi utilizados não contêm resinas tóxicas ou outras substâncias perigosas para a saúde humana. Além disso, a aplicação x evita a formação de colônias de microrganismos. As propriedades listadas permitem a utilização de dutos para abastecimento de água potável e na indústria alimentícia.

A desvantagem da tecnologia epóxi é a sua baixa resistência ao impacto. Portanto, tubos com isolamento de camada única requerem atenção especial durante a instalação e transporte.

Características do revestimento CPI

O isolamento de cimento-areia inicialmente fornece resistência a danos mecânicos e choques. A proteção química é acionada na primeira passagem da substância transportada pela rodovia. O fluxo de fluido afeta o IPC. Os menores grãos de isolamento são prensados ​​​​e espalhados sobre a superfície do aço, preenchendo os poros das paredes da tubulação. O processo é acompanhado pela formação de hidróxido de cálcio, que suprime completamente a corrosão.

A espessura da camada isolante é de 4 a 16 mm ao longo do comprimento do tubo e de 3 mm nas soldas. A resistência à compressão do revestimento CPI não é inferior a 445 MPa. As únicas fontes de destruição do metal são o envelhecimento e os danos mecânicos.

Conclusão

O isolamento anticorrosivo interno de tubos de aço é realizado com composição cimento-areia, polímero ou tintas à base de resinas epóxi. O procedimento garante alta qualidade das substâncias transportadas no ponto de entrega.A vida útil da rodovia aumenta e os custos de manutenção são reduzidos.

Os revestimentos aplicados evitam a formação de depósitos minerais, biológicos e de parafina. Isso amplia o escopo de uso dos dutos e economiza o consumo de energia.

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Isolamento epóxi na superfície interna dos tubos do vídeo.