Tại sao ống liền mạch cần được bảo vệ
Ống thép liền mạch không có đường hàn để hoạt động như một vị trí ăn mòn ưu tiên, nhưng bản thân thép vẫn bị ăn mòn. Đường ống chôn phải đối mặt với tính chất hóa học của đất, nước ngầm, dòng điện lạc và hoạt động của vi khuẩn; trên-đường mặt đất phải đối mặt với độ ẩm, muối và ô nhiễm công nghiệp trong khí quyển; và bên trong đường ống phải đối mặt với bất cứ thứ gì mà chất lỏng được truyền tải chứa, từ nước có oxy đến hydrocacbon ẩm mang theo carbon dioxide và hydrogen sulphide.
Ăn mòn làm giảm độ dày của tường, tạo ra các vết rỗ trở thành vị trí bắt đầu vết nứt và cuối cùng tạo ra rò rỉ. Do việc thay thế đường dây ngầm đắt hơn nhiều so với việc bảo vệ nên công nghệ chống ăn mòn-được thiết kế như một hệ thống chứ không phải một sản phẩm duy nhất: lớp phủ hoặc lớp lót cung cấp lớp chắn chính, lớp bảo vệ ca-tốt che phủ các khuyết tật của lớp phủ và việc xử lý hóa học sẽ kiểm soát môi trường bên trong đường ống.
Lớp phủ và lớp lót bên trong
Bảo vệ bên trong được lựa chọn theo phương tiện truyền tải. Lớp lót bằng vữa xi măng, được áp dụng theo AWWA C205, là giải pháp được thiết lập cho đường ống cấp nước và nước thải; Vữa kiềm trung hòa nước mạnh và tạo thành một lớp bảo vệ trên bề mặt thép, và nó được thi công bằng cách quay ly tâm để tạo độ dày đồng đều. Lớp lót epoxy và epoxy liên kết-nội bộ được sử dụng khi cần hiệu suất dòng chảy, khả năng chống hydrocarbon hoặc khả năng chống lại nước xử lý có tính axit nhẹ và chúng thường được chỉ định cho đường ống chữa cháy, đường nước uống được và đường phun nước mỏ dầu.
Đối với các đường ống dẫn chất lỏng từ mỏ dầu, lớp phủ bên trong làm giảm cả sự ăn mòn và sự lắng đọng parafin hoặc cặn, giúp giảm tần suất di chuyển và cải thiện dòng chảy. Khi quy định lớp phủ bên trong, các đầu ống thường để trần hoặc phủ một lớp sơn lót có thể hàn tại xưởng để có thể thực hiện các mối hàn tại hiện trường mà không làm hỏng lớp lót.
Hệ thống sơn bên ngoài
| Hệ thống | Mô tả và sử dụng điển hình |
|---|---|
| Epoxy liên kết-kết hợp (FBE) | Bột Epoxy được phun lên bề mặt ống được nung nóng để tạo thành một lớp màng mỏng, liên kết chặt chẽ. Áp dụng theo tiêu chuẩn ISO 21809-2 cho đường ống chôn và đường ống ngập nước; các biến thể một lớp hoặc hai lớp là phổ biến. |
| Ba{0}}polyetylen (3LPE) | Lớp sơn lót FBE, chất kết dính copolyme và lớp phủ ngoài bằng polyetylen ép đùn, được áp dụng theo tiêu chuẩn ISO 21809-1. Được sử dụng ở những nơi quan trọng là khả năng chống hư hỏng cơ học, chẳng hạn như trong đất đá hoặc đường dây truyền tải đường dài. |
| Ba{0}}lớp polypropylen (3LPP) | Cấu trúc tương tự với lớp phủ ngoài bằng polypropylen, được chọn cho nhiệt độ hoạt động cao hơn mức cho phép của polyetylen. |
| hai{0}}lớp polyetylen | Chất kết dính và polyetylen ép đùn không có lớp sơn lót FBE, được sử dụng trong dịch vụ chôn lấp ít đòi hỏi hơn. |
| Epoxy lỏng hoặc polyurethane | Hệ thống phun-áp dụng cho các mối hàn chu vi, phụ kiện, sửa chữa và đường ống của nhà máy, được chọn theo danh mục tiếp xúc. |
| Phun nhiệt nhôm hoặc kẽm | Lớp phủ kim loại được phun lên bề mặt được thổi, được sử dụng khi cần có hàng rào kim loại và hành động hy sinh. |
| Băng quấn bằng xăng dầu hoặc nhựa đường- | Lớp bọc ứng dụng tại hiện trường được sử dụng cho các mối hàn chu vi và các hình dạng không đều cũng như để phục hồi các đường dây hiện có. |
Bảo vệ catôt
Bảo vệ catốt không ngăn được sự ăn mòn; nó di chuyển nó ra khỏi thép. Đường ống được làm cực âm của một tế bào điện hóa để phản ứng anốt, tức là sự hòa tan của sắt, không còn xảy ra ở bề mặt ống. Hai phương pháp được sử dụng.
Trong phương pháp bảo vệ hy sinh hoặc điện hóa, cực dương bằng kim loại kém quý hơn được nối với đường ống và được chôn dọc theo nó. Cực dương ăn mòn tốt hơn và đường ống được bảo vệ. Phương pháp này đơn giản, không cần nguồn điện bên ngoài và phù hợp với đường dây ngắn, vỏ giếng và khu vực tắc nghẽn. Trong-bảo vệ dòng điện cưỡng bức, bộ chỉnh lưu biến áp cung cấp dòng điện một chiều thông qua nền tảng cực dương trơ, cho phép dòng điện đầu ra cao hơn và dễ kiểm soát hơn, khiến nó trở thành lựa chọn thông thường cho đường dây truyền tải dài và mạng lưới đường ống của nhà máy lớn. Thiết kế của-hệ thống đường ống trên đất liền tuân theo ISO 15589-1.
Lớp phủ và hệ thống bảo vệ ca-tốt phối hợp với nhau: lớp phủ-không có ngày nghỉ giữ cho yêu cầu hiện tại ở mức thấp, trong khi dòng điện bảo vệ bảo vệ các khu vực nhỏ nơi lớp phủ bị hư hỏng hoặc nơi lớp phủ bị bong ra trong quá trình lắp đặt. Do đó, hư hỏng lớp phủ trong quá trình san lấp có ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành của toàn bộ hệ thống, đó là lý do tại sao việc xử lý cẩn thận và khảo sát sau xây dựng là một phần của thiết kế bảo vệ.
Chất ức chế ăn mòn và xử lý hóa học bên trong
Các chất ức chế được thêm vào chất lỏng được vận chuyển để giảm tốc độ ăn mòn trên bề mặt bên trong của đường ống. Chất ức chế tạo màng-, thường dựa trên hợp chất nitơ, hấp phụ trên bề mặt thép và tạo thành rào cản chống lại pha nước. Xử lý theo mẻ được sử dụng để bảo vệ không liên tục, trong khi phun liên tục được sử dụng để sản xuất giếng và dây chuyền xử lý. Trong hệ thống nước, chất khử oxy và kiểm soát độ pH làm giảm tính hung hăng của môi trường và chất diệt khuẩn được áp dụng ở những nơi có vi khuẩn và có thể tạo ra-sản phẩm ăn mòn.
Lựa chọn chất ức chế là một quyết định mang tính hệ thống. Tất cả đều phải đánh giá liều lượng, sự phân chia giữa dầu và nước, độ ổn định nhiệt độ và khả năng tương thích với các quá trình tiếp theo và việc xử lý phải được giám sát bằng cách tiếp xúc với phiếu giảm giá hoặc bằng một-đầu dò trực tuyến để có thể xác minh khả năng bảo vệ còn lại thay vì giả định.
Điểm nộp đơn, kiểm tra và lựa chọn
Hiệu suất của lớp phủ được quyết định bởi việc chuẩn bị bề mặt. Việc phun cát đạt độ sạch và cấp độ biên dạng được quy định trong ISO 8501-1, thường là lớp hoàn thiện gần như bằng kim loại màu trắng-với mẫu neo xác định, là điều cần thiết để đảm bảo độ bám dính của FBE và hệ thống ba lớp, đồng thời phải loại bỏ và xác minh nhiễm bẩn do muối, dầu hoặc bụi trước khi thi công. Trong quá trình thi công, các biện pháp kiểm soát quan trọng là nhiệt độ thép, chất lượng bột hoặc ép đùn và khoảng thời gian giữa quá trình phun và phủ.
Sau khi thi công, lớp phủ được kiểm tra độ dày màng khô theo các khoảng thời gian xác định, độ liên tục bằng cách phát hiện ngày nghỉ và độ bám dính, tính linh hoạt và khả năng chống va đập trên các mẫu thử nghiệm chất lượng. Lớp phủ mối hàn chu vi được kiểm tra theo cách tương tự sau khi mối hàn nguội và đường ống đã hoàn thiện thường được khảo sát để xác nhận rằng khả năng bảo vệ đã đạt được trên toàn bộ chiều dài của nó.
Việc lựa chọn phải phù hợp với nhiệt độ vận hành của đường dây, điều kiện đất hoặc khí quyển, phương pháp lắp đặt và tuổi thọ thiết kế. Khi đường đi xuyên qua đá, hệ thống lớp phủ phải chống lại hư hỏng cơ học; khi hoạt động ở nhiệt độ cao, polyme lớp phủ ngoài phải duy trì các đặc tính của nó trong suốt thời gian sử dụng thiết kế thay vì chỉ trong thử nghiệm-ngắn hạn.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Lớp phủ bên ngoài nào phổ biến nhất trên đường ống liền mạch được chôn dưới đất?
Dịch vụ chôn lấp-dùng epoxy liên kết và ba-polyetylen ba lớp chiếm ưu thế. FBE được chọn cho các đường ống cần có màng mỏng,-liên kết tốt và bảo vệ catốt được thiết kế tốt, trong khi 3LPE được ưu tiên khi lớp phủ cũng phải chống lại hư hỏng cơ học.
Hỏi: Bảo vệ ca-tốt có hoạt động trên đường ống không tráng phủ không?
Nó hoạt động nhưng không hiệu quả. Dòng điện cần thiết để bảo vệ thép trần là rất lớn nên việc bảo vệ catốt luôn được kết hợp với một lớp phủ giúp giữ cho diện tích tiếp xúc ở mức tối thiểu.
Hỏi: Bài kiểm tra trong kỳ nghỉ là gì?
Thử nghiệm tính liên tục trong đó-máy dò điện áp cao được di chuyển trên lớp phủ đã hoàn thiện để xác định vị trí các lỗ kim, điểm mỏng và hư hỏng cơ học. Đây là quy trình kiểm tra chấp nhận định kỳ đối với FBE và lớp phủ ba{2}}lớp.
Hỏi: Bên trong ống nước được bảo vệ như thế nào?
Bằng lớp vữa xi măng lót theo tiêu chuẩn AWWA C205, thường kết hợp với lớp vữa phủ bên ngoài đối với các điều kiện đất khắc nghiệt. Lớp lót epoxy được sử dụng khi chất lượng nước hoặc yêu cầu về dòng chảy khiến vữa không phù hợp.
Hỏi: Lớp phủ đường ống có tuổi thọ bao lâu?
Tuổi thọ thiết kế phụ thuộc vào hệ thống, việc chuẩn bị bề mặt, lắp đặt và môi trường vận hành. Lớp phủ FBE-được áp dụng tốt và ba lớp-trên thép được chuẩn bị đúng cách sẽ được chỉ định cho thời gian sử dụng được chôn trong nhiều thập kỷ, miễn là lớp phủ không bị hư hỏng trong quá trình lắp đặt và lớp bảo vệ ca-tốt được duy trì.
Hỏi: Chất ức chế ăn mòn có thể thay thế lớp phủ bên trong không?
Trong nhiều hệ thống sản xuất và chế biến, chúng bổ sung cho nhau. Chất ức chế kiểm soát sự ăn mòn trong chất lỏng, nhưng hiệu quả của chúng phụ thuộc vào liều lượng liên tục, trong khi lớp phủ cung cấp một rào cản vĩnh viễn và làm giảm nhu cầu chất ức chế.
