عملية الحماية من التآكل لأنابيب الصلب الإنشائية

ينطبق معيار العملية هذا على حماية المعدات من التآكل وأنابيب فولاذيةيُستخدم في الإنشاءات المدنية والصناعية العامة. التآكل ظاهرة مدمرة ناتجة عن التأثيرات الكيميائية والكيميائية الكهربائية للوسط المحيط. يمكن تصنيف التآكل إلى تآكل داخلي وخارجي للجدران بناءً على موقع أنبوب الصلب؛ وتآكل عام وموضعي بناءً على نوع التآكل؛ وتآكل كيميائي وكيميائي كهربائي بناءً على آلية التآكل.

تتمثل عملية الحماية من التآكل لأنابيب الصلب الإنشائية فيما يلي: تحضير السطح ← تحضير الطلاء ← تطبيق الطلاء الوسيط ← الطلاء أو الرش ← الصيانة.
1. تنقسم حماية أنابيب الصلب من التآكل إلى حماية الجسم الرئيسي من التآكل وحماية الوصلات الملحومة من التآكل.
2. تعتمد المادة المستخدمة لحماية أنابيب الصلب من التآكل على المادة المستخدمة في الطلاء الرئيسي المضاد للتآكل لأنابيب الصلب.
3. تشمل طرق ترقيع الوصلات الشائعة ترقيع الوصلات باستخدام الأسفلت البترولي، وترقيع الوصلات باستخدام إيبوكسي قطران الفحم، وترقيع الوصلات باستخدام الشريط اللاصق، وترقيع الوصلات باستخدام مسحوق الإيبوكسي، وترقيع الوصلات باستخدام البولي إيثيلين القابل للانكماش الحراري. 4. إذا كان الهيكل الرئيسي لأنبوب الصلب مكونًا من ثلاث طبقات من البولي إيثيلين، فإن مادة الترقيع المفضلة هي مادة الترقيع القابلة للانكماش الحراري والمكونة من ثلاث طبقات من البولي إيثيلين.
5. يمكن إجراء عملية ترقيع طبقة طلاء مسحوق الإيبوكسي أحادية الطبقة بثلاث طرق: مسحوق الإيبوكسي، والشريط اللاصق + البرايمر، والترقيع الحراري ثلاثي الطبقات من البولي إيثيلين.
تشمل طبقات مقاومة التآكل المستخدمة محليًا لأنابيب الصلب الأسفلت البترولي، وغلاف البولي إيثيلين، وغلاف رغوة البولي إيثيلين، وقطران الفحم الإيبوكسي، ومينا قطران الفحم، ومسحوق الإيبوكسي، والهيكل المركب ثلاثي الطبقات، واللفائف الباردة من قطران الفحم الإيبوكسي (النوع PF)، واللفائف الباردة من قطران الفحم الإيبوكسي المطاطي البلاستيكي (النوع RPC)، وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، تعد أكثر طرق مقاومة التآكل لأنابيب الصلب استخدامًا هي الهيكل المركب ثلاثي الطبقات من البولي إيثيلين، ومسحوق الإيبوكسي أحادي الطبقة، واللفائف الباردة من النوع PF، واللفائف الباردة من النوع RPC.
(1) الأسفلت البترولي، مواده الخام متوفرة بكثرة، وسعره منخفض. ومع ذلك، فإن ظروف العمل سيئة، ويصعب ضمان الجودة، والتلوث البيئي خطير.
(2) يتميز طلاء قطران الفحم الإيبوكسي بسهولة استخدامه، إلا أنه يستغرق وقتًا طويلاً للتصلب، ويتأثر بشدة بالبيئة، ولا يُناسب العمليات الميدانية، ويصعب تركيبه في درجات حرارة أقل من 10 درجات مئوية. (3) يتميز طلاء مسحوق الإيبوكسي المقاوم للتآكل، والذي يُرش بالرش الكهروستاتيكي، برابطة انصهار جيدة مع جسم الأنبوب المصنوع من نفس المادة، وقوة التصاق عالية، إلا أن مسحوق الإيبوكسي يتميز بمقاومة ضعيفة للماء (معدل امتصاص عالٍ للماء يصل إلى 0.83%)، مما يُسبب صعوبات في تصميم الحماية الكاثودية. كما يتطلب معدات عالية الجودة في الموقع، ويصعب تشغيله، ويصعب التحكم في جودته.
(4) مادة البولي إيثيلين ثلاثي الطبقات القابلة للانكماش الحراري، تُستخدم في منع تآكل الأنابيب الفولاذية، وتتميز بقوة ميكانيكية عالية، ومقاومة عالية للماء، وجودة ثابتة، وسهولة التركيب، وتطبيقات متعددة، ولا تُسبب أي تلوث بيئي. يتميز البولي إيثيلين بمعدل امتصاص منخفض للماء (أقل من 0.01%)، وفي الوقت نفسه يتمتع بقوة إيبوكسية عالية، وامتصاص منخفض للماء، وليونة جيدة للصمغ الساخن، وغيرها من المزايا، مما يجعله يتمتع بموثوقية عالية في مقاومة التآكل. أما عيبه فهو ارتفاع تكلفته مقارنةً بمواد الترقيع الأخرى.
(5) تتميز أغلفة التبريد PF وRPC بسهولة تركيبها. وبفضل أنواع الغراء الثلاثة المتوافقة، تُعدّ أغلفة التبريد المصنوعة من قطران الفحم الإيبوكسي من نوع PF مناسبة للتركيب في أي بيئة، وفي أي فصل من فصول السنة، وفي أي ظروف حرارية. يُناسب غلاف التبريد وشريط الانكماش الحراري 3PE أنابيب الصلب ذات طبقة الحماية الرئيسية من التآكل المصنوعة من مواد مختلفة، بينما تُناسب الطرق الأخرى أنابيب الصلب ذات طبقة الحماية الرئيسية من التآكل المصنوعة من نفس المواد أو مواد مشابهة.

ثانيًا، مع التطور العمراني، تتطلب بعض أنابيب الصلب عزلًا حراريًا أثناء حمايتها من التآكل. يُعدّ البترول خليطًا معقدًا يُسبب تآكلًا سريعًا لأنابيب الصلب، مما يجعل الحماية من التآكل ضرورية. ومع ذلك، فإن خطوط أنابيب النفط المكرر تتطلب أيضًا عزلًا حراريًا أثناء حمايتها من التآكل. في شمال شرق الصين وخلال فصل الشتاء، قد يتسبب التمدد والانكماش الحراري في تجمد أنابيب الصلب وتصدعها، مما يؤثر على استقرار الإمدادات.

طرق حماية أنابيب الصلب الصناعية من التآكل
الطلاء: من أبسط طرق حماية أنابيب الصلب من التآكل تطبيق طبقة طلاء متساوية وكثيفة على سطح الأنبوب بعد إزالة الصدأ، لعزله عن مختلف المواد المسببة للتآكل. منذ سبعينيات القرن الماضي، أدى مدّ أنابيب الصلب في بيئات قاسية كالمناطق القطبية والمحيطات، بالإضافة إلى ارتفاع درجات حرارة أنابيب الصلب نتيجة نقل النفط الساخن، إلى زيادة متطلبات أداء الطلاء. ونتيجة لذلك، يتزايد استخدام المواد المركبة أو الهياكل المركبة في طلاءات أنابيب الصلب المقاومة للتآكل.

① طلاء الجدار الخارجي المقاوم للتآكل: أنواع المواد وشروط تطبيق طلاء الجدار الخارجي لأنابيب الصلب. ② طلاء الجدار الداخلي المقاوم للتآكل: طبقة رقيقة تُطبّق على الجدار الداخلي لأنبوب الصلب لمنع التآكل، وتقليل الاحتكاك، وزيادة التدفق. تشمل الطلاءات الشائعة راتنجات الإيبوكسي المعالجة بالأمين وراتنجات البولي أميد-إيبوكسي، بسماكة طلاء تتراوح بين 0.038 و0.2 مم. لضمان التصاق قوي بين الطلاء وجدار الأنبوب، يجب معالجة سطح الجدار الداخلي للأنبوب. منذ سبعينيات القرن الماضي، ساد اتجاه نحو استخدام نفس المادة لطلاء كل من الجدارين الداخلي والخارجي للأنابيب، مما يسمح بطلاء كلا السطحين في آن واحد.
③ طلاء مقاوم للتآكل وعازل حراري: في أنابيب الصلب متوسطة وصغيرة القطر المستخدمة لنقل النفط الخام أو زيت الوقود الساخن، تُطبّق طبقة مركبة عازلة ومقاومة للتآكل على السطح الخارجي للأنبوب لتقليل فقدان الحرارة من الأنبوب إلى التربة. مادة العزل الشائعة الاستخدام هي رغوة البولي يوريثان الصلبة، المناسبة لدرجات حرارة تتراوح بين -185 درجة مئوية و95 درجة مئوية. تتميز هذه المادة بنعومتها، ولتعزيز متانتها، تُطبّق طبقة من البولي إيثيلين عالي الكثافة فوق طبقة العزل لتكوين بنية مركبة تمنع تسرب المياه الجوفية إلى طبقة العزل.