Tecnología de aislamiento interno de tuberías: materiales de revestimiento y propiedades de la capa protectora.
Hay tres tipos de capas protectoras que se aplican dentro de las tuberías que transportan medios líquidos o gaseosos (según el propósito). El primer tipo incluye aislamiento interno anticorrosión de tubos de acero, el segundo, un revestimiento liso. La tercera opción es una estructura compleja que mejora la resistencia de la tubería al estrés mecánico.
El contenido del artículo:
La historia de la creación de este tipo de aislamiento.
Hasta mediados de los años 70 del siglo XIX, el tratamiento de la superficie interior de las tuberías metálicas se realizaba mediante CPI (aislamiento cemento-arena). Tecnología de aislamiento pinturas y barnices a base de resinas epoxi Probado por primera vez en Volzhsky TZ. Desde 1975, en una empresa fundada recientemente (1970), se puso en funcionamiento un taller para aplicar una capa anticorrosión externa. En el primer año de funcionamiento se produjeron más de un millón de unidades de productos.
La empresa llevó a cabo completa externo y aislamiento interior de tubos de acero de 53 a 142 cm de diámetro Las tareas de producción se resolvieron en colaboración con la fábrica de pinturas y barnices de Yaroslavl, desde donde se suministraban los materiales en polvo.
Además de Rusia, la tecnología de aislamiento epoxi de tuberías metálicas sigue siendo la principal en:
- Asia (India, China);
- América del Norte (EE.UU., Canadá);
- en el sur de África (Sudáfrica).
Los materiales alternativos para la protección anticorrosión son los polímeros (PE, PP, PU), mezclas de esmalte de silicato y otras composiciones de dos componentes.
Tipos de aislamiento epoxi fabricado en fábrica.
La clasificación de los revestimientos protectores para tuberías se realiza según su composición, número de capas y método de aplicación. El proceso de aislamiento interno "líquido" de tubos de acero se caracteriza por una tecnología sencilla. La polimerización de la composición se produce a 60-70 ° C durante varias horas.
Al pulverizar la composición en polvo, se requiere un calentamiento adicional de la superficie a 190-210 °C. En última instancia, la polimerización lleva más tiempo. Argumentos a favor de la tecnología de polvo:
- mayor productividad;
- gama más amplia de modificaciones en relación con el medio transportado;
- más seguro para el medio ambiente.
La elección entre métodos “líquidos” y en polvo es relevante para las nuevas empresas. Las fábricas restantes operan utilizando tecnología para la cual ya cuentan con equipos instalados.
Estructura de aislamiento interno
Los recubrimientos epoxi y complejos se aplican a tuberías metálicas en 1-3 capas. La zona de soldadura de la superficie interior se procesa por separado. Se cierra con un acoplamiento de acero protegido por una capa de epoxi en ambos lados.
La estructura del aislamiento interno afecta los parámetros técnicos, la vida útil y el alcance de operación de la futura carretera:
- El recubrimiento simple es adecuado para tuberías de diámetro pequeño y mediano. El ámbito de aplicación de los productos está limitado por la temperatura del entorno de trabajo, que no supera los 80 °C.
- Dos capas. El aislamiento está formado por un revestimiento anticorrosión (320 micrones) y protector (440-750 micrones). Tiene mayor resistencia a impactos y ambientes agresivos (en un 31%) y reduce la rugosidad de la superficie en un 16%. Se permite el funcionamiento en zonas “calientes” (por encima de 80 °C).
- Triple. La “imprimación” epoxi se complementa con dos capas de polietileno. Se caracteriza por su durabilidad y mayor adherencia.
La tecnología para formar un recubrimiento combinado fue desarrollada por Simitomo Metal Ind. Primero, se aplica una composición compleja de varias resinas. El espesor de la "base" es de 100 a 300 micrones.
En la estructura predomina la resina epoxi, que tiene una alta adherencia a metales y polímeros de PE. La superficie porosa de la base aumenta la adherencia al acero y a las capas posteriores de aislamiento interno de la tubería. Las estructuras poliméricas aplicadas adicionalmente son resistentes a la mayoría de los ácidos y aumentan el grado de protección contra daños mecánicos.
Propiedades positivas del aislamiento epoxi.
Las tuberías con una capa protectora interna tienen un mayor rendimiento y vida útil. Otro punto importante es que se reduce el coste de su mantenimiento anual.
El aislamiento interno directo de las tuberías de acero ayuda a reducir la cristalización y la deposición de cera. El coste total de limpieza de la carretera se reduce entre un 54% y un 75%. La cifra exacta depende del tipo de medio de destilación.
Otras ventajas del aislamiento epoxi:
- la alta resistencia al calor aumenta el límite de temperatura de funcionamiento hasta 80 °C, con una determinada composición, hasta 110 °C;
- se conserva la composición y calidad de las sustancias transportadas;
- mayor resistencia a la desunión catódica: no se han registrado casos de corrosión bajo tensión;
- los costos de energía se reducen debido a una disminución en la rugosidad de la superficie interna;
- se reduce el tiempo de instalación de la tubería: la capa de epoxi requiere menos tiempo para secarse después de las pruebas;
- cumplimiento de las normas medioambientales: el aislamiento no contiene alquitrán de hulla;
- se elimina la formación de depósitos minerales; se minimizan las fallas de las válvulas y otras válvulas de cierre;
- Las paredes de acero de la tubería no se corroen, lo que aumenta la vida útil.
El último punto es especialmente importante a la hora de transportar sustancias agresivas. La tasa de corrosión general es de 0,01 a 0,4 mm/año. El indicador local es aún mayor: 6 mm/año.
Los compuestos epoxi utilizados no contienen resinas tóxicas ni otras sustancias peligrosas para la salud humana. Además, su aplicación previene la formación de colonias de microorganismos. Las propiedades enumeradas permiten el uso de tuberías para el suministro de agua potable y en la industria alimentaria.
La desventaja de la tecnología epoxi es su baja resistencia al impacto. Por lo tanto, las tuberías con aislamiento monocapa requieren una atención especial durante la instalación y el transporte.
Características del recubrimiento CPI.
El aislamiento de cemento y arena inicialmente proporciona resistencia a daños mecánicos y golpes. La protección química se activa la primera vez que la sustancia transportada pasa por la carretera. El flujo de fluido afecta el IPC. Los granos más pequeños de aislamiento se presionan y se esparcen sobre la superficie de acero, llenando los poros de las paredes de la tubería. El proceso va acompañado de la formación de hidróxido de calcio, que suprime por completo la corrosión.
El espesor de la capa aislante es de 4-16 mm a lo largo de la tubería y de 3 mm en las soldaduras. La resistencia a la compresión del revestimiento CPI no es inferior a 445 MPa. Las únicas fuentes de destrucción del metal son el envejecimiento y los daños mecánicos.
Conclusión
El aislamiento interno anticorrosión de las tuberías de acero se realiza con una composición de cemento y arena, polímeros o pinturas a base de resinas epoxi. El procedimiento garantiza la alta calidad de las sustancias transportadas en el punto de entrega.Se aumenta la vida útil de la carretera y se reducen los costes de mantenimiento.
Los recubrimientos aplicados previenen la formación de depósitos minerales, biológicos y de parafina. Esto amplía el alcance de uso de las tuberías y ahorra consumo de energía.
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Aislamiento epoxi en la superficie interior de tuberías en el vídeo.
