Rohrinnenisolationstechnik – Beschichtungsmaterialien und Eigenschaften der Schutzschicht
Es gibt drei Arten von Schutzschichten, die in Rohrleitungen zum Transport flüssiger oder gasförmiger Medien (je nach Verwendungszweck) angebracht werden. Der erste Typ umfasst eine korrosionsbeständige Innenisolierung von Stahlrohren, der zweite eine glatte Beschichtung. Die dritte Option ist eine komplexe Struktur, die die Widerstandsfähigkeit der Rohrleitung gegenüber mechanischer Beanspruchung erhöht.
Der Inhalt des Artikels:
Die Entstehungsgeschichte dieser Art von Isolierung
Bis Mitte der 70er Jahre des 19. Jahrhunderts erfolgte die Behandlung der Innenfläche von Metallrohren mit CPI (Zement-Sand-Isolierung). Isoliertechnik Farben und Lacke auf Basis von Epoxidharzen erstmals am Volzhsky TZ getestet. Seit 1975 ist in einem kürzlich (1970) gegründeten Unternehmen eine Werkstatt zum Aufbringen einer äußeren Korrosionsschutzschicht in Betrieb. Im ersten Betriebsjahr wurden über eine Million Produkteinheiten produziert.
Der Betrieb wurde komplett durchgeführt extern und Innenisolierung von Stahlrohren mit einem Durchmesser von 53-142 cm. Die Produktionsaufgaben wurden in Zusammenarbeit mit dem Farben- und Lackwerk Jaroslawl gelöst, von wo aus pulverförmige Materialien geliefert wurden.
Abgesehen von Russland bleibt die Technologie der Epoxidisolierung von Metallrohren die wichtigste in:
- Asien (Indien, China);
- Nordamerika (USA, Kanada);
- im südlichen Afrika (Südafrika).
Alternative Materialien für den Korrosionsschutz sind Polymere (PE, PP, PU), Silikat-Email-Mischungen und andere Zweikomponentenzusammensetzungen.
Arten der werkseitig hergestellten Epoxidisolierung
Die Klassifizierung von Schutzbeschichtungen für Rohrleitungen erfolgt nach Zusammensetzung, Anzahl der Schichten und Art der Aufbringung. Das Verfahren der „flüssigen“ Innenisolierung von Stahlrohren zeichnet sich durch eine einfache Technologie aus. Die Polymerisation der Zusammensetzung erfolgt mehrere Stunden lang bei 60–70 °C.
Beim Aufsprühen der Pulverzusammensetzung ist eine zusätzliche Erwärmung der Oberfläche auf 190–210 °C erforderlich. Letztendlich dauert die Polymerisation länger. Argumente für die Pulvertechnologie:
- höhere Produktivität;
- größeres Spektrum an Modifikationen in Bezug auf das transportierte Medium;
- sicherer für die Umwelt.
Die Wahl zwischen „flüssigen“ und pulverförmigen Methoden ist für neue Unternehmen relevant. Die übrigen Fabriken arbeiten mit Technologien, für die sie bereits Ausrüstung installiert haben.
Interne Isolationsstruktur
Epoxid- und komplexe Beschichtungen werden in 1-3 Schichten auf Metallrohre aufgetragen. Die Schweißzone an der Innenfläche wird separat bearbeitet. Der Verschluss erfolgt mit einer Stahlkupplung, die auf beiden Seiten durch eine Epoxidschicht geschützt ist.
Der Aufbau der Innendämmung beeinflusst die technischen Parameter, die Lebensdauer und den Betriebsumfang der zukünftigen Autobahn:
- Die Einzelbeschichtung eignet sich für Rohre mit kleinem und mittlerem Durchmesser. Der Anwendungsbereich der Produkte ist durch die Temperatur der Arbeitsumgebung begrenzt – nicht höher als 80 °C.
- Zwei Schichten. Die Isolierung besteht aus einer Korrosionsschutz- (320 Mikrometer) und Schutzbeschichtung (440–750 Mikrometer). Es erhöht die Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und aggressiven Umgebungen (um 31 %) und reduziert die Oberflächenrauheit um 16 %. Der Betrieb in „heißen“ Bereichen (über 80 °C) ist erlaubt.
- Triplex. Der Epoxid-„Primer“ wird durch zwei Polyethylenschichten ergänzt. Es zeichnet sich durch Haltbarkeit und erhöhte Haftung aus.
Die Technologie zur Bildung einer kombinierten Beschichtung wurde von Simitomo Metal Ind. entwickelt. Zunächst wird eine komplexe Zusammensetzung verschiedener Harze aufgetragen. Die Dicke der „Basis“ beträgt 100-300 Mikrometer.
Die Struktur wird von Epoxidharz dominiert, das eine hohe Haftung auf Metallen und PE-Polymeren aufweist. Die poröse Oberfläche der Basis erhöht die Haftung zum Stahl und den nachfolgenden Schichten der inneren Rohrisolierung. Die darüber hinaus aufgebrachten Polymerstrukturen sind beständig gegen die meisten Säuren und erhöhen den Schutzgrad gegen mechanische Beschädigungen.
Positive Eigenschaften der Epoxidisolierung
Rohrleitungen mit einer inneren Schutzbeschichtung erhöhen den Durchsatz und die Lebensdauer. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die Kosten für ihre jährliche Wartung reduziert werden.
Die direkte Innenisolierung von Stahlrohren trägt dazu bei, Kristallisation und Wachsablagerungen zu reduzieren. Die Gesamtkosten für die Reinigung der Autobahn werden um 54–75 % reduziert. Der genaue Wert hängt von der Art des Destillationsmediums ab.
Weitere Vorteile der Epoxidisolierung:
- hohe Hitzebeständigkeit erhöht die Betriebstemperaturgrenze auf 80 °C, bei einer bestimmten Zusammensetzung auf bis zu 110 °C;
- die Zusammensetzung und Qualität der transportierten Stoffe bleibt erhalten;
- erhöhte Beständigkeit gegen kathodische Ablösung – es wurden keine Fälle von Spannungskorrosion registriert;
- Die Energiekosten werden aufgrund einer Verringerung der Rauheit der Innenoberfläche gesenkt.
- Die Installationszeit der Rohrleitung wird verkürzt – die Epoxidschicht benötigt nach Testläufen weniger Zeit zum Trocknen;
- Einhaltung von Umweltstandards – die Isolierung enthält keinen Kohlenteer;
- die Bildung von Mineralablagerungen wird verhindert – der Ausfall von Ventilen und anderen Absperrventilen wird minimiert;
- Die Stahlwände der Rohrleitung korrodieren nicht, was die Lebensdauer erhöht.
Der letzte Punkt ist besonders wichtig beim Transport aggressiver Stoffe. Die allgemeine Korrosionsrate beträgt 0,01–0,4 mm/Jahr. Der lokale Indikator ist sogar noch höher – 6 mm/Jahr.
Die verwendeten Epoxidverbindungen enthalten keine giftigen Harze oder andere gesundheitsgefährdende Stoffe. Darüber hinaus verhindert die x-Anwendung die Bildung von Kolonien von Mikroorganismen. Die aufgeführten Eigenschaften ermöglichen den Einsatz von Rohrleitungen zur Trinkwasserversorgung und in der Lebensmittelindustrie.
Der Nachteil der Epoxidtechnologie ist ihre geringe Schlagfestigkeit. Daher erfordern Rohre mit einschichtiger Isolierung besondere Aufmerksamkeit bei der Installation und dem Transport.
Merkmale der CPI-Beschichtung
Die Zement-Sand-Isolierung bietet zunächst Widerstand gegen mechanische Beschädigung und Stöße. Der chemische Schutz wird aktiviert, wenn der transportierte Stoff zum ersten Mal die Autobahn passiert. Der Flüssigkeitsfluss beeinflusst den CPI. Kleinste Isolierkörner werden gepresst und über die Stahloberfläche verteilt, wodurch die Poren an den Wänden der Rohrleitung gefüllt werden. Der Prozess geht mit der Bildung von Calciumhydroxid einher, das die Korrosion vollständig unterdrückt.
Die Dicke der Isolierschicht beträgt entlang der Rohrlänge 4-16 mm und an den Schweißnähten ab 3 mm. Die Druckfestigkeit der CPI-Beschichtung beträgt nicht weniger als 445 MPa. Die einzigen Ursachen für die Zerstörung von Metall sind Alterung und mechanische Beschädigung.
Abschluss
Die innere Korrosionsschutzisolierung von Stahlrohren erfolgt mit einer Zement-Sand-Zusammensetzung, Polymer- oder Farbbeschichtungen auf Basis von Epoxidharzen. Das Verfahren gewährleistet eine hohe Qualität der transportierten Stoffe am Lieferort.Die Lebensdauer der Autobahn wird erhöht und die Wartungskosten sinken.
Die aufgetragenen Beschichtungen verhindern die Bildung von mineralischen, biologischen und paraffinischen Ablagerungen. Dies erweitert den Einsatzbereich von Rohrleitungen und spart Energie.
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Epoxidisolierung auf der Innenfläche von Rohren im Video.
