Mục đích của vật liệu phủ
Việc phủ lớp sơn phủ bên ngoài ống thép là rất quan trọng để ngăn ngừa rỉ sét. Gỉ sét trên bề mặt ống thép có thể ảnh hưởng đáng kể đến chức năng, chất lượng và hình thức bên ngoài của chúng. Do đó, quy trình phủ sơn có tác động đáng kể đến chất lượng tổng thể của sản phẩm ống thép.
-
Yêu cầu đối với vật liệu phủ
Theo tiêu chuẩn của Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API), ống thép phải có khả năng chống ăn mòn ít nhất ba tháng. Tuy nhiên, nhu cầu về thời gian chống gỉ lâu hơn đã tăng lên, với nhiều người dùng yêu cầu khả năng chống gỉ từ 3 đến 6 tháng trong điều kiện bảo quản ngoài trời. Bên cạnh yêu cầu về độ bền, người dùng mong muốn lớp phủ phải duy trì bề mặt nhẵn mịn, phân phối đều chất chống ăn mòn mà không bị văng hoặc nhỏ giọt, ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.
-
Các loại vật liệu phủ và ưu nhược điểm của chúng
Trong mạng lưới đường ống ngầm đô thị,ống thépngày càng được sử dụng rộng rãi để vận chuyển khí đốt, dầu, nước, v.v. Lớp phủ cho các đường ống này đã phát triển từ vật liệu nhựa đường truyền thống sang vật liệu nhựa polyethylene và nhựa epoxy. Việc sử dụng lớp phủ nhựa polyethylene bắt đầu từ những năm 1980, và với nhiều ứng dụng khác nhau, các thành phần và quy trình phủ đã được cải tiến dần dần.
3.1 Lớp phủ nhựa đường dầu mỏ
Lớp phủ nhựa đường dầu mỏ, một lớp chống ăn mòn truyền thống, bao gồm các lớp nhựa đường dầu mỏ, được gia cố bằng vải sợi thủy tinh và một lớp màng polyvinyl clorua bảo vệ bên ngoài. Lớp phủ này có khả năng chống thấm tuyệt vời, bám dính tốt trên nhiều bề mặt và tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, nó có những nhược điểm bao gồm dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ, giòn ở nhiệt độ thấp và dễ bị lão hóa và nứt, đặc biệt là trong điều kiện đất đá, đòi hỏi các biện pháp bảo vệ bổ sung và chi phí tăng cao.
3.2 Lớp phủ Epoxy hắc ín than đá
Epoxy hắc ín than đá, được làm từ nhựa epoxy và nhựa đường hắc ín than đá, có khả năng chống nước và hóa chất, chống ăn mòn, bám dính tốt, độ bền cơ học và cách nhiệt tuyệt vời. Tuy nhiên, thời gian đông cứng sau khi thi công lâu hơn, khiến nó dễ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết bất lợi trong giai đoạn này. Hơn nữa, các thành phần khác nhau được sử dụng trong hệ thống sơn phủ này cần được bảo quản chuyên biệt, làm tăng chi phí.
3.3 Sơn phủ bột Epoxy
Sơn phủ bột epoxy, được giới thiệu vào những năm 1960, là phương pháp phun bột tĩnh điện lên bề mặt ống đã được xử lý và gia nhiệt trước, tạo thành một lớp chống ăn mòn dày đặc. Ưu điểm của phương pháp này bao gồm dải nhiệt độ rộng (-60°C đến 100°C), độ bám dính mạnh, khả năng chống bong tróc catốt, va đập, độ đàn hồi và hư hỏng mối hàn tốt. Tuy nhiên, màng sơn mỏng hơn khiến nó dễ bị hư hỏng và đòi hỏi kỹ thuật sản xuất và thiết bị tiên tiến, gây ra nhiều thách thức khi ứng dụng ngoài thực địa. Mặc dù vượt trội về nhiều mặt, nhưng khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn tổng thể của nó vẫn kém hơn polyethylene.
3.4 Lớp phủ chống ăn mòn Polyethylene
Polyethylene có khả năng chống va đập tuyệt vời và độ cứng cao cùng với phạm vi nhiệt độ rộng. Nhờ tính linh hoạt và khả năng chống va đập vượt trội, vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong đường ống ở các vùng lạnh như Nga và Tây Âu, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức khi ứng dụng nó trên các đường ống có đường kính lớn, nơi có thể xảy ra nứt ứng suất và sự xâm nhập của nước có thể dẫn đến ăn mòn bên dưới lớp phủ, đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu và cải tiến về vật liệu và kỹ thuật ứng dụng.
3.5 Lớp phủ chống ăn mòn nặng
Lớp phủ chống ăn mòn mạnh mang lại khả năng chống ăn mòn được cải thiện đáng kể so với lớp phủ tiêu chuẩn. Chúng thể hiện hiệu quả lâu dài ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, với tuổi thọ vượt quá 10 đến 15 năm trong môi trường hóa chất, hàng hải và dung môi, và hơn 5 năm trong môi trường axit, kiềm hoặc nước muối. Các lớp phủ này thường có độ dày màng khô từ 200μm đến 2000μm, đảm bảo khả năng bảo vệ và độ bền vượt trội. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các công trình hàng hải, thiết bị hóa chất, bồn chứa và đường ống.
-
Các vấn đề thường gặp với vật liệu phủ
Các vấn đề thường gặp với lớp phủ bao gồm việc thi công không đều, chất chống ăn mòn nhỏ giọt và hình thành bọt khí.
(1) Lớp phủ không đều: Phân bố không đều các chất chống ăn mòn trên bề mặt ống dẫn đến các khu vực có độ dày lớp phủ quá mức, gây lãng phí, trong khi các khu vực mỏng hoặc không được phủ làm giảm khả năng chống ăn mòn của ống.
(2) Rỉ chất chống ăn mòn: Hiện tượng này xảy ra khi chất chống ăn mòn đông lại thành giọt trên bề mặt ống, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ nhưng không ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống ăn mòn.
(3) Hình thành bọt khí: Không khí bị giữ lại trong chất chống ăn mòn trong quá trình sử dụng tạo ra bọt khí trên bề mặt ống, ảnh hưởng đến cả hình thức và hiệu quả của lớp phủ.
-
Phân tích các vấn đề về chất lượng lớp phủ
Mỗi vấn đề đều xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau, do nhiều yếu tố gây ra; và một bó ống thép bị ảnh hưởng bởi chất lượng cũng có thể là sự kết hợp của nhiều yếu tố. Nguyên nhân gây ra hiện tượng lớp phủ không đều có thể được chia thành hai loại: một là hiện tượng không đều do phun sơn sau khi ống thép vào hộp sơn; hai là hiện tượng không đều do không phun sơn.
Nguyên nhân của hiện tượng đầu tiên rất dễ nhận thấy, đó là khi ống thép được đưa vào hộp sơn phủ 360°, thiết bị phun sơn sẽ phun tổng cộng 6 súng (mỗi súng phun có 12 súng). Nếu lưu lượng phun ra từ mỗi súng khác nhau, sẽ dẫn đến sự phân bố không đều chất chống ăn mòn trên các bề mặt khác nhau của ống thép.
Nguyên nhân thứ hai là ngoài yếu tố phun sơn, còn có nhiều nguyên nhân khác dẫn đến hiện tượng lớp phủ không đều. Có rất nhiều yếu tố, chẳng hạn như gỉ sét, độ nhám của ống thép, khiến lớp phủ khó được phân bố đều; bề mặt ống thép có áp lực nước còn sót lại sau khi nhũ tương hóa, lúc này lớp phủ do tiếp xúc với nhũ tương, khiến chất bảo quản khó bám dính vào bề mặt ống thép, khiến các bộ phận của ống thép không được phủ nhũ tương, dẫn đến lớp phủ của toàn bộ ống thép không đồng đều.
(1) Nguyên nhân gây ra hiện tượng giọt chất chống ăn mòn treo. Ống thép có tiết diện tròn, mỗi lần phun chất chống ăn mòn lên bề mặt ống thép, do tác động của trọng lực, chất chống ăn mòn ở phần trên và phần mép sẽ chảy xuống phần dưới, tạo thành hiện tượng giọt chất chống ăn mòn treo. Ưu điểm là dây chuyền sản xuất lớp phủ của nhà máy ống thép có thiết bị lò nung, có thể gia nhiệt và đông đặc chất chống ăn mòn được phun lên bề mặt ống thép kịp thời, làm giảm độ lưu động của chất chống ăn mòn. Tuy nhiên, nếu độ nhớt của chất chống ăn mòn không cao; không gia nhiệt kịp thời sau khi phun; hoặc nhiệt độ gia nhiệt không cao; vòi phun hoạt động không tốt, v.v. sẽ dẫn đến hiện tượng giọt chất chống ăn mòn treo.
(2) Nguyên nhân gây ra hiện tượng bọt chống ăn mòn. Do độ ẩm không khí trong môi trường làm việc, độ phân tán sơn quá mức, nhiệt độ quá trình phân tán giảm sẽ gây ra hiện tượng sủi bọt chất bảo quản. Môi trường độ ẩm không khí, điều kiện nhiệt độ thấp, chất bảo quản phun ra sẽ phân tán thành những hạt nhỏ li ti, dẫn đến nhiệt độ giảm. Nước trong không khí có độ ẩm cao sau khi nhiệt độ giảm sẽ ngưng tụ thành những hạt nước nhỏ trộn lẫn với chất bảo quản, cuối cùng xâm nhập vào bên trong lớp phủ, gây ra hiện tượng phồng rộp lớp phủ.
Thời gian đăng: 15-12-2023