กระบวนการป้องกันการกัดกร่อนสำหรับท่อเหล็กก่อสร้าง

มาตรฐานกระบวนการนี้ใช้กับการป้องกันการกัดกร่อนของอุปกรณ์และท่อเหล็กใช้ในงานก่อสร้างโยธาและอุตสาหกรรมทั่วไป การกัดกร่อนเป็นปรากฏการณ์ทำลายล้างที่เกิดจากผลกระทบทางเคมีและไฟฟ้าเคมีของตัวกลางโดยรอบ การกัดกร่อนสามารถแบ่งออกเป็น การกัดกร่อนภายในและการกัดกร่อนภายนอกผนังตามตำแหน่งของท่อเหล็ก การกัดกร่อนทั่วไปและการกัดกร่อนเฉพาะจุดตามประเภทของการกัดกร่อน และการกัดกร่อนทางเคมีและการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีตามกลไกการกัดกร่อน

กระบวนการป้องกันการกัดกร่อนสำหรับท่อเหล็กก่อสร้างมีดังนี้: การเตรียมพื้นผิว → การเตรียมพื้นผิวสำหรับการเคลือบ → การเคลือบชั้นกลาง → การทาสีหรือพ่นสี → การบำรุงรักษา
1. การป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กแบ่งออกเป็น การป้องกันการกัดกร่อนของตัวท่อหลัก และการป้องกันการกัดกร่อนของรอยเชื่อม
2. วัสดุที่ใช้ในการป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้สำหรับเคลือบป้องกันการกัดกร่อนหลักของท่อเหล็ก
3. วิธีการซ่อมแซมรอยต่อทั่วไป ได้แก่ การซ่อมแซมรอยต่อด้วยยางมะตอยปิโตรเลียม การซ่อมแซมรอยต่อด้วยอีพ็อกซี่ถ่านหิน การซ่อมแซมรอยต่อด้วยเทปกาว การซ่อมแซมรอยต่อด้วยอีพ็อกซี่ผง และการซ่อมแซมรอยต่อด้วยวัสดุ PE แบบหดตัวด้วยความร้อน 4. หากตัวท่อเหล็กหลักเป็นโครงสร้างคอมโพสิต PE สามชั้น วัสดุซ่อมแซมที่นิยมใช้คือวัสดุซ่อมแซมรอยต่อ PE แบบหดตัวด้วยความร้อนสามชั้น
5. การซ่อมแซมผิวเคลือบผงอีพ็อกซี่ชั้นเดียวสามารถทำได้สามวิธี ได้แก่ การใช้ผงอีพ็อกซี่ การใช้เทปกาว + ไพรเมอร์ และการซ่อมแซมด้วยการหดตัวด้วยความร้อนของ PE สามชั้น
ชั้นป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กที่ใช้ในประเทศ ได้แก่ ยางมะตอยปิโตรเลียม, ปลอก PE และปลอกโฟม PE, น้ำมันดินอีพ็อกซี, สีเคลือบน้ำมันดิน, ผงอีพ็อกซี และโครงสร้างคอมโพสิตสามชั้น, การห่อหุ้มเย็นด้วยน้ำมันดินอีพ็อกซี (แบบ PF), การห่อหุ้มเย็นด้วยน้ำมันดินอีพ็อกซีผสมยางและพลาสติก (แบบ RPC) เป็นต้น ปัจจุบัน วิธีการป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ได้แก่ โครงสร้างคอมโพสิต PE สามชั้น, ผงอีพ็อกซีชั้นเดียว, การห่อหุ้มเย็นแบบ PF และการห่อหุ้มเย็นแบบ RPC
(1) ยางมะตอยปิโตรเลียม วัตถุดิบมีอยู่ทั่วไปและราคาถูก อย่างไรก็ตาม สภาพการทำงานไม่ดี คุณภาพยากที่จะรับประกัน และก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง
(2) น้ำมันดินอีพ็อกซี่ใช้งานง่าย แต่การเคลือบใช้เวลานานในการแข็งตัว ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมอย่างมาก ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานภาคสนาม และยากต่อการก่อสร้างที่อุณหภูมิต่ำกว่า 10°C (3) ผงอีพ็อกซี่ป้องกันการกัดกร่อน ใช้การพ่นด้วยไฟฟ้าสถิต มีการยึดเกาะที่ดีกับตัวท่อที่ทำจากวัสดุเดียวกันและมีการยึดเกาะที่แข็งแรง แต่ผงอีพ็อกซี่มีคุณสมบัติกันน้ำได้ไม่ดี (อัตราการดูดซับน้ำสูงถึง 0.83%) ซึ่งทำให้เกิดความยากลำบากในการออกแบบการป้องกันการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้า ต้องใช้อุปกรณ์คุณภาพสูงในสถานที่ ใช้งานยาก และควบคุมคุณภาพได้ยาก
(4) วัสดุหดตัวด้วยความร้อน 3PE สำหรับการปิดผนึกป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็ก มีความแข็งแรงเชิงกลสูง กันน้ำได้ดี คุณภาพคงที่ ก่อสร้างสะดวก ใช้งานได้ดี และไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม PE มีอัตราการดูดซับน้ำต่ำ (น้อยกว่า 0.01%) และในขณะเดียวกันก็มีความแข็งแรงของอีพ็อกซี่สูง การดูดซับน้ำของ PE ต่ำ และความนุ่มนวลของกาวร้อนละลายที่ดี เป็นต้น มีความน่าเชื่อถือในการป้องกันการกัดกร่อนสูง ข้อเสียคือเมื่อเทียบกับต้นทุนของวัสดุซ่อมแซมอื่นๆ แล้ว ต้นทุนจะสูง
(5) แผ่นหุ้มกันความเย็น PF และ RPC นั้นเรียบง่ายและติดตั้งง่าย กาวสำหรับติดตั้งทั้งสามแบบทำให้แผ่นหุ้มกันความเย็นอีพ็อกซี่ถ่านหินชนิด PF เหมาะสำหรับการติดตั้งในทุกสภาพแวดล้อม ทุกฤดูกาล และทุกอุณหภูมิ แผ่นหุ้มกันความเย็นและเทปหดความร้อน 3PE เหมาะสำหรับท่อเหล็กที่มีการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนหลักที่ทำจากวัสดุต่างๆ ในขณะที่วิธีการอื่นๆ เหมาะสำหรับท่อเหล็กที่มีการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนหลักที่ทำจากวัสดุเดียวกันหรือคล้ายกัน

ประการที่สอง ด้วยการพัฒนาที่เกิดขึ้น ท่อเหล็กบางชนิดจำเป็นต้องมีการหุ้มฉนวนในระหว่างการป้องกันการกัดกร่อน น้ำมันปิโตรเลียมเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนซึ่งกัดกร่อนท่อเหล็กได้ง่าย ทำให้การป้องกันการกัดกร่อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม ท่อส่งน้ำมันดิบที่ผ่านการกลั่นแล้วก็จำเป็นต้องมีการหุ้มฉนวนในระหว่างการป้องกันการกัดกร่อนเช่นกัน ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีนและในช่วงฤดูหนาว การขยายตัวและการหดตัวจากความร้อนอาจทำให้ท่อเหล็กแข็งตัวและแตกร้าว ส่งผลกระทบต่อการจ่ายน้ำมันอย่างต่อเนื่อง

วิธีการป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กแปรรูป
การเคลือบผิว: หนึ่งในวิธีการพื้นฐานที่สุดสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กคือการเคลือบผิวท่อเหล็กที่กำจัดสนิมออกแล้วให้ทั่วถึงและหนาแน่น เพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากสารกัดกร่อนต่างๆ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 การวางท่อเหล็กในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น เขตขั้วโลกและมหาสมุทร รวมถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นของท่อเหล็กที่เกิดจากการขนส่งน้ำมันร้อน ได้สร้างความต้องการประสิทธิภาพการเคลือบผิวที่สูงขึ้น ดังนั้น การเคลือบผิวป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กจึงใช้วัสดุผสมหรือโครงสร้างผสมมากขึ้นเรื่อยๆ

① การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนผนังภายนอก: ประเภทของวัสดุและเงื่อนไขการใช้งานสำหรับการเคลือบผนังภายนอกของท่อเหล็ก ② การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนผนังภายใน: ฟิล์มบางๆ ที่ใช้กับผนังด้านในของท่อเหล็กเพื่อป้องกันการกัดกร่อน ลดแรงเสียดทาน และเพิ่มประสิทธิภาพการไหล การเคลือบที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เรซินอีพ็อกซีที่บ่มด้วยอะมีนและเรซินโพลีอะไมด์-อีพ็อกซี โดยมีความหนาของการเคลือบ 0.038 ถึง 0.2 มม. เพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดเกาะที่แข็งแรงระหว่างการเคลือบและผนังท่อ ผนังด้านในของท่อจะต้องได้รับการปรับสภาพพื้นผิว ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา มีแนวโน้มที่จะใช้วัสดุเดียวกันสำหรับการเคลือบทั้งด้านในและด้านนอกของท่อ ทำให้สามารถเคลือบทั้งสองด้านพร้อมกันได้
③ การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและฉนวนกันความร้อน: สำหรับท่อเหล็กขนาดกลางและขนาดเล็กที่ใช้ในการขนส่งน้ำมันดิบหรือน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิสูง จะมีการเคลือบชั้นฉนวนและป้องกันการกัดกร่อนแบบผสมไว้ที่ด้านนอกของท่อเพื่อลดการสูญเสียความร้อนจากท่อสู่ดิน วัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไปคือโฟมโพลียูรีเทนแบบแข็ง ซึ่งเหมาะสำหรับอุณหภูมิระหว่าง -185°C ถึง 95°C วัสดุนี้มีเนื้อสัมผัสที่อ่อนนุ่ม และเพื่อเพิ่มความแข็งแรง จะมีการเคลือบชั้นโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงทับบนชั้นฉนวนเพื่อสร้างโครงสร้างแบบผสมที่ป้องกันไม่ให้น้ำใต้ดินซึมเข้าไปในชั้นฉนวน