ควรเตรียมพื้นผิวของท่อเหล็กเชื่อมความถี่สูงอย่างไร

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเศรษฐกิจประเทศ ประเทศได้พัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานอย่างแข็งขัน ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ API ระยะไกลเป็นวิธีการสำคัญในการสร้างความมั่นคงด้านพลังงาน ในกระบวนการก่อสร้างป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งน้ำมัน (ก๊าซ) การเคลือบผิวของท่อเหล็กเชื่อมความถี่สูงเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่กำหนดอายุการใช้งานของการป้องกันการกัดกร่อนของท่อ เป็นเงื่อนไขสำคัญสำหรับการยึดติดที่แข็งแรงของชั้นป้องกันการกัดกร่อนและท่อเหล็กเชื่อมความถี่สูง จากการวิจัยพบว่า อายุการใช้งานของชั้นป้องกันการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดของสารเคลือบ คุณภาพของสารเคลือบ และสภาพแวดล้อมในการก่อสร้าง อิทธิพลของการเคลือบผิวของท่อเหล็กต่ออายุการใช้งานของชั้นป้องกันการกัดกร่อนคิดเป็นประมาณ 50% ดังนั้น ข้อกำหนดของมาตรฐานชั้นป้องกันการกัดกร่อนสำหรับพื้นผิวของท่อเหล็กผนังหนาจึงควรได้รับการปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด และควรมีการสำรวจและสรุปวิธีการเคลือบผิวของท่อเหล็กผนังหนาอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น

1. การทำความสะอาด: ใช้ตัวทำละลายและอิมัลชันในการทำความสะอาดพื้นผิวเหล็กเพื่อขจัดน้ำมัน จาระเบา ฝุ่นละออง สารหล่อลื่น และสารอินทรีย์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน แต่ไม่สามารถขจัดสนิม คราบตะกรัน น้ำยาประสานโลหะ ฯลฯ บนพื้นผิวเหล็กได้ ดังนั้นจึงใช้เป็นเพียงวิธีการเสริมในการผลิตวัสดุป้องกันการกัดกร่อนเท่านั้น

2. การกำจัดสนิมด้วยเครื่องมือ: ส่วนใหญ่จะใช้แปรงลวดและเครื่องมืออื่นๆ ในการขัดผิวเหล็ก ซึ่งสามารถกำจัดคราบออกไซด์ที่หลุดลอกหรือนูนขึ้น สนิม ตะกรันจากการเชื่อม ฯลฯ การกำจัดสนิมด้วยเครื่องมือแบบใช้มือสามารถทำได้ถึงระดับ Sa2 และการกำจัดสนิมด้วยเครื่องมือไฟฟ้าสามารถทำได้ถึงระดับ Sa3 หากผิวเหล็กยึดติดกับคราบออกไซด์อย่างแน่นหนา ผลการกำจัดสนิมด้วยเครื่องมือจะไม่ดีเท่าที่ควร และจะไม่สามารถบรรลุความลึกของลวดลายยึดเกาะที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างป้องกันการกัดกร่อนได้

3. การดอง: โดยทั่วไปแล้ว การดองจะใช้วิธีทางเคมีและไฟฟ้า การป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งใช้วิธีการดองทางเคมีเท่านั้น ซึ่งสามารถกำจัดคราบออกไซด์ สนิม และสารเคลือบเก่าได้ บางครั้งอาจใช้เป็นการบำบัดซ้ำหลังจากพ่นทรายและกำจัดสนิมแล้ว แม้ว่าการทำความสะอาดด้วยสารเคมีจะทำให้พื้นผิวสะอาดและหยาบได้ในระดับหนึ่ง แต่รูปแบบการยึดเกาะนั้นตื้นและก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมได้ง่าย

4. การกำจัดสนิมด้วยการพ่น (Blasting): การกำจัดสนิมด้วยการพ่นใช้มอเตอร์กำลังสูงขับเคลื่อนใบมีดพ่นให้หมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้ทรายเหล็ก เม็ดเหล็ก เศษลวด แร่ธาตุ และสารกัดกร่อนอื่นๆ ถูกพ่นไปบนพื้นผิวของท่อเหล็กภายใต้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถกำจัดสนิม ออกไซด์ และสิ่งสกปรกได้อย่างหมดจดเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ท่อเหล็กมีความหยาบสม่ำเสมอตามต้องการภายใต้แรงกระแทกและแรงเสียดทานที่รุนแรงของสารกัดกร่อนอีกด้วย

หลังจากการกำจัดสนิมด้วยการพ่นทรายแล้ว ไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับทางกายภาพของพื้นผิวท่อเหล็กเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มการยึดเกาะเชิงกลระหว่างชั้นป้องกันการกัดกร่อนกับพื้นผิวท่อเหล็กอีกด้วย ดังนั้น การกำจัดสนิมด้วยการพ่นทรายจึงเป็นวิธีการกำจัดสนิมที่เหมาะสมสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่ง โดยทั่วไปแล้ว การพ่นทรายเพื่อกำจัดสนิมมักใช้สำหรับการบำบัดพื้นผิวด้านในของท่อเหล็ก และการพ่นทรายเพื่อกำจัดสนิมมักใช้สำหรับการบำบัดพื้นผิวด้านนอกของท่อเหล็ก มีหลายประเด็นที่ควรให้ความสนใจเมื่อใช้การกำจัดสนิมด้วยการพ่นทราย

4.1 ระดับการกำจัดสนิม: สำหรับกระบวนการก่อสร้างด้วยอีพ็อกซี เอทิลีน ฟีนอลิก และสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับท่อเหล็ก โดยทั่วไปแล้วพื้นผิวของท่อเหล็กจะต้องมีระดับความขาวเกือบสมบูรณ์ (Sa2.5) จากประสบการณ์จริงพิสูจน์แล้วว่าระดับการกำจัดสนิมนี้สามารถกำจัดคราบสนิมและสิ่งสกปรกอื่นๆ ได้เกือบทั้งหมด และความลึกของลวดลายการยึดเกาะอยู่ที่ 40-100 ไมโครเมตร ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการยึดเกาะของชั้นป้องกันการกัดกร่อนและท่อเหล็กอย่างเต็มที่ และกระบวนการพ่น (พ่นทราย) เพื่อกำจัดสนิมสามารถบรรลุเงื่อนไขทางเทคนิคระดับความขาวเกือบสมบูรณ์ (Sa2.5) ได้ด้วยต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำกว่า คุณภาพที่เสถียรและเชื่อถือได้

4.2 การพ่น (พ่นทราย) สารขัด: เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การขจัดสนิมที่ดีที่สุด ควรเลือกสารขัดตามความแข็งของพื้นผิวท่อเหล็ก ระดับสนิมเดิม ความหยาบของพื้นผิวที่ต้องการ ประเภทของสารเคลือบ ฯลฯ สำหรับการเคลือบอีพ็อกซี่ชั้นเดียว โพลีเอทิลีนสองชั้น หรือสามชั้น การใช้สารขัดผสมระหว่างทรายเหล็กและเม็ดเหล็กจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์การขจัดสนิมที่ดีที่สุดได้ง่ายกว่า เม็ดเหล็กมีผลในการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวเหล็ก ในขณะที่ทรายเหล็กมีผลในการกัดเซาะพื้นผิวเหล็ก สารขัดผสมระหว่างเม็ดเหล็กและเม็ดเหล็ก (โดยปกติความแข็งของเม็ดเหล็กจะอยู่ที่ 40-50 HRC และความแข็งของเม็ดเหล็กจะอยู่ที่ 50-60 HRC) สามารถใช้ได้กับพื้นผิวเหล็กต่างๆ แม้แต่พื้นผิวเหล็กที่เป็นสนิมเกรด C และ D ก็ยังได้ผลดีมากในการขจัดสนิม

4.3 ขนาดและอัตราส่วนของอนุภาคขัด: เพื่อให้ได้ความสะอาดและความหยาบที่สม่ำเสมอมากขึ้น การออกแบบขนาดและอัตราส่วนของอนุภาคขัดจึงมีความสำคัญมาก ความหยาบที่มากเกินไปอาจทำให้ชั้นป้องกันการกัดกร่อนบางลงที่จุดสูงสุดของลวดลายยึด ในขณะเดียวกัน เนื่องจากลวดลายยึดลึกเกินไป ชั้นป้องกันการกัดกร่อนจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองอากาศในระหว่างกระบวนการป้องกันการกัดกร่อน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของชั้นป้องกันการกัดกร่อน

ความหยาบที่น้อยเกินไปจะทำให้ชั้นป้องกันการกัดกร่อนเกาะติดกับลวดลายของเม็ดขัด ส่งผลให้ความแข็งแรงและความต้านทานต่อแรงกระแทกลดลง สำหรับการกัดกร่อนภายในที่รุนแรง การพึ่งพาแรงกระแทกสูงจากเม็ดขัดขนาดใหญ่เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ ต้องใช้เม็ดขัดขนาดเล็กเพื่อขัดเอาผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนออกเพื่อให้ได้ผลการทำความสะอาด ในขณะเดียวกัน การออกแบบอัตราส่วนที่เหมาะสมไม่เพียงแต่จะช่วยชะลอการสึกหรอของเม็ดขัดบนท่อและหัวฉีด (ใบมีด) เท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ของเม็ดขัดได้อย่างมาก โดยทั่วไป ขนาดอนุภาคของเม็ดเหล็กจะอยู่ที่ 0.8-1.3 มม. และขนาดอนุภาคของทรายเหล็กจะอยู่ที่ 0.4-1.0 มม. ซึ่ง 0.5-1.0 มม. เป็นส่วนประกอบหลัก อัตราส่วนของทรายต่อเม็ดเหล็กโดยทั่วไปคือ 5-8

ควรสังเกตว่าในการใช้งานจริง อัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างทรายเหล็กและเม็ดเหล็กในสารขัดถูนั้นทำได้ยาก เนื่องจากทรายเหล็กที่แข็งและเปราะมีอัตราการบดที่สูงกว่าเม็ดเหล็ก ด้วยเหตุนี้ จึงควรสุ่มตัวอย่างและทดสอบสารขัดถูผสมอย่างต่อเนื่องในระหว่างการใช้งาน และควรเติมสารขัดถูใหม่ลงในน้ำยาขจัดสนิมตามการกระจายขนาดอนุภาค โดยในจำนวนสารขัดถูใหม่ที่เติมเข้าไปนั้น ปริมาณของเหล็กควรมีสัดส่วนมากที่สุด

4.4 ความเร็วในการขจัดสนิม: ความเร็วในการขจัดสนิมของท่อเหล็กขึ้นอยู่กับชนิดของสารขัดถูและการเคลื่อนที่ของสารขัดถู โดยทั่วไป ควรเลือกสารขัดถูที่มีอัตราการสูญเสียต่ำ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเร็วในการทำความสะอาดและยืดอายุการใช้งานของใบมีด

4.5 การทำความสะอาดและการอุ่นก่อน: ก่อนการพ่น (พ่นทราย) จะต้องทำความสะอาดคราบไขมันและตะกรันบนพื้นผิวท่อเหล็กออกก่อน จากนั้นจึงใช้เตาเผาความร้อนอุ่นตัวท่อให้มีอุณหภูมิ 40-60 องศาเซลเซียส เพื่อให้พื้นผิวท่อเหล็กแห้ง ในระหว่างการพ่น (พ่นทราย) เนื่องจากพื้นผิวท่อเหล็กไม่มีสิ่งสกปรก เช่น คราบไขมัน จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดสนิมได้ดียิ่งขึ้น พื้นผิวท่อเหล็กที่แห้งยังเอื้อต่อการแยกเม็ดเหล็ก ทรายเหล็ก สนิม และคราบออกไซด์ ทำให้พื้นผิวท่อเหล็กสะอาดขึ้นหลังการกำจัดสนิม

ในกระบวนการผลิตนั้น ให้ความสำคัญกับการปรับสภาพพื้นผิวเป็นอย่างมาก และมีการควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการกำจัดสนิมอย่างเข้มงวด ในการก่อสร้างจริง ค่าความแข็งแรงในการลอกของชั้นป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กนั้นสูงกว่าข้อกำหนดมาตรฐานอย่างมาก ทำให้มั่นใจในคุณภาพของชั้นป้องกันการกัดกร่อน โดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์เดียวกัน แต่สามารถปรับปรุงระดับกระบวนการและลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก