Revestimento anticorrosivo-para tubo de aço 3LPE e como funciona

Tubos de aço usados ​​em ambientes subterrâneos, submersos e outros ambientes exigentes estão expostos à umidade, solo, produtos químicos, sais, impacto mecânico e outros fatores que podem acelerar a corrosão. Sem proteção externa adequada, a corrosão pode reduzir gradualmente a espessura da parede do tubo e, eventualmente, afetar a sua integridade estrutural e vida útil.

Materiais anticorrosivos para tubos de aço 3LPE-fornecer um sistema de proteção externa multi-camadas projetado para enfrentar esses desafios. 3LPE significaPolietileno de três{0}}camadas, e o sistema de revestimento combina três materiais diferentes: Fusion Bonded Epoxy (FBE), uma camada adesiva e uma camada externa de polietileno. Cada camada desempenha uma função diferente, enquanto as três camadas funcionam juntas como um sistema de proteção. A ISO 21809-1 especifica requisitos para revestimentos de polietileno e polipropileno de três{5}} camadas-aplicados em plantas para dutos de aço soldados e sem costura enterrados ou submersos usados ​​em sistemas de transporte de petróleo e gás natural.

O que é o revestimento 3LPE?

3LPE é um sistema de revestimento externo-de três camadas aplicado à superfície de tubos de aço. A primeira camada é Fusion Bonded Epoxy, a segunda é um adesivo polimérico e a terceira é polietileno.

A estrutura básica é:

Tubo de Aço → FBE → Adesivo → PE

A combinação é importante porque nenhuma camada precisa fornecer todo tipo de proteção. O FBE proporciona forte adesão e resistência à corrosão, o adesivo cria uma ligação confiável entre o FBE e o PE, e a camada externa de PE fornece proteção mecânica e uma barreira contra umidade.

Por que o 3LPE é importante para tubos de aço?

Tubos de aço instalados no subsolo ou debaixo d'água não podem ser facilmente inspecionados e reparados quando estiverem em serviço. A umidade do solo, as águas subterrâneas, os sais dissolvidos e outras condições ambientais podem atacar continuamente as superfícies de aço expostas.

Um projeto adequadamenteRevestimento 3LPE para tubos de aço cria uma barreira física entre o aço e o ambiente circundante. O sistema também fornece proteção mecânica contra danos que possam ocorrer durante o transporte, manuseio, instalação, aterro e operação.

Esta combinação de proteção contra corrosão e resistência mecânica torna o 3LPE particularmente útil para aplicações exigentes em tubulações.

Primeira camada: epóxi ligado por fusão

A primeira camada é Fusion Bonded Epoxy, comumente conhecida como FBE. Ele é aplicado diretamente na superfície de aço preparada e serve como camada primária-de proteção contra corrosão.

O FBE é importante porque proporciona forte adesão ao aço e forma uma camada protetora contínua. Também contribui para a resistência contra o descolamento catódico quando o sistema de revestimento é adequadamente projetado e aplicado.

A qualidade da superfície do aço antes da aplicação do FBE é extremamente importante. A preparação da superfície, a limpeza, as condições de aquecimento, a aplicação do pó e a cura afetam o desempenho final do revestimento.

Segunda Camada: Adesivo

A segunda camada é um adesivo polimérico, muitas vezes baseado numa poliolefina funcionalizada. Seu principal objetivo é criar uma ligação forte entre o primer FBE e a camada externa de polietileno.

O FBE e o polietileno têm características físicas e químicas diferentes. Portanto, simplesmente colocar o PE diretamente sobre o epóxi não proporcionaria o mesmo desempenho de ligação entre-camadas. O adesivo atua como uma ponte entre os dois materiais.

Uma camada adesiva contínua e aplicada corretamente ajuda a manter a integridade do sistema completo de três-camadas.

Terceira Camada: Polietileno

A camada externa é de polietileno, que proporciona grande parte da proteção mecânica do sistema de revestimento. Ajuda a proteger as camadas subjacentes contra impacto, abrasão, umidade e exposição ambiental externa.

Durante o transporte e instalação do tubo, o revestimento pode encontrar equipamentos de elevação, contato com outros tubos, solo, pedras e tensões de manuseio. A camada PE fornece uma barreira externa resistente que ajuda a proteger as camadas internas-mais sensíveis à corrosão.

Esta é uma razãoRevestimento de polietileno de três{0}}camadasé particularmente útil para tubulações enterradas.

Como as três camadas funcionam juntas

A principal vantagem do 3LPE vem da combinação das três camadas, e não de qualquer material individual.

O FBE é responsável principalmente pela ligação ao aço e pelo fornecimento de proteção contra corrosão. O adesivo fornece a conexão entre o epóxi e o polietileno. A camada PE fornece proteção mecânica e resistência à umidade e exposição ambiental.

Esta abordagem em camadas cria um sistema de proteção mais abrangente do que depender de um único material de revestimento.

Importância da preparação da superfície do aço

Antes de aplicar oSistema 3LPE, a superfície do aço deve estar devidamente preparada. A preparação da superfície é uma das etapas mais importantes porque contaminantes, ferrugem, óleo, umidade, carepa de laminação ou outros problemas de superfície podem reduzir a adesão do revestimento.

A superfície do tubo é normalmente limpa e jateada com abrasivo de acordo com a especificação de revestimento aplicável. Após a preparação, o estado da superfície deve ser verificado antes do início do revestimento.

A má preparação da superfície pode prejudicar o desempenho até mesmo de materiais de revestimento de{0}}alta qualidade. Portanto, a qualidade do revestimento começa com a condição do aço descoberto.

Importância do aquecimento de tubos

O processo de aplicação requer temperaturas controladas para os diferentes materiais de revestimento. Em particular, o tubo de aço deve atingir a temperatura adequada para a aplicação do FBE.

O controle de temperatura afeta a fusão, a cura, a ligação e as propriedades finais do revestimento. O aquecimento excessivo ou insuficiente pode resultar em defeitos de revestimento ou má adesão.

Por esta razão, o monitoramento da temperatura deve ser integrado à linha de produção de revestimento e mantido dentro dos requisitos estabelecidos pela especificação de revestimento aplicável e pelo fabricante do material.

Processo de Aplicação de Materiais 3LPE

O processo geral de revestimento pode ser resumido como:

Preparação da superfície → Aquecimento → Aplicação FBE → Aplicação de adesivo → Aplicação PE → Resfriamento → Inspeção

Os parâmetros exatos do processo dependem do sistema de revestimento, das dimensões do tubo, das especificações do material e dos padrões aplicáveis.

Durante a produção contínua, a linha de revestimento deve manter temperaturas, alimentação de material, condições de extrusão e velocidade da linha consistentes para alcançar um desempenho de revestimento uniforme.

Aplicação e Extrusão de PE

The polyethylene outer layer is typically applied using an extrusion process. The molten PE is brought into contact with the adhesive layer and formed around the pipe surface.

Espessura uniforme e ligação adequada são importantes. O processo de extrusão deve ser controlado de acordo com o material PE selecionado e as especificações de revestimento.

Condições de extrusão inadequadas podem resultar em espessura irregular, defeitos superficiais, ligação incompleta ou outros problemas que podem reduzir o desempenho protetor do revestimento acabado.

Espessura típica do revestimento

A espessura do revestimento depende do diâmetro do tubo, da classe de revestimento, dos requisitos do projeto e dos padrões aplicáveis. Não se deve presumir que uma espessura seja adequada para cada tubo.

Os sistemas 3LPE comerciais geralmente usam um primer FBE, uma camada adesiva relativamente fina e uma camada externa de PE significativamente mais espessa. Algumas especificações de produtos listam espessuras gerais de revestimento-com base em PE em faixas em torno de 1,8 a 4,0 mm, mas os requisitos reais devem sempre ser determinados a partir da especificação e padrão do projeto aplicável.

Opções de cores

Sistemas de revestimento 3LPEpodem ser fornecidos em diversas cores de acordo com a necessidade do projeto. As opções comuns incluem cinza, verde, branco e preto.

A cor geralmente atende a requisitos específicos de identificação, aparência ou{0}}do projeto, em vez de substituir a função protetora das camadas de revestimento.

A cor real deve ser especificada de acordo com as necessidades do cliente.

Aplicações de materiais anticorrosivos para tubos de aço 3LPE-

Sistemas 3LPEestão principalmente associados à proteção externa de dutos de aço enterrados ou submersos. Eles podem ser aplicados em tubos de aço soldados e sem costura usados ​​em sistemas de transporte por dutos.

As aplicações típicas incluem:

• Dutos de transmissão de petróleo
• Gasodutos de gás natural
• Tubulações de transmissão de água
• Tubulações subterrâneas
• Seções de dutos submersos
• Transporte de fluidos industriais
• Projetos de infraestrutura
• Dutos instalados em ambientes de solo agressivos

O sistema de revestimento apropriado deve sempre ser selecionado de acordo com o ambiente operacional real.

3LPE para tubos de aço subterrâneos

As tubulações subterrâneas estão expostas ao estresse do solo, águas subterrâneas, umidade, sais, microorganismos e outros fatores ambientais. Eles também podem sofrer tensões mecânicas durante o transporte, abaixamento, aterro e movimento do solo.

A camada externa de PE fornece proteção mecânica, enquanto as camadas adesivas e FBE protegem o aço e mantêm a integridade do sistema de revestimento.

Isto torna o 3LPE uma forte opção para muitos projetos de tubulações subterrâneas.

3LPE para Dutos Submarinos e Submersos

Dutos submersos podem sofrer exposição contínua à água, sais, forças mecânicas e outras condições ambientais. A integridade do revestimento torna-se especialmente importante porque o acesso para manutenção pode ser difícil.

Um sistema de três{0}}camadas pode fornecer uma combinação de resistência à corrosão, adesão, proteção mecânica e resistência à umidade.

No entanto, aplicações submarinas podem ter requisitos adicionais específicos-do projeto. O projeto do revestimento deve, portanto, ser selecionado de acordo com a profundidade da água, temperatura, método de instalação, cargas mecânicas e normas aplicáveis.

Vantagens do revestimento 3LPE

A combinação de FBE, adesivo e PE oferece diversas vantagens importantes.

Adesão Forte

A camada FBE cria uma ligação forte com a superfície de aço preparada, enquanto o adesivo cria a ligação entre o FBE e o PE.

Resistência à corrosão

A camada FBE forma uma barreira importante entre o aço e o ambiente corrosivo.

Proteção Mecânica

A camada externa de PE oferece resistência ao impacto e à abrasão durante o manuseio e instalação.

Resistência à umidade

O polietileno tem baixa absorção de água e fornece uma barreira eficaz contra umidade externa.

Proteção-de pipeline de longo prazo

A combinação de diferentes funções de proteção ajuda o sistema de revestimento a resistir a ambientes subterrâneos e submersos exigentes, quando projetado e aplicado adequadamente.

3LPE e proteção catódica

Revestimento 3LPEgeralmente é usado como parte de uma estratégia mais ampla de controle-de corrosão do pipeline. A ISO 21809-1 observa que tubos revestidos de acordo com a norma são considerados adequados para proteção adicional por meio de proteção catódica.

Isto significa que o revestimento e a proteção catódica podem funcionar juntos. O revestimento fornece a barreira física primária, enquanto a proteção catódica pode fornecer proteção adicional de controle-de corrosão em áreas onde o aço pode ficar exposto.

A estratégia completa-de controle de corrosão deve, portanto, considerar o desempenho do revestimento e o sistema de proteção catódica do gasoduto.

Controle de qualidade durante o revestimento 3LPE

O controle de qualidade deve ser realizado durante todo o processo de revestimento e não somente após a produção.

Áreas de inspeção importantes incluem:

Os testes exatos e os critérios de aceitação devem ser determinados pela norma aplicável e pelas especificações do projeto.

Problemas comuns no revestimento 3LPE

Vários defeitos podem reduzir o desempenho de um sistema de revestimento de três{0}}camadas.

A má preparação da superfície pode causar fraca adesão entre o FBE e o aço. O aquecimento incorreto pode afetar a cura FBE ou a ligação entre-camadas. Problemas com a aplicação do adesivo podem criar separação entre FBE e PE, enquanto a extrusão inadequada de PE pode resultar em espessura irregular ou defeitos superficiais.

Problemas comuns incluem:

• Má adesão ao FBE
• Espessura irregular do revestimento
• Cobertura adesiva incompleta
• delaminação PE
• Danos superficiais
• Buracos ou descontinuidades
• Deformação excessiva do revestimento
• Danos mecânicos durante o manuseio

O controle cuidadoso do processo pode ajudar a reduzir esses problemas.

Importância da detecção de feriados

Um feriado é uma descontinuidade ou pequeno defeito em uma camada protetora contínua. Tais defeitos podem expor o aço subjacente ao meio ambiente.

A detecção de feriados é, portanto, uma etapa importante-de controle de qualidade para muitos sistemas de revestimento de pipeline. A tensão de teste apropriada e o procedimento de inspeção dependem do sistema de revestimento e da especificação aplicável.

Qualquer defeito detectado deverá ser devidamente reparado antes que o tubo seja liberado para instalação.

Manuseio e Transporte de Tubos Revestidos

O revestimento deve ser protegido não só durante a aplicação, mas também durante o transporte e instalação.

Tubos de aço pesados ​​podem danificar seus revestimentos se forem colocados diretamente em superfícies inadequadas ou manuseados com equipamentos de elevação inadequados. Suportes protetores, lingas adequadas e procedimentos de manuseio controlado podem reduzir o risco de danos ao revestimento.

O estado do revestimento deve ser verificado após o transporte e antes da instalação.

Importância do armazenamento adequado

Os tubos revestidos devem ser armazenados de forma a evitar danos desnecessários ao revestimento. Os tubos devem ser devidamente apoiados e separados quando necessário.

A exposição-de longo prazo a condições ambientais inadequadas também pode afetar os materiais, dependendo do design do revestimento e do grau de PE. Os procedimentos de armazenamento devem, portanto, seguir os requisitos do projeto e as recomendações do fabricante do revestimento.

Escolhendo os materiais 3LPE certos

SelecionandoMateriais anticorrosivos para tubos de aço-requer mais do que escolher FBE, adesivo e PE individualmente. Os três materiais devem ser compatíveis e adequados às condições de serviço esperadas.

Fatores importantes incluem:

• Classe de aço para tubos
• Diâmetro do tubo
• Espessura da parede
• Temperatura operacional
• Condições do solo
• Exposição à água
• Método de instalação
• Espessura de revestimento necessária
• Requisitos de proteção mecânica
• Padrões aplicáveis
• Ambiente de serviço esperado

O sistema de revestimento deve ser qualificado para a aplicação pretendida antes da produção completa.

Padrões Aplicáveis

ISO 21809-1:2018 é um importante padrão internacional que cobre revestimentos-aplicados externos de polietileno e polipropileno de três{4}} camadas para tubos de aço soldados e sem costura enterrados ou submersos usados ​​em sistemas de transporte de dutos de petróleo e gás natural.

Outros padrões também podem ser especificados dependendo do projeto, país, serviço de tubulação e requisitos do cliente. A especificação atual do projeto deve sempre determinar qual padrão e edição se aplicam.

Conclusão

Materiais anticorrosivos para tubos de aço 3LPE-fornecem uma abordagem-multicamadas para proteger tubos de aço contra corrosão e danos mecânicos. O sistema combina três materiais complementares: FBE como primeira camada, adesivo como segunda camada e polietileno como terceira camada.

A camada FBE proporciona forte adesão e uma importante barreira contra corrosão. O adesivo conecta as camadas de epóxi e polietileno, enquanto a camada externa de PE proporciona proteção mecânica e resistência à umidade e abrasão. Juntas, essas camadas criam um sistema de proteção externa durável para muitas aplicações de dutos enterrados e submersos.

Para um desempenho bem-sucedido, entretanto, a qualidade do material por si só não é suficiente. A preparação adequada da superfície do aço, o controle de temperatura, a aplicação do revestimento, o controle de espessura, a-ligação entre camadas, a inspeção, a detecção de férias, o manuseio e o armazenamento são todos importantes.

Quando o corretoRevestimento 3LPE for Steel Pipes é selecionado e aplicado de acordo com os requisitos aplicáveis ​​do projeto, ele pode fornecer proteção confiável de longo-prazo e ajudar a reduzir problemas de manutenção-relacionados à corrosão e integridade de tubulações.