هدف از این مطالعه بررسی و معرفی پوششها داخل لوله کاربردهای آنها، مواد و روش های متداول اعمال آنها و بررسی مزایای اقتصادی استفاده از پوشش داخل است. در این مطالعه پس از معرفی کلی و گذرای انواع مختلف پوشش داخل سعی شده تا ورای مساله جلوگیری از خوردگی و حفاظت در برابر آن که در مقالات متعددی بررسی شده است به سایر مزایای پوشش داخل من جمله تاثیر پوشش داخل بر بهبود ویژگی های هیدرولیکی لوله پرداخته شود. این مطالعه سپس بر روی یکی از روشهای پوشش داخلی یعنی flow coating متمرکز شده و یک مقایسه اقتصادی بین استفاده از پوشش داخل و به ویژه flow coating ارائه می دهد.
سابقه استفاده از پوشش داخل برای لوله های انتقال نفت و گاز به سالهای 1940 بر می گردد. ایده اولیه استفاده از پوشش داخل به منظور جلوگیری از خوردگی تسهیل نگهداری و بهبود جریان سیال درون لوله بوده است.
پوشش داخل از سالهای 1950 با موفقیت در خطوط لوله گاز به کار رفته است با این وجود این تکنولوژی امروزه نیز تکنولوژی روز محسوب می شود. برای مثال پوشش داخل لوله در عرض 4 الی 5 سال گذشته در خطوط لوله انتقال گاز طولانی با قطر بالا در اروپا مورد استفاده قرار گرقته است خطوط لوله انتقال گاز در دریای شمال به طول 3000 کیلومتر و هزاران کیلومتر دیگر خطوط لوله انتقال در خاورمیانه و خاور دور از پوشش داخلی استفاده کرده اند و در آینده نیز استفاده خواهند کرد. در حال حاضر بیش از 100 هزار کیلومتر خط لوله با پوشش داخل در سراسر دنیا وجود دارد.
پوشش داخلی لوله برای خطوط زمینی انتقال گاز بصورت استاندارد در بسیاری از کشور ها اعمال می شود. پوشش داخلی لوله نبایستی بصورت یک هزینه اضافی محسوب گردد چرا که در دراز مدت باعث صرفه جویی های اقتصادی فراوانی می شود.
انواع پوشش داخلی و استاندارد ها
رنگ های مورد استفاده در پوشش داخل عمدتاً بر پایه رزین های اپوکسی ساخته
می شوند. طبق استاندارد (ASTM D 897) مقدار چسبندگی کششی پوششهای حاصل از رزینهای اپوکسی، 3000 پوند بر اینچ مربع است. رنگهای اپوکسی در مقایسه با رنگهای دیگر دارای چسبندگی بسیار خوبی هستند که البته تمیزی سطح در میزان این چسبندگی تاثیر دارد. فیلم حاصل از این نوع رزین نسبت به مواد شیمیایی بسیار مقاوم است. این نوع رزینها نسبتاً گران قیمت هستند ولی در مواردی که حفاظت و کیفیت در کار ضرورت دارد استفاده از آنها پیشنهاد می شود.
اپوکسی حلال دار: از لحاظ ترکیب شیمیایی رزین اپوکسی شامل گروههای هیدروکسیل و اپوکسی است. پس از اماده سازی سطح جهت اعمال رنگ سه نوع باند (شیمیایی – قطبی – مکانیکی) در چسبندگی و اتصال رنگ به سطح دخالت دارند. در هنگام اعمال رنگ جهت افزایش وزن مولکولی رزینهای اپوکسی، واکنش پلیمریزاسیون و سخت شدن از طریق هاردنرهایی صورت می گیرد که خصوصیت هر یک از آنها عبارت است از:
1- آمینها: این نوع هاردنرها فیلمهایی بینهایت مقاوم را تشکیل می دهند. مقدار آمین مصرفی در این ترکیب حدود 6 درصد وزن اپوکسی است و ترکیب رزین و هاردنر باید پس از اختلاط فوراً مصرف شود. (مدت زمان لازم جهت سخت شدن را طول عمر
می گویند.)
2- پلی آمیدها: این نوع هاردنر نسبت به آمیدها از واکنش کندتر و قابل کنترل تری برخوردار هستند.
3- آمینو و فنلیک: این دو نوع هاردنر از چسبندگی و انعطاف پذیری و مقاومت شیمیایی فیلم بسیار بالایی برخوردار هستند.
رزینهای اپوکسی حلال دار جهت خشک شدن به زمان زیادی نیاز دارند که این زمان متناسب با نوع هارنر مصرفی متفاوت است. بنابراین این نوع اپوکسی را به راحتی
می توان توسط سیستم پاشش Airless در ضخامتهای حدود 500 – 70 میکرون اعمال کرد.
وجود حلال در رنگ محدودیتهایی را در مصرف این نوع رنگ به همراه دارد. این نوع اپوکسی را می توان در لوله های انتقال گاز ترش و شیرین نفت و مواد پتروشیمی و آب آشامیدنی به کار برد. قیمت این رنگها در ضخامت های مساوی کمتر از قیمت رنگهای بدون حلال است.
اپوکسی بدون حلال: بطور مثال یکی از ترکیبات این نوع رنگ اختلاط رزین اپوکسی بدون حلال (A – Epoxy Resin Bisphenol) با هاردنر تری اتیل هگزا متیلن دی آمین (Amine Terimethyl Hexamethlen Di) است.
این نوع رنگ با دستگاههای فشار بالا (Hight Pressure Equipment) در ضخامتهای حدود 600 – 400 میکرون قابل اعمال است.
اختلاط رزین با هاردنر در میکسر پشت گان صورت می گیرد. با توجه به پایین بودن زمان خشک شدن این نوع اپوکسی در صورت توقف پاشش بیش از 2 دقیقه باید با عبور تینر میکسر و گان به سرعت شسته شوند در غیر این صورت با سخت شدن مخلوط فوق امکان تمیز میکسر و گان بسیار ضعیف است.
از مزایای این رنگ قابلیت استفاده از ان در خطوط انتقال آب آشامیدنی به دلیل رعایت الزامات بهداشتی است.
قیمت تمام شده برای اعمال این نوع پوشش داخل با ضخامت 500 میکرون به ازای هر متر مربع 130000 ریال است.
پلی یورتان: ایزوسیاناتها جزء اصلی رزینهای پلی اورتان هستند. از انواع ایزوسیاناتهای بکار رفته در این نوع رنگ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- رزین پلی اورتان حاصل از تولوئین دی ایزوسیانات (TDl) که به سرعت خشک
می شوند.
2- رزین پلی اورتان حاصل از دی فنیل متان دی ایزوسیانات (MDl) که معمولاً در پوششهای بدون حلال و دو جزئی مورد استفاده قرار می گیرند البته رنگ قهوه ای این ماده مصرف آنرا محدود می کند.
3- رزین پلی اورتان حاصل از هگزا متیل دی ایزوسیانات (HDI) که دارای سرعت واکنش کمتری است.
خصوصیات پلی اورتان
بطور کلی از خصوصیات مطلوب پوشش های پلی اورتان 100% جامد می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- این پوشش بدون حلال بوده به منظور کاربرد آن بر روی سطح، نیازی به استفاده از حلال هایی مانند تینر برای رقیق کردن آن نمی باشد لذا کاملا سازگار با محیط زیست است و می تواند جهت پوشش دهی سطوح در مجاورت با آب آشامیدنی و مواد غذایی نیز بکار رود.
- به دلیل قابلیت چسبندگی بسیار بالا بر روی سطوح مختلف(بتنی، آهنی،آلومینیومی و...) و داشتن خاصیت ارتجاعی بسیار بالا ( تا %50 ازدیاد طول را تحمل می کند) این پوشش قابلیت تحمل هر گونه ضربه و تغییرات ابعادی را دارا است[1].
- مقاومت عالی در برابر اشعه های مخرب فرا بنفش
- مقاومت بسیار عالی در برابر شو کهای حراراتی تا 110 درجه سانتیگراد. در شرایط غوطه ور در دمایی ما بین 30- تا80 درجه سانتیگراد مقاومت دارد.
- در مواردی که پوشش دچار صدمه ناگهانی گردد به راحتی قابل ترمیم می باشد.
- این پوشش یک نوع ماده خاموش شونده است لذا مانع از گسترش آتش سوزی
می گردد. - آلودگیها بر روی این پوشش نمی چسبند و به راحتی قابل تمیز کردن می باشند.
- از خواص مکانیکی دیگر این پوشش می توان به مقاومت بالا در برابر پارگی (kg/cm2 180)، انقباض %. ، چسبندگی بالا( برای مثال در خصوص فولاد بالاتر از MPa10) و سختی (shore D 5±75) اشاره کرد.
- نفوذ پذیری بسیار پایین( در مورد بخار آب perm/cm 0018/0)
- وجود این پوشش بر روی سطح مانع از انتقال جریان برق می گردد( با ضخامت
2 میلیمتر می تواند در جریان C با ولتاژ 15000 ولت مقاومت کند. - زمان نیمه عمر پوشش 30 سال می باشد به طورکه پس از این مدت خواص مکانیکی و شیمیایی آن به نصف کاهش یافته ولی همچنان قابلیت سرویس دهی است.
- دارای مقاومت شیمیایی عالی در برابر مواد شیمیایی خورنده با 13-1=PH
می باشد.
بطورکه کلی پوشش های پلی اوره تان را می توان در مجاورت مواد شیمیایی مانند نفت خام، سوخت نفتی، هیدرو کربن های آلیفاتیک، روغن سویا، نفت سفید، گازوئیل، پر اکسید هیدروژن، سولفات کلسیم، محلول های borax، وایت اسپریت، روغن کرچک، کلرید آمونیوم،ازن، گلیسیرین، اتیلن، گلیکول، چربیهای حیوانی، فرمالدهید، اب دریا، اسید استیک%20, اسید کلریدریک%20، اسید نیتریک%20، اسید فسفریک؛ اسید اولئیک، اسید فرمیک،اسید فلوئوروهیدریک%30، هیدروکسید سدیم%30، هیدرو کسید پتاسیم %20، هیدروکسید آمونیوم%20، نمک های آمونیوم و... استفاده نمود. این پوشش به دلیل دارا بودن خواص ممتاز که دارد طول عمر بیشتری نسبت به سایر
دانلود تحقیق بررسی پوششها و بازدارنده ها جهت جلوگیری از خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز