طلاء الأنابيب الداخلية
ما هو طلاء الأنابيب الداخلية؟
يعمل الطلاء الداخلي للأنابيب على زيادة مقاومتها للتآكل، ويعزز تدفقها، ويقلل من تكون الرواسب.هناك مجموعة متنوعة من الطلاءات الداخلية للأنابيب، بما في ذلك طلاء Fusion Bonded Epoxy (FBE) وطلاء رقائق الزجاج.
في جميع أنحاء العالم، يعد التآكل القضية الأكثر أهمية التي تؤثر على عمر وموثوقية الأنابيب الموجودة تحت الأرض، سواء في البحر أو على اليابسة. الطلاء الخارجي والطلاء الداخلي نوعان مختلفان من الطلاءات الواقية للنفط والغاز، ولكل منهما مجموعة خاصة به من المتطلبات الفريدة والصارمة: الطلاء الخارجي للأنابيب والطلاء الداخلي للأنابيب. في حين يفكر معظم الناس في مقاومة التآكل من حيث الحماية الخارجية، فإن الطلاء الداخلي للأنابيب لا يقل أهمية عن الحماية الخارجية عندما يتعلق الأمر بحماية خط الأنابيب من التآكل.
يمكن العثور على الزيوت المبلمرة جزئيًا، بما في ذلك الشمع والسيليكا، وكذلك الأوساخ، في سوائل النفط والغاز. تشمل الجسيمات الصلبة كلوريد الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم وأملاح أخرى وكربونات وكبريتات ومواد مذابة أخرى.
في السائل، تتفكك بعض هذه الجسيمات، بينما تظل أخرى معلقة. عندما تنتقل عبر الأنابيب بسرعات تقترب من 200 ميل في الساعة، تتحول هذه الجسيمات إلى صواريخ تآكلية شرسة تسبب أضرارًا جسيمة. تسبب هذه الجزيئات سريعة الحركة قدرًا كبيرًا من التأثير على الطلاءات المطورة لتطبيقات خطوط الأنابيب الداخلية.
جدول المحتويات
طلاء الأنابيب الداخلية بمادة الإيبوكسي الملتصقة بالانصهار (FBE)
FBE internal pipe coating is a type of high-performance coating created from anti-corrosion powder for typical working temperatures. This type of internal coated pipe is suited for temperatures up to 80 degrees Celsius.
- طرق تطبيق طلاء FBE الداخلي
قبل التنظيف بالتفجير، يلزم إجراء فحص بصري للتحقق من وجود زيت أو شحم. يجب تنظيف سطح الأنبوب جيدًا باستخدام التنظيف بالتفجير من أجل التخلص من الصدأ والقشور وأي جزيئات غير مرغوب فيها أخرى. يتميز هذا بلمسة نهائية خارجية خشنة. يتطلب هذا النوع من الطلاء قيمة خشونة تتراوح بين 50 و100 ميكرون. يتم طلاء الأسطح الداخلية للأنابيب باستخدام مسدس رش بعد التنظيف بالتفجير. يساعد هذا في توزيع الطلاء بالتساوي على الأنبوب الساخن. يدور الأنبوب باستمرار حول محوره الطولي. بعد ملامسته للسطح الساخن، يذوب المسحوق ويتحول إلى سائل. ينتقل طلاء FBE السائل هذا إلى سطح الأنبوب ويتصلب على الفور. هذه هي عملية Fusion Bonding.
- مزايا طلاء FBE الداخلي
- يتحمل هذا الطلاء درجات الحرارة العالية.
- هذا الطلاء مقاوم للتآكل.
يمكن تطبيقه على الأنابيب التي يتراوح قطرها من 2 إلى 48 بوصة. - إنه مثالي لمجموعة متنوعة من السماكات.
- يتمتع بمقاومة كيميائية في ظروف التربة ومرونة جيدة للصدمات.
- حدود طلاء FBE الداخلي
- الحد الأقصى لعمر الخدمة للأنابيب المطلية بـ FBE هو 12 عامًا، في حين أن الحد الأقصى لعمر التصميم للمصنع هو 25 عامًا. يجب استبدال الأنابيب مرة واحدة فقط.
- تصميمها معقد.
- من الصعب الحصول على أدوات التطبيق.
طلاء الأنابيب الداخلية برقائق زجاجية
يُعرف أيضًا باسم طلاء Chemflake أو Belzona ويتوافق مع معيار SP-1246 PCS-8. إنها تقنية طلاء فعالة. يتميز طلاء الأنبوب الداخلي المصنوع من رقائق الزجاج بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية وهو مناسب لدرجات حرارة تصل إلى 93 درجة مئوية. عادةً ما يتم توصيل عمود الأنبوب غير المحاط بالشفة من خلال عمود الأنبوب المحاط بالشفة.
- خطوات تطبيق طلاء رقائق الزجاج الداخلي:
- معالجة السطح: يتم استخدام عملية تنظيف بالرمل لإزالة الأوساخ والشحوم والطلاءات القديمة وما إلى ذلك، مما يضمن سطحًا نظيفًا بقيمة خشونة تتراوح بين 75 و130 ميكرون.
- الرش: استخدم معدات الرش العادية الخالية من الهواء للرش.
الطلاء: انتبه إلى طلاء الحواف والرش في مناطق صغيرة لضمان معدل الطلاء وتوحيده. للحصول على سمك الفيلم الجاف المحدد، يجب إيلاء اهتمام كافٍ. - التجفيف والتصلب: التجفيف والتفتيت عند درجة حرارة ورطوبة محددتين لمدة 24 ساعة تقريبًا لضمان الاستقرار الكيميائي للطلاء.
- مميزات طلاء رقائق الزجاج الداخلي
- يتميز بمتانته الجيدة ومقاومته للعوامل الجوية
- تحسين استخدام الضوء الطبيعي
- يتميز بمقاومة المواد الكيميائية والمذيبات
- يمكنه توفير مساحة المبنى
- يكون مستدامًا
- حدود طلاء رقائق الزجاج الداخلي
- يتميز بمتانته الجيدة ومقاومته للعوامل الجوية
- تحسين استخدام الضوء الطبيعي
- يتميز بمقاومة المواد الكيميائية والمذيبات
- يمكنه توفير مساحة المبنى
- يكون مستدامًا
تكنولوجيا طلاء الأنابيب الداخلية
أصبح استخدام طلاء الأنابيب الداخلي في خطوط الأنابيب شائعًا بشكل متزايد كتقنية للتحكم بكفاءة في خسائر التآكل في خطوط الأنابيب. تتكون إجراءات منع التآكل في خطوط الأنابيب البترولية في المقام الأول من اختيار ركائز معدنية أو غير معدنية مقاومة للتآكل، وإضافة مثبطات التآكل، وتطبيق الطلاء أو البطانة لمنع حدوث التآكل.
- تطوير وتطبيق تكنولوجيا الركيزة المقاومة للتآكل
في الأساس، يهدف اختيار مادة القاعدة المقاومة للتآكل إلى زيادة أداء طلاء الأنابيب الداخلي لخط الأنابيب، مما يجعل اختيار مادة القاعدة مهمًا للغاية. يتم تصنيف الركائز المقاومة للتآكل إلى فئتين: ركائز معدنية مقاومة للتآكل وركائز غير معدنية مقاومة للتآكل. الركائز المعدنية هي النوع الأكثر شيوعًا من الركائز المقاومة للتآكل. بالإضافة إلى مقاومة التآكل الممتازة، مثل مقاومة التآكل الإجهادي، والتآكل النقطي، وتآكل الشقوق، بالإضافة إلى مقاومة أنواع مختلفة من أضرار التآكل، فإن سبيكة Fe-ni المقاومة للتآكل، لها خصائص ميكانيكية وأداء تصنيع ممتاز. تشمل المواد الأساسية غير المعدنية المستخدمة بشكل شائع لمقاومة التآكل البلاستيك المقوى بألياف الزجاج والبلاستيك والمطاط والسيراميك، من بين أشياء أخرى. تنقسم الأنابيب المستخدمة بشكل روتيني في الوقت الحاضر إلى فئتين: الأنابيب الفولاذية المبطنة، وهي النوع الأول، وأنابيب البولي إيثيلين القوية، وهي النوع الثاني.
- تقنية مثبطات التآكل
مع إضافة كمية ضئيلة فقط من مثبط التآكل إلى الوسط، يتم إنشاء أغشية واقية مثل أغشية التخميد وأغشية الامتزاز وأغشية الترسيب وأغشية واقية أخرى على الجدار الداخلي لخط الأنابيب، مما يمنع أو يبطئ تقدم التآكل. كمية مثبط التآكل المستخدمة ضئيلة للغاية، وليس لها تأثير على البيئة المحيطة. لا تتطلب إضافة مثبطات التآكل توسيع المعدات، وتشغيلها سهل ومريح. كما أن لها فائدة القدرة على استخدام نفس التركيبة في مجموعة متنوعة من الإعدادات. ونتيجة لذلك، يتم استخدامها بشكل متكرر في أعمال النفط والغاز.
- تقنية طلاء الأنابيب الداخلية
من أجل معالجة مشكلة التآكل في خطوط الأنابيب الخاصة بنظام التجميع والنقل وكذلك نظام حقن المياه، فإن الطلاء الداخلي لخطوط الأنابيب يعد حلاً فعالاً للغاية. ومن الممكن تقليل خشونة السطح ومعامل الاحتكاك الهيدروليكي في خط الأنابيب عند نقل الغاز عن طريق طلائه. ويمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل قطر الأنبوب، مما قد يؤدي بدوره إلى خفض تكاليف المواد والبناء لخط الأنابيب. تعد تقنية طلاء مسحوق الإيبوكسي وتقنية طلاء الإيبوكسي السائل وتقنيات الطلاء الأخرى من أكثر تقنيات الطلاء استخدامًا.
- تقنية طلاء المسحوق الإيبوكسي
تتميز طلاءات مسحوق الإيبوكسي بالالتصاق العالي وصلابة الفيلم العالية ومقاومة التآكل والمواد الكيميائية الجيدة وعدم وجود منتجات ثانوية أثناء المعالجة ومعدل الاستخدام العالي واللزوجة المنخفضة. كما تتميز أيضًا بتسوية الفيلم الجيدة والمظهر السلس. تتوفر العديد من عمليات طلاء مسحوق الإيبوكسي المختلفة، بما في ذلك الرش الكهروستاتيكي والرش الحراري وطلاء الشفط الفراغي والسرير المائع، من بين أمور أخرى. يستخدم الرش الكهروستاتيكي بشكل شائع لطلاء الأنابيب ذات القطر الكبير داخل الأنبوب، وهو فعال للغاية. عند طلاء الأنابيب الفولاذية ذات القطر الصغير، يتم استخدام تقنية الرش الذري المخروطي المجوف للسرير المائع (المعروفة أيضًا باسم طريقة طلاء الشفط الفراغي) بشكل عام، بينما تُستخدم طريقة السرير المائع بشكل عام للمكونات ذات الأشكال الخاصة. من ناحية أخرى، فإن تكاليف المواد والعمالة باهظة الثمن بشكل لا يصدق. عند التشغيل، يجب تسخين الأنبوب والطلاء إلى درجة حرارة 250 درجة فهرنهايت.
يتم تقليل مقاومة الاحتكاك بين السائل والأنبوب بنجاح باستخدام بطانة راتنج إيبوكسي في الأنبوب. يتم تطبيق هذا الطلاء الداخلي للأنابيب على الأنابيب الفولاذية المستخدمة لنقل النفط والغاز والمياه والسوائل الصناعية والتآكلية، من بين أشياء أخرى. يمكن تطبيقه في شكل سائل أو مسحوق. عندما يُتوقع حدوث تآكل ورواسب البارافين في أدوات حفر حقول النفط (أنابيب الحفر، وقضبان الشفط (الحشو)، والمضخات (الأنابيب)، والغلاف (والمكونات الأخرى)، فهو مفيد للغاية. كما يتم استخدامه في وصلات محددة لحماية الوصلات الملحومة في أدوات حفر حقول النفط.
- تقنية الطلاء السائل
في أبسط صوره، يتكون طلاء الإيبوكسي السائل من راتنج الإيبوكسي وعامل معالجة أميني. وعلى الرغم من أن طلاء الإيبوكسي السائل يتميز بقدرة التصاق ممتازة ومقاومة للتآكل ومقاومة للتآكل وخصائص فيزيائية، فإن سمك بناء الطلاء محدود، ولا يحقق الطلاء النتائج المرجوة. الرش بالهباء الجوي والرش الكهروستاتيكي والرش بدون هواء عالي الضغط هي كلها طرق لتطبيق طلاء الإيبوكسي السائل على السطح الداخلي للأنابيب.
- تكنولوجيا الطلاء الأخرى
تتميز الطلاءات المطاطية المكلورة بخصائص التصاق عالية ومقاومة متوسطة ومقاومة للعوامل الجوية، وهي تُستخدم على نطاق واسع في قطاع البتروكيماويات كطلاءات داعمة أساسية لتسهيل بناء الهياكل البسيطة والعملية. وقد استخدمت العديد من حقول النفط الكبيرة أنابيب الطلاء الكيميائي المصنوعة من سبائك النيكل والفوسفات، وهو ما لا يقلل من تكلفة الأنابيب فحسب، بل له أيضًا تأثير مضاد للتآكل.
آلية تآكل الأكسجين المذاب
يعد وجود الأكسجين المذاب في حقول النفط والغاز أحد أهم العناصر التي تساهم في التآكل. يعمل الأكسجين كعامل استقطاب، مما يتسبب في تآكل المعادن بمعدل أسرع من المعدل الطبيعي. فيما يلي آلية التفاعل للتآكل بالأكسجين المذاب:
الأنود: Fe-→Fe₂+ +2e؛
الكاثود: 2H+ +2e→H2؛ O2+ 2H₂O+4e→4OH⁻
النتيجة هي Fe(OH)₂، لكن Fe(OH)₂ غير مستقر للغاية ويتحول إلى Fe(OH)₃. يتم تجفيف Fe(OH)₃ إلى Fe₂O₃. Fe₂O₃ هو المكون الرئيسي للصدأ الذي يسبب تلف الهياكل الفولاذية.
آلية تآكل ثاني أكسيد الكربون
إن ثاني أكسيد الكربون، باعتباره أحد مكونات الغاز المصاحب أو الغاز الطبيعي في صناعة النفط والغاز، لن يسبب تآكل الفولاذ في حالته الجافة، ولكنه سيتسبب في تآكل الفولاذ عند إذابته في الماء وتآكل الفولاذ الكهروكيميائي عند إذابته في الماء.
إن معدل تآكل ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء أكبر من معدل تآكل حمض الهيدروكلوريك عندما يتم الحفاظ على كليهما عند نفس درجة الحموضة.
كيفية إصلاح طلاء الأنابيب الداخلية؟
نظرًا لأن الإيبوكسي عبارة عن سائل سميك ولزج، فإنه يغطي ويغلق ويثبت أثناء مروره عبر نظام السباكة الخاص بك. باستخدام الهواء المضغوط والمصفى، يتم نفخ الإيبوكسي عبر أنابيب المياه الصالحة للشرب بمجرد خلطه جيدًا. أثناء نفخ الإيبوكسي عبر أنابيب السباكة الخاصة بك، فإنه يصلح الكسور الطفيفة وتسربات الثقوب الدقيقة مع تقوية الأنابيب أيضًا. كما أنه سميك بما يكفي بحيث لا يتناثر داخل الأنابيب الخاصة بك عند استخدامه. بدلاً من ذلك، يميل إلى التدحرج على نفسه، مما يؤدي إلى طلاء ثابت على طول القطر الداخلي للقطر الداخلي لأنابيبك.
بمجرد نفخ الإيبوكسي في مكانه، يجب السماح له بالتصلب لفترة زمنية معينة، والتي يمكن أن تتراوح في أي مكان من بضع ساعات إلى يوم أو أكثر. بمجرد أن يجف راتنج الإيبوكسي، فإنه يتصلب ويخلق سطحًا يدوم طويلاً.
هل تؤدي طلاءات الايبوكسي الداخلية للأنابيب إلى تقليل القطر الداخلي للأنبوب المطلي الداخلي؟
من أجل خفض القطر الداخلي لأنابيب السباكة (الأنابيب المطلية داخليًا)، يجب وضع طلاءات إيبوكسي على الجزء الداخلي من كل أنبوب. نظرًا لأن طلاءات الإيبوكسي غالبًا ما تكون بسمك بضعة ملليمترات فقط، فإنها لا تقلل بشكل كبير من القطر الداخلي للأنبوب. ومع ذلك، قبل تفجير الإيبوكسي عبر الأنابيب، يتم تنظيف جميع أنابيب السباكة جيدًا حتى جدران الأنابيب ثم إعادة تجميعها. عندما يتعلق الأمر بأنابيب السباكة شديدة التآكل، فهذا يعني أنها تكتسب في الواقع قطرًا عند مقارنتها بكيفية ظهورها قبل تطبيق طلاء الإيبوكسي.
