Rohrbeschichtungsmaterialien und welche Flüssigkeiten sie tatsächlich transportieren können

Die Innenauskleidung eines Rohrs und seine äußere -Korrosionsschutzbeschichtung lösen zwei völlig unterschiedliche Probleme, und ihre Verwechslung in einer Spezifikation ist einer der häufigsten - und teureren - Fehler, die Käufer machen. Die Außenbeschichtung (FBE, 3PE, 3PP und ähnliche Systeme) schützt die Rohrwand vor dem Boden, dem Wasser oder der Atmosphäre, in der sie sich befindet. Die Innenauskleidung schützt die Rohrwand vor allem, was tatsächlich durch sie fließt, und das ist ein chemisches Problem, kein Problem der Erdverlegung. Eine Beschichtung, die 30 Jahre lang hervorragend gegen nassen Lehmboden funktioniert, kann gegen die falsche Flüssigkeit im Inneren innerhalb von Wochen versagen, und das Gegenteil ist genauso der Fall. In diesem Artikel geht es um die zweite Frage: Welche Auskleidungsmaterialien halten welchen Flüssigkeiten stand und warum ist die Antwort nicht so einfach wie „Epoxidharz ist chemikalienbeständig.“

Beim äußeren Korrosionsschutz geht es größtenteils darum, Feuchtigkeit und Sauerstoff davon abzuhalten, blanken Stahl zu erreichen, und in geringerem Maße darum, mechanische Beschädigungen während der Installation und Wartung zu verhindern. Die Bodenumgebung an der Außenseite eines erdverlegten Rohrs ist zwar unterschiedlich, stellt aber im Vergleich zu dem, was durch das Innere eines Rohrs fließen kann, einen relativ engen Bereich an Bedingungen dar. Im Inneren kann eine Auskleidung allem ausgesetzt sein, von Trinkwasser mit nahezu -neutralem pH-Wert bis hin zu konzentrierter Schwefelsäure, von sauberer Flüssigkeit bis zu einer abrasiven Aufschlämmung, die suspendierte Feststoffe enthält, von Umgebungstemperatur bis zu überhitztem Dampf. Jede dieser Bedingungen greift ein Auskleidungsmaterial durch einen anderen Mechanismus an - chemische Auflösung, Oxidation, Quellung und Erweichung, abrasiver Verschleiß oder thermische Zersetzung - und kein einzelnes Auskleidungsmaterial widersteht allen gleich gut. Bei der Auswahl einer Auskleidung handelt es sich grundsätzlich um eine Matching-Übung: Identifizieren Sie, was in welcher Konzentration und Temperatur tatsächlich durch das Rohr fließt, und vergleichen Sie dies mit den dokumentierten Widerstandsdaten eines Materials und nicht mit seinem Ruf.

FBE ist eine der am häufigsten verwendeten Innenauskleidungen für Wasser und milde Kohlenwasserstoffe und wird als elektrostatisch aufgesprühtes Pulver aufgetragen, das zu einem harten, glatten, kontinuierlichen Film aushärtet. Seine chemische Beständigkeit ist solide gegenüber Trinkwasser, leicht korrosivem Wasser (einschließlich mäßigem Chloridgehalt) und vielen raffinierten Erdölprodukten, weshalb es bei der Öl- und Gasförderung so häufig als Innen- und Außenbeschichtung ein und desselben Rohrs zum Einsatz kommt. Probleme mit FBE treten bei starken Säuren, starken Laugen und aromatischen Lösungsmitteln auf, die alle den Epoxidfilm im Laufe der Zeit abbauen können, sowie bei abrasiven Aufschlämmungen, bei denen der relativ dünne Film (typischerweise 300 -500 Mikrometer) nur begrenzte Abnutzungsreserven gegenüber schwebenden Feststoffen bietet. Auch die Betriebstemperatur stellt eine echte Einschränkung dar. - Die meisten FBE-Systeme sind für Betriebstemperaturen im Bereich von 60 {7}80 °C ausgelegt, wobei spezielle Hochtemperaturformulierungen höhere Anforderungen erfüllen, allerdings mit einem höheren Kosten- und Lieferzeitaufschlag. Für den Transport von sauberem Wasser, milder Sole und allgemeinem Kohlenwasserstoff ist FBE in der Regel die kostengünstigste Wahl; Für alles, was säurehaltig, stark abrasiv oder heiß läuft, ist es normalerweise das falsche.

Kohlenteer-Epoxidharz war jahrzehntelang die Standard-Innenauskleidung für die Öl- und Wasserversorgung und wurde wegen seiner Beständigkeit gegenüber Kohlenwasserstoffen und seinen angemessenen Kosten geschätzt. Seine Verwendung ist aufgrund der VOC-Emissionen während der Anwendung und der Gesundheits- und Umweltbedenken im Zusammenhang mit der Handhabung von Kohlenteerpech erheblich zurückgegangen, und viele Gerichtsbarkeiten beschränken oder verbieten es mittlerweile. Epoxid-Phenol-Auskleidung, eine verwandte, aber eigenständige Chemikalie, wird weiterhin aktiv verwendet, insbesondere für die Innenräume von Trinkwasserspeichertanks und einige Kraftstoff- und Chemikalienlageranwendungen. Sie bietet eine bessere Temperaturbeständigkeit als Standard-FBE (üblicherweise für 90 {5}}120 °C ausgelegt) und eine gute Beständigkeit gegen eine breitere Palette von Lösungsmitteln. Käufer, die in einer älteren Projektzeichnung sehen, dass „Kohlenteer-Epoxidharz“ angegeben ist, sollten den aktuellen Regulierungsstatus in ihrem Zuständigkeitsbereich überprüfen, bevor sie davon ausgehen, dass es immer noch eine praktikable Bestelloption ist – in vielen Märkten wurde es praktisch zugunsten von Epoxid-Phenol- oder Polyurethan-Alternativen abgeschafft, die nicht die gleichen Emissionen und den gleichen Handhabungsaufwand mit sich bringen.

Eine Polyurethan-Auskleidung muss einen gewissen Bereich der chemischen Beständigkeit gegen eine wirklich überlegene Abriebfestigkeit eintauschen, weshalb sie die Standardwahl für Rohrleitungen ist, die abrasive Schlämme - Bergbaurückstände, Baggerschlamm, mit Sand-beladenes Produktionswasser und ähnliche Dienste mit hohem-Feststoffgehalt-befördern, bei denen ein dünnerer Epoxidfilm in einem Bruchteil der geplanten Lebensdauer durchverschleißen würde. Polyurethan-Systeme können in deutlich größerer Dicke als FBE aufgetragen werden (einige Millimeter sind bei Hochleistungs-Schlammanwendungen üblich, im Vergleich zu Bruchteilen eines Millimeters bei FBE), und diese Dicke selbst wird Teil der Verschleißzugabe, um die herum das Rohr ausgelegt ist. Chemisch gesehen hält Polyurethan einigermaßen gut gegen milde Säuren, Laugen und Kohlenwasserstoffe, obwohl es gegenüber keiner einzelnen Chemikalienkategorie die beste Leistung erbringt, wie es bei einer speziell entwickelten Fluorpolymerauskleidung der Fall wäre. - Sein Verkaufsargument ist die Kombination aus ordentlicher chemischer Beständigkeit und wirklich guter Abriebfestigkeit, also nicht die beste Leistung seiner Klasse.

Die Zementmörtelauskleidung ist nahezu ein einziges {0}Einsatzmaterial: Es handelt sich um die standardmäßige Innenauskleidung für Trinkwasser- und Rohwasserübertragungsleitungen. Sie wird geschätzt, weil sie kostengünstig ist, bis zu einem gewissen Grad selbstheilend ist (die alkalische Zementoberfläche kann nach geringfügigen Schäden eine Schutzschicht bilden) und dem Trinkwasser weder Geschmack noch Chemikalien verleiht. Außerhalb der Wasserversorgung hat es im Grunde keinen Platz. - Zement wird durch Säuren und durch weiches,-alkalisches Wasser angegriffen, das im Laufe der Zeit Kalzium aus der Auskleidung auslaugt, und es weist keine nennenswerte Beständigkeit gegenüber Kohlenwasserstoffen oder Industriechemikalien auf. Wenn eine Zementmörtelauskleidung in einer Spezifikation aufgeführt ist, handelt es sich bei der Anwendung fast immer um die Wasserdurchlässigkeit. Die wichtigsten Dinge, die es in der Auftragsphase zu bestätigen gilt, sind die Aggressivität des Wassers selbst (weiches Wasser und Wasser mit niedrigem pH-Wert verkürzen die Lebensdauer der Zementauskleidung) und ob das Rohr bei besonders weichen Wasserbedingungen eine zusätzliche Epoxidharz-Versiegelungsschicht über dem Zement benötigt.

Gummiauskleidung - Naturkautschuk, Nitril, EPDM und andere synthetische Gummimischungen, je nach spezifischem Einsatz - ist die Auskleidung der Wahl, wenn chemische Beständigkeit und Flexibilität gleichermaßen wichtig sind, insbesondere für saure Rohöl- und Gasanwendungen, bei denen Schwefelwasserstoff und andere saure Komponenten vorhanden sind, und für den Umgang mit vielen Säuren und abrasiven chemischen Schlämmen. Die Wahl der Gummimischung ist hier von enormer Bedeutung: Naturkautschuk widersteht vielen Säuren und Abrieb gut, zersetzt sich jedoch in Gegenwart von Ölen und vielen Lösungsmitteln schnell, während Nitrilkautschuk aufgrund seiner Ölbeständigkeit die häufigere Wahl speziell für Öl- und Kohlenwasserstoffanwendungen ist. Die Wahl der falschen Gummimischung für die betreffende Flüssigkeit ist ein echter und häufiger Fehler. - „mit Gummi ausgekleidet“ ist keine einzelne Spezifikation, und die Mischung muss auf die gleiche Weise wie eine Metalllegierung auf die Flüssigkeit abgestimmt sein und darf nicht zwischen verschiedenen Gummiarten austauschbar sein.

Thermoplastische Auskleidungen - PVC, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und PTFE (Teflon) - liegen am oberen Ende der chemischen Beständigkeit und werden im Allgemeinen als lose oder gebundene Hülsen und nicht als Sprühbeschichtungen aufgetragen. PVC- und PP-Auskleidungen vertragen ein breites Spektrum an Säuren, Laugen und Salzen gut und werden häufig in chemischen Verarbeitungs- und Abwasseranwendungen eingesetzt, wo die Flüssigkeit aggressiv, aber nicht extrem ist. PTFE liegt an der Spitze des Widerstandsbereichs und hält nahezu dem gesamten Spektrum industrieller Chemikalien stand, einschließlich starker Säuren, starker Basen und der meisten Lösungsmittel. Deshalb ist es für die aggressivsten chemischen Transportanwendungen und für hochreine Anwendungen spezifiziert, bei denen die Auskleidung selbst die Flüssigkeit nicht verunreinigen darf. Der Kompromiss besteht in den Kosten und der Komplexität der Installation. - Insbesondere die PTFE-Auskleidung ist ein spezielles, teures Verfahren und ist selten gerechtfertigt, es sei denn, die Flüssigkeit erfordert tatsächlich diesen Widerstandsgrad. Die Festlegung einer PTFE-Auskleidung für eine Flüssigkeit, die mit einer Epoxid- oder Gummiauskleidung mittlerer Qualität gut zurechtkommt, ist eine häufige Art und Weise, wie Projektbudgets ohne entsprechenden Nutzen aufgebläht werden.

Feuerverzinkung wird gelegentlich als Innenbeschichtung spezifiziert, am häufigsten für Trinkwasser- und Druckluftleitungen, bei denen die Zinkschicht einen Opferkorrosionsschutz zu geringen Kosten bietet. Es gibt echte Einschränkungen, die speziell für die Flüssigkeitsauswahl von Bedeutung sind: Zink wird durch Wasser mit niedrigem pH-Wert, durch Wasser mit hohem Chlorid- oder Sulfatgehalt und durch viele Industriechemikalien angegriffen, und verzinkte Innenflächen sind in Trinkwassersystemen in einigen Gerichtsbarkeiten zunehmend eingeschränkt, da Bedenken hinsichtlich des Spurengehalts von Blei und Cadmium in der Zinkbeschichtung selbst sowie längerfristige Bedenken hinsichtlich der Auslaugung von Zink in weiches oder saures Wasser bestehen. Für die allgemeine Druckluft- und Nicht{6}}Trinkwasserversorgung in einer milden Umgebung bleibt die Verzinkung eine vernünftige, kostengünstige Option; Speziell für Trinkwasser lohnt es sich, die aktuellen örtlichen Sanitärvorschriften zu prüfen, bevor man sie standardmäßig anwendet, da die Akzeptanz je nach Gerichtsbarkeit unterschiedlich ist und in einigen Märkten strenger geworden ist.

Beginnen Sie mit der Flüssigkeit selbst, nicht mit der Rohrgröße oder Druckklasse.Identifizieren Sie genau, was transportiert wird, einschließlich Spurenbestandteilen. - Ein „größtenteils Wasser“-Strom mit gelegentlichen Säurepfropfen muss für die Säurebelastung ausgekleidet werden, nicht für den durchschnittlichen Zustand, da die Auskleidung den schlimmsten Fall überstehen muss, den sie erleben wird, nicht den typischen.

Erhalten Sie tatsächliche Konzentrations- und Temperaturwerte, keine allgemeine Kategorie.„Säureeinsatz“ deckt alles ab, von verdünnten, nahezu-neutralen Strömen bis hin zu konzentrierten, aggressiven Strömen. Die Daten zur Auskleidungsbeständigkeit beziehen sich speziell auf Konzentrations- und Temperaturkombinationen und nicht nur auf den chemischen Namen. Ein Material, das bei Umgebungstemperatur für eine Konzentration von 10 % ausgelegt ist, ist möglicherweise nicht für dieselbe Säure bei einer Konzentration von 60 % oder bei erhöhter Temperatur ausgelegt.

Berücksichtigen Sie Schwebstoffe und Geschwindigkeit, nicht nur die Chemie.Eine chemisch verträgliche Auskleidung kann aufgrund von abrasivem Verschleiß immer noch frühzeitig ausfallen, wenn die Flüssigkeit Feststoffe mit beträchtlicher Geschwindigkeit befördert. - Hier verdient der Dickenvorteil von Polyurethan oder eine speziell-angefertigte abriebfeste-auskleidung ihren Kostenaufschlag gegenüber einer dünneren, chemisch beständigeren Option, die ansonsten ausreichend wäre.

Überprüfen Sie die tatsächlichen Kompatibilitätsdaten des Auskleidungslieferanten, keine allgemeine Tabelle.Online kursierende Kompatibilitätstabellen sind ein guter Ausgangspunkt, werden jedoch häufig verallgemeinert oder veraltet. Fordern Sie für jeden Einsatz außerhalb des routinemäßigen Transports von Wasser oder milden Kohlenwasserstoffen Kompatibilitätsdaten speziell für die angebotene Auskleidungsformulierung an, idealerweise einschließlich der tatsächlichen Konzentration und des Temperaturbereichs Ihrer Anwendung.

Wägen Sie die Anwendungs- und Reparaturlogistik neben der chemischen Leistung ab.Gespritzte Auskleidungen wie FBE und Polyurethan können häufig vor Ort mit einem kompatiblen Flickensystem vor Ort repariert werden. Geklebte thermoplastische Hülsen und Zementmörtel lassen sich vor Ort schwieriger reparieren, was bei Rohrleitungen an abgelegenen Standorten oder mit langen Vorlaufzeiten für ein Reparaturteam von Bedeutung ist. - Eine Auskleidung, die zwar chemisch etwas weniger ideal, aber vor Ort reparierbar ist-, ist manchmal die praktischere Wahl, als wenn man sie für eine Reparatur in eine Fachwerkstatt zurückschicken muss.

Geben Sie nicht zu viel-an.Die Versuchung, als Sicherheitsmarge auf die chemisch beständigste Auskleidung zu setzen, die verfügbar ist - PTFE, zum Beispiel -, ist verständlich, aber teuer, und sie ist auch nicht frei von Kompromissen: Einige hoch-beständige Auskleidungen sind spröder oder schwerer zu reparieren als eine Mittelklasse-Option. Die Anpassung der Auskleidung an den tatsächlichen Betriebszustand mit einem angemessenen Spielraum anstelle eines Maximalspielraums ist in der Regel die bessere Nutzung des Projektbudgets.

Bei der Auswahl der Innenauskleidung handelt es sich letztendlich um eine Frage der Chemie-und-der Abnutzung, die mit echten Daten über die Flüssigkeit beantwortet wird, und nicht um einen Wettbewerb um die Beliebtheit der Beschichtungsart-. Die äußere Ummantelung und die innere Auskleidung des Rohrs können aus völlig unterschiedlichen Materialien bestehen, die aus völlig unterschiedlichen Gründen ausgewählt werden -. Wenn man sie als eine Entscheidung betrachtet, entstehen viele vermeidbare Ausfälle vor Ort.

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