انواع پوشش داخلی محافظ خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز

پوشش داخلی با ایجاد حایل میان سطح درونی لوله و محیط خورنده سبب افزایش مقاومت به خوردگی لوله می‌گردد؛ به علاوه پوشش داخلی سبب کاهش اصطکاک بین سیال و لوله می‌گردد. از دیگر اهداف پوشش دهی را می توان جلوگیری از سایش، پیشگیری از رسوب گذاری سطحی و پیشگیری از اختلاط محصولات خوردگی با سیال نام برد. مهم‌ترین پوشش‌های داخلی عبارتند از پوشش‌های پلیمری و لاستیکی. از دیگر پوشش‌های داخلی می‌توان به پوشش‌های فلزی، پوشش سرامیکی، پوشش سیمانی، پوشش شیشه و چینی، پوشش آجر و کاشی و پوشش دیرگداز اشاره کرد. در ادامه انواع پوشش‌های داخلی بررسی می‌شوند.
پوشش های داخلی فلزی
مهم ترین مزیت پوشش‌های فلزی استحکام مکانیکی و مقاومت به خوردگی بالاست. مهم‌ترین روش‌های اعمال پوشش‌های فلزی نورد گرم، روکش انفجاری و روشی ترکیبی از نورد گرم و روکش انفجاری است. نرخ خوردگی کم در محیط های مختلف و مقاومت به خوردگی شیاری و خوردگی حفره دار شدن از مزایای این پوشش‌هاست. پوشش روی نمونه ای از پوشش‌های فلزی داخلی خطوط لوله نفت می‌باشد.
پوشش های داخلی سرامیکی
مرسوم‌ترین نوع از این پوشش‌ها، پوشش‌های پایه سیلیس، پایه کاربید، پایه اکسید، پیوند فسفات و پایه فداشونده می‌باشد.
– نوع پایه سیلیس با یا بدون افزودن مواد دیرگداز بیشترین مصرف صنعتی را دارد. این پوشش‌ها برای توربین، مبدل حرارتی و محفظه احتراق به کار می‌رود.
– نوع پایه کاربیدی بیشتر برای کاربردهای سایش و آب بندی استفاده می‌شود.
– پوشش پایه فدا شونده جهت حفاظت از فلزات دیرگداز در برابر اکسید شدن به کار می‌رود.
پوشش‌های داخلی پلیمری
به علت ماهیت خنثی و رسانایی کم پوشش‌های پلیمری می‌توانند گزینه مناسبی جهت مقابله با خوردگی باشند. امروزه پوشش‌های پلیمری درصد زیادی از پوشش‌های خطوط نفت و گاز را شامل می‌شوند.
اجزا
اجزا اصلی پوشش پلیمری بایندر (رزین طبیعی یا مصنوعی)، رقیق کننده، رنگدانه و منعطف کننده می‌باشد. وظیفه بایندر نگه داری اجزا در کنار هم می‌باشد. رقیق کننده (تینر) باعث پخش پوشش در حین اعمال می‌شود. رنگدانه سبب ایجاد رنگ، سختی و مقاومت به خوردگی پوشش می‌شود و منعطف کننده سبب افزایش انعطاف پذیری، مقاومت به سایش و مقاومت به آب و حلال می شود.
انواع
مهم‌ترین پوشش‌های داخلی پلیمری عبارتند از:
فنول‌ها
فنول‌ها اولین رزین‌های سنتز شده در صنعت رنگ‌ و وارنیش می‌باشند. پیشینه این پوشش‌ها به سال ۱۹۱۳ میلادی باز می‌گردد. رزین فنول از بسپارش تراکمی فنول و آلدهید ایجاد می‌شود.
خواص این مواد به حلقه فنول، نسبت آلدهید به فنول، نوع آلدهید، دما و زمان واکنش بستگی دارد. این مواد به روش گرما سخت اعمال می‌شوند.
از مهم‌ترین خواص این پوشش‌ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– حداکثر دمای کاری ۲۱۵ ̊C
– چسبندگی خوب
– سختی راکول ۸۰ تا ۱۳۰ M
– مقاومت الکتریکی ۱۰۱۰ تا ۱۰۱۲ Ohm-cm
– ترد
– مقاومت به محلول NaCl 3 %، مقاومت به اتیل الکل، مقاومت به بنزین و روغن روان ساز.
فوران‌ها
رزین‌های فوران از بسپارش تراکمی فوران تولید می‌شود. واکنش بسپارش در حضور کاتالیزور صورت می‌گیرد و تولید آب می‌کند.
از مهم‌ترین خواص این پوشش‌ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– حداکثر دمای کاری حدود ۲۰۰ ̊C
– چسبندگی خوب
– سختی بالا
– ترد
– مقاومت شیمیایی مناسب.
نئوپرن‌ها
روش اعمال این پوشش‌ها حل کردن رزین در حلال‌هایی مثل تولوئن و زیلن و اعمال توسط قلم مو یا اسپری اعمال است. پوشش پس از تبخیر حلال ایجاد می‌شود. تبخیر حلال چند ساعت تا چند روز زمان می برد.
آلکیدها
آلکیدها از بسپارش تراکمی الکل‌های پلی هیدریک (مثل گلیسرول) و نمک‌های اسیدی (مثل انیدرید فتالیک) تشکیل می‌شوند. افزودنی‌ها (مثل سیلیسیم، رزین‌های آمینی و فنولی) نقش مهمی در ویژگی این پوشش‌ها دارد.
از از مهم‌ترین خواص این پوشش‌ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– دوام عالی
– چقرمگی
– چسبندگی
– حداکثر دمای کاری ۱۱۷ ̊C
– مقاومت شیمیایی خوب.
وینیل‌ها
رزین‌های وینیلی دارای گروه عاملی وینیل هستند. معروف‌ترین گروه‌های وینیلی عبارتند از کلرید وینیل، استات وینیل، کلرید وینیلیدین و الکل‌های وینیلی. نوع رزین تعیین کننده اصلی خواص پوشش این پوشش‌ها هستند ولی افزودنی‌ها (رنگدانه، منعطف کننده و پایدار کننده) نیز در خواص تاثیر دارند. پلی وینیل کلرید (PVC) و پلی وینیل استات به طور گسترده برای کنترل خوردگی استفاده می‌شوند.
از مهم‌ترین خواص این پوشش‌ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– حداکثر دمای کاری ۶۵ ̊C
– نیاز به آماده سازی مناسب
– سختی مداد ۲ H
– مقاومت الکتریکی ۱۰۱۴ تا ۱۰۱۵ Ohm-cm
– چقرمه و منعطف
– مقاومت خوب به نمک اغلب اسیدها و بازها و نمک‌های اکسنده (فریک، کوپریک و مرکوریک)، مقاومت به الکل ها و آلیفاتیک‌ها، مقاومت به بنزین، نفت دیزل و روغن و سایر هیدروکربن‌های آلیفاتیک.
یورتان‌ها
این پوشش‌ها در سل‌های اخیر به علت مقاومت به سایش و انعطاف پذیری مناسب در برخی محل‌ها استفاده شده‌اند اما خواص مناسب پوشش‌هایی مثل اپوکسی اتصال ذوبی مانع رشد این پوشش‌ها در بازار شده است. این پوشش‌ها به صورت مذاب و گرما سخت اعمال می‌شوند. از مهم‌ترین خواص این پوشش‌ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– حداکثر دمای کاری ۱۰۵ ̊C
– مقاومت به سایش خوب
– سختی مداد ۲ H
– انعطاف پذیری خوب.
اپوکسی‌ها
این پوشش‌ها در ساختار خود دارای گروه عاملی هیدروکسیل و اپوکسی هستند. خواص این پوشش‌ها به واکنش بین این گروه‌های عاملی با هم و با سایر مواد شیمیایی (رزین آمینی، فنولیک، روغن‌های گیاهی و اسیدهای چرب) بستگی دارد.
از مهم‌ترین خواص این پوشش‌ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
– حداکثر دمای کاری ۱۲۰ ̊C
– چسبندگی خوب به سطوح فلزی
– مقاومت به سایش خوب
– سختی مداد ۴ تا ۹ H
– مقاومت الکتریکی بیشتر از ۱۰۱۴ Ohm-cm
– انعطاف پذیری خوب
– مقاومت خوب به محلول‌های نمکی، الکل ها، آروماتیک‌ها و آلیفاتیک‌ها، بنزین، نفت دیزل و روغن و سایر هیدروکربن‌های آلیفاتیک.