مواد اولیه پلاستیک و فرایند پوشش لوله‌های فولادی

انواع پوشش لوله فولادی، معمولا با اهداف مختلفی انجام می‌شود که از مهم ترین آن‌ها افزایش مقاومت لوله نسبت به خوردگی، کاهش سایش ناشی از عبور سیال و افزایش مقاومت در برابر عوامل محیطی است.

 از آنجایی که بسیاری از صنایع (مانند خطوط لوله تامین آب آشامیدنی، پالایشگاه‌های پتروشیمی، آبیاری و …) برای انتقال سیال، به خطوط لوله وابسته هستند، از پوشش‌های محافظ متفاوت و از جنس‌های مختلف برای حفاظت از خطوط لوله و افزایش طول عمر آن‌ها نسبت به آسیب‌های شیمیایی، شرایط محیطی و … استفاده می گردد.

 این پوشش‌ها در انواع داخلی، خارجی و ترکیبی اجرا می‌شوند و هر کدام شامل چندین نوع پوشش با جنس‌های مختلف هستند، در این مقاله به مواد اولیه پلاستیک و فرایند پوشش لوله‌های فولادی می‌پردازیم.

خطوط لوله از اجزای ضروری در صنعت و ساخت و ساز به‌شمار می‌روند، لوله‌‌های فولادی بدون پوشش، دارای ویژگی‌‌های مثبتی هستند؛ اما برای این که بتوانند در صنایع مختلف قابل استفاده باشند به یک لایه محافظ نیاز دارند.

 به خصوص برخی لوله‌ها مانند لوله اسپیرال که درزدار هستند و نسبت به لوله‌های بدون درز در برابر خوردگی آسیب پذیرترند، بیشتر به این پوشش نیاز دارند.

 لوله اسپیرال :

لوله‌ی اسپیرال، یکی از انواع لوله‌های پُرکاربرد است که در صنایع مختلف، دارای کاربردهای متفاوتی است. این لوله‌های فولادی به صورت مارپیچی از ورق‌های فولادی با ضخامت متفاوت، تولید می‌شود و به دلیل ویژگی‌های بی‌نظیر آن، از این لوله‌ی فولادی در صنایع گاز و نفت نیز استفاده می‌شود.

همچنین در برخی کاربردها نیز لزوم استفاده از پوشش لوله بیشتر احساس می شود. به طور مثال، ساخت سیستم خط لوله برای پروژه‌های تامین آب یا نفت و گاز در مقیاس بزرگ، به منابع مالی قابل توجه ای نیاز دارد. از همین رو کنترل خوردگی داخلی و خارجی خط لوله به افزایش کارایی آن‌ها و در نتیجه بهره اقتصادی بالاتر کمک به سزایی خواهد کرد.

در مجموع می‌توان گفت مواردی که منجر به استفاده از پوشش لوله می‌شود، شامل نیاز به مقاومت لوله در برابر رطوبت، فشار، درجه حرارت کم یا زیاد، ضربه و به طور کلی عوامل محیطی است.

وظیفه پوشش لوله‌های فولادی چیست؟

پوشش دهی لوله فولادی به این منظور انجام می‌شود که این خطوط در برابر عوامل آسیب رسان بیرونی محافظت شوند، در مواقعی نیز که پوشش داخلی لوله‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد، سعی بر این خواهد بود تا از تاثیر سیال عبوری بر خواص و ویژگی‌های این تجهیزات جلوگیری شود.

یکی از وظایف اصلی پوشش لوله‌های فولادی در خصوص لوله‌های انتقال آب است که از رشد میکروارگانیسم‌هایی همچون قارچ، جلبک و باکتری جلوگیری کرده که از نظر بهداشتی اهمیت دارد.

مهم ترین انواع پوشش لوله‌های فولادی:

انواع پوشش لوله‌های فولادی بر اساس مواد پوشش، طراحی خط لوله، محل و چگونگی استفاده از لوله (به صورت روکار یا توکار)، روش‌های اتصال، نفوذ ناپذیری و مدت‌زمان نگهداری انتخاب می‌شوند.

 مهم ترین نمونه‌های آن ها شامل پلی‌اتیلن، اپوکسی و ملات سیمانی است. در ادامه، انواع پوشش لوله فولادی را از ۳ منظر زیر بررسی می کنیم:

۱- انواع پوشش لوله از نظر نوع مواد: به‌طور کلی، پوشش لوله‌های نفت و گاز، آب آشامیدنی و دیگر سیالاتی که نیاز به خطوط لوله دارند بر اساس نوع مواد به‌کار رفته قابل دسته بندی است. مهم ترین آن‌ها نیز شامل انواع پوشش اپوکسی، پایه نفتی، ترموپلاستیکی، پلی اوره و سیمانی است.

۲- انواع پوشش خارجی لوله: مواد مختلفی برای سطح خارجی لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد تا فرآیند حفاظت از این تجهیزات را به‌خوبی انجام دهند. پوشش خارجی لوله فولادی بر اساس مشخصه‌های متنوعی همچون عوامل محیطی و میزان تنش‌های واردشده انتخاب می‌شود.

۳- انواع پوشش داخلی لوله: به منظور پوشش دهی سطح داخلی لوله‌ها از مواد مختلفی همچون اپوکسی، پلی اتیلن و گالوانیزه استفاده می‌شود تا از این طریق، میزان مقاومت در برابر خوردگی افزایش پیدا کرده و از طرفی نیز مقدار تشکیل رسوب را کاهش دهد.

۴- انواع پوشش ترکیبی لوله: پوشش های ترکیبی در لوله‌های فولادی به منظور افزایش هرچه بیشتر مقاومت لوله در برابر عوامل مخرب صورت می‌گیرد. مهم‌ترین این پوشش‌ها نیز شامل پوشش پودر اپوکسی و پودر پلی استر و یا پوشش چندجزئی مایع می‌باشد.

در ادامه، هر کدام از پوشش های فوق را با جزئیات بیشتری معرفی می‌کنیم.

انواع پوشش لوله از نظر نوع مواد:

پوشش‌های مورد استفاده برای ایجاد لایه محافظتی روی جداره‌های لوله فولادی از نظر ترکیبات، تفاوت‌هایی دارند که مهم ترین آن‌ها به شرح زیر است:

• پوشش‌های پلیمری ترموپلاستیک

پوشش‌های ترموپلاستیکی، موادی هستند که در اثر حرارت دهی نرم می‌شوند و روی سطوح قرار می‌گیرند که از معروف‌ترین نمونه آن‌ها می‌توان به پلی اتیلن اشاره کرد.

از ترکیب پلی اتیلن سبک با گرید  LLD 209  و پلی اتیلن سنگین اکستروژن با گرید EX3 که همان پلی اتیلن پایپ گرید هست میتوان در این پوشش دهی استفاده کرد.

۱- پوشش‌های اپوکسی

اپوکسی را می‌توان یکی از اصلی‌ترین موادی دانست که در حالت پودری و مایع برای محافظت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ از همین رو سطح داخلی و خارجی لوله‌ها را می‌توان با این ماده پوشش داد.

۲- پوشش‌های پایه نفت

پوشش‌های پایه نفتی از تقطیر نفت خام به دست می‌آیند که انواع رایج آن شامل بیتومن و بیتوسل است که سطح بیرونی لوله‌ها را می‌توان با استفاده از آن‌ها پوشش داد.

۳- پوشش‌های سیمانی

برای پوشش لوله‌های انتقال آب آشامیدنی، فاضلاب و آب دریا با نسبت مشخصی از سیمان که می‌تواند از انواع مختلفی همچون پلیمری، آلومینا و پرتلند باشد در کنار سایر افزودنی‌ها برای تهیه پوشش‌های سیمانی استفاده می‌شود.

۴- پوشش‌های پلی اوره

مزیت بسیار خوبی که می‌توان برای پوشش‌های پلی اوره در نظر گرفت مربوط به امکان استفاده برای سطوح عمودی است که در چنین حالتی، انعطاف پذیری بالایی را ایجاد می‌کند.

انواع پوشش خارجی لوله‌فولادی:

برای پوشش دهی سطح خارجی لوله‌ها از موادی با ترکیبات متنوع استفاده می‌شود که هر کدام ویژگی‌های منحصربه فردی دارند و می‌توانند زمان استفاده، قابلیت‌های مطلوبی برای خطوط انتقال سیالات به همراه آورند.

۱-  پوشش خارجی قطران

اولین نوع پوششی که برای قسمت خارجی لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت، قطران داغ بود که نوعی ماده چسبناک و سیاه رنگ است.

 برای تولید این مایع از زغال سنگ یا چوب استفاده می‌شود و پس از تقطیر، آن را با مواد دیگری ترکیب می‌کنند تا سخت و شکل پذیر شود.

۲- پوشش لوله آسفالتی یا زغال سنگی

پوشش آسفالتی یکی از ارزان‌ترین موادی است که می‌تواند به عنوان پوشش خارجی خطوط لوله استفاده شود.

 این پوشش، ظاهری سیاه رنگ دارد و امکان اجرای ساده و راحت از ویژگی‌های اصلی آن محسوب می‌شود.

 به طور کلی این ماده برای استفاده در خطوط لوله دریایی بسیار مناسب است که در آن دمای سیال معمولا بالاتر از ۷۰ درجه سانتی‌گراد نمی‌رسد.

۳- پوشش لوله‌های فولادی بیتومن انامل

برای تهیه بیتومن انامل که یکی از نمونه‌های قدیمی پوشش  به شمار می‌رود، از قیر اصلاح شده و لایه‌های نواری پشم شیشه استفاده می‌کنند.

 قیمت مقرون به صرفه‌ی پوشش لوله بیتومن را می‌توان به عنوان یک ویژگی مثبت در نظر گرفت.

۴- پوشش بیتوسل

بیتوسل به عنوان یک پوشش لوله فلزی بر پایه مواد نفتی شناخته می‌شود که ویژگی‌ها و خواص آن را با استفاده از مواد پلیمری ارتقا می‌دهند. به‌طور معمول از این ماده با ضخامتی در حد ۴ میلی متر روی لوله‌ها استفاده می‌شود.

۵- پوشش اپوکسی لوله FBE دولایه

برای اعمال این پوشش از ۲ لایه مجزای FBE استفاده می‌شود که یکی از آن‌ها باعث ایجاد مقاومت در برابر خوردگی می‌شود و لایه دیگر، خواص استقامتی در برابر آسیب‌های فیزیکی را برای لوله به وجود می‌آورد.

(پوشش اپوکسی لوله یا پوشش FBE  مخفف Fusion- Bonded Epoxy، در زمره پوشش‌های گرماسخت  (Thermoset) طبقه بندی می‌شوند.)

۶- پوشش لوله‌های فولادی پلی اتیلن سه لایه

برای اعمال پوشش ۳ لایه پلی اتیلن از FBE، چسب و پلی اتیلن به‌صورت همزمان استفاده می‌شود که قرارگیری آن‌ها کنار هم باعث می‌شود لوله در برابر ضربه و جریان الکتریکی مقاومت خوبی داشته باشد.

۷- پوشش پلی پروپیلن

پلی پروپیلن، دارای مقاومت مکانیکی بسیار بالایی است که در کنار آن از چسب و لایه FBE نیز می‌توان استفاده کرد.

 این حالت، قدرت اتصال بالا، عملکرد مناسب و عمر طولانی را برای پوشش لوله فولادی به همراه دارد. در این فرآیند بهترین نوع پلی پروپیلن – گرید  PP440G از خانواده کوپلیمرهاست .EP PP440G

۸- پوشش لوله‌های فولادی با پلی یورتان

یکی از ویژگی‌های بسیار خوبی که باعث می‌شود از پوشش لوله پلی یورتان در صنایع مختلف استفاده کنند، انعطاف‌پذیری بالای این ماده در برابر تغییر شکل است، برای تشکیل پلی یورتان، گروه‌های اتیل کاربامات توسط پیوندهای کاربامات به یکدیگر متصل می‌شوند.

۹- پوشش اپوکسی

لوله فولادی با پوشش اپوکسی، در چهار نوع پودر اپوکسی اتصال ذوبی، اپوکسی تک لایه، اپوکسی چند لایه و اپوکسی مایع عرضه می‌شود.

• پودر اپوکسی اتصال ذوبی: در این نوع پوشش با اعمال حرارت، مواد مورد نظر روی سطح می‌چسبد و تحمل دمای بالایی دارد.
• اپوکسی تک لایه:  یک لایه از ماده پودری را روی سطح خارجی لوله‌ها می‌ریزند و استفاده از فرآیندهای شیمیایی باعث می‌شود تا روی سطح بچسبد.
• اپوکسی چندلایه: در این نوع پوشش لوله‌های فولادی ۲ لایه اپوکسی پشت سر هم روی لوله قرار می‌گیرد.
• اپوکسی مایع: به منظور استفاده از رنگ اپوکسیِ لوله فولادی به صورت مایع، در ابتدا باید سطح مورد نظر به‌خوبی تمیز شده و سپس اجرای پوشش با سرعت انجام شود تا مانع از خشک شدن رنگ شود.

۱۰- پوشش نواری (پرایمر)

پوشش نواری یا پرایمر پوشش لوله، به طور معمول از لایه پی‌وی‌سی، پلی اتیلن یا پلی اولفین همراه با چسب تشکیل می‌شود که معمولا به صورت مارپیچی اطراف لوله قرار می‌گیرد و بیشتر برای تعمیر قسمت‌های آسیب دیده کاربرد دارد.

۱۱- پوشش لوله‌های فولادی با روکش گالوانیزه

یکی دیگر از موادی که برای پوشش انواع لوله‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد، گالوانیزه نام دارد.

 در این روش، فولاد را در حمامی از مواد مذاب که حاوی زینک (عنصر روی) است فرو می‌برند تا لایه هایی از زینک روی لوله را به طور کامل پوشش دهند.

۱۲- پوشش لفاف گرم

این پوشش برای کلدینگ لوله و کنترل انتقال حرارت در دمای سطح، طراحی شده و بسیار سبک وزن است. این پوشش روی لوله های داغ یا سایر سطوح با دمای بالا اعمال می‌شود تا به چسبندگی فوری دست پیدا کنند.

(کلدینگ به معنای روکش دار کردن هر چیزی است.)

۱۳- پوشش رنگ

استفاده از رنگ به عنوان پوشش، برای انواع لوله‌های فولادی کاربرد دارد. از این نوع پوشش می‌توان هم به عنوان پوشش خطوط لوله زیرزمینی و هم خطوط لوله روزمینی استفاده کرد که برای هر کدام از سیستم رنگی خاصی برای جلوگیری از خوردگی استفاده می‌کنند.

۱۴- پوشش پلی آلفین (دو لایه و سه لایه)

پلی آلفین به شکل‌های مختلفی برای پوشش خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالت دولایه‌ی این پوشش، برای بخش زیرین از یک چسب استفاده می‌کنند و بعد پلی آلفین روی آن اعمال می‌شود. نوع ۳ لایه این پوشش نیز از پودر اپوکسی، چسب کوپلیمری و یک بخش از جنس پلی اتیلن یا پلی پروپیلن تشکیل خواهد شد.

۱۵- روکش راک گارد برای پوشش لوله‌های فولادی

پوشش راک گارد در واقع یک اندود بتنی روی لوله است. راک گارد که یک پوشش کارگاهی محسوب می شود با پایه اندود بتن مسلح ایجاد می گردد و از توان مکانیکی فوق العاده‌ای برای جلوگیری از خوردگی لوله‌ها برخودار است.

 یکی دیگر از ویژگی‌های مطلوب این پوشش، قابلیت خم پذیری آن است، از این رو می‌توان در مناطق کوهستانی و نقاطی از آن استفاده کرد که خطوط لوله با رودخانه، راه‌آهن یا دیگر محل‌ها برخورد دارد.

انواع پوشش داخلی لوله فولادی

برای این که از خوردگی داخل لوله جلوگیری شود و از طرفی نیز به منظور دستیابی به اهدافی همچون بهبود جریان سیال، افزایش بهداشت و کاهش انتقال آلودگی، کاهش اصطکاک و کاهش رسوب از انواع پوشش لوله فولادی برای قسمت داخلی استفاده می‌شود که شامل موارد زیر است:

۱- پوشش داخلی لوله فولادی با پودر اپوکسی

استفاده گسترده از پودر اپوکسی برای جدار داخلی لوله‌ها باعث می‌شود تا از واکنش شیمیایی میان سیال و سطح داخلی لوله‌های فولادی جلوگیری شود.

 از پوشش داخلی پودر اپوکسی، معمولا در خطوط لوله حامل آب دریا یا آب شور استفاده می شود که خاصیت ضدخوردگی به لوله ببخشد.

نکته: برای لوله های انتقال آب شُرب، حتما باید از پوشش داخلی اپوکسی استفاده کرد. نوع این پوشش با توجه به استانداردهای سازمان انتقال آب در هر شهر و با توجه به نوع آب انتقالی (سختی آب، شور یا شیرین بودن آن و …) متفاوت است.

۲- رنگ

رنگ آمیزی سطح داخلی لوله‌های فولادی بر اساس استانداردهای لازم و با درنظرگرفتن نوع کاربرد خطوط لوله انجام می‌شود. در این زمینه، کیفیت رنگ نیز بسیار حائز اهمیت خواهد بود.

۳- گالوانیزه

گالوانیزه کردن، این امکان را به تجهیزات فولادی می‌دهد تا از طریق حفاظت کاتدی، مقاومت مناسبی در برابر خوردگی و آسیب دیدگی نشان دهند؛ به همین منظور از این ماده برای پوشش داخلی لوله‌ها استفاده می‌شود.

۴- پوشش داخلی لوله فولادی با ملات سیمانی

در ملات سیمانی از ترکیب ماسه، سیمان و آب استفاده می‌شود که تمامی سطح داخلی لوله را به­ صورت پاششی پوشش می‌دهد و برای لوله‌هایی با قطر ۴ اینچ و بالاتر کاربرد دارد.

در نظر داشته باشید که استفاده از پوشش‌های داخلی و خارجی، مزایای زیادی را به‌همراه دارد؛ به طوری که هنگام اعمال پوشش از نفوذ سیال جلوگیری می‌شود و می‌توان تست‌های هیدرواستاتیک را بهتر انجام داد. از همین رو زمان بهره‌برداری از خطوط کاهش پیدا می‌کند.

 مهم ترین مزایای استفاده از پوشش لوله را بیشتر بشناسید:

۱- ایجاد تنوع در کاربری

استفاده از پوشش برای لوله‌ها از جمله پوشش لوله گاز باعث می‌شود بسیاری از لوله های مناسب برای محیط داخلی، در فضای خارجی نیز تا سال ها بدون تعمیر و نگهداری قابل استفاده باشند.

 یا می‌توان از برخی لوله‌های پوشش دار در انواع محیط‌های معمولی، مرطوب و یا محیط‌های خورنده استفاده کرد. بر همین اساس، یکی از مزایای بسیار خوبی که به‌ کاربردن پوشش به همراه دارد، ایجاد تنوع در کاربری است.

۲- افزایش طول عمر

هدف اصلی از پوشش لوله های فولادی، افزایش مقاومت در برابر عواملی است که می‌تواند کیفیت و طول عمر این تجهیزات را پایین آورد، با استفاده از پوشش لوله، طول عمر لوله‌ها و مدت زمان استفاده از آن ها نیز افزایش پیدا می‌کند.

۳- کاهش هزینه نگهداری

خطوط لوله به طور مرتب در معرض آسیب قرار می‌گیرند و به همین دلیل، هزینه‌های بالایی برای تعمیر و نگهداری آن‌ها صرف می‌شود، این در حالی است که با استفاده از پوشش لوله‌های فولادی می‌توان این هزینه‌ها را تا حد زیادی کاهش داد.

جمع بندی:

انواع پوشش لوله های فولادی را می‌توان بر اساس مواد به کار رفته در پوشش، اعمال آن به صورت خارجی یا داخلی و هدف استفاده طبقه بندی کرد.

 لوله‌هایی که برای خدمت دهی در صنایع نفت و گاز، پالایشگاه‌های پتروشیمی و انتقال آب ساخته می‌شوند به پوشش‌های با دوام نیاز دارند که در بخش خارجی و داخلی اعمال می‌شود و شامل مواد مختلفی همچون اپوکسی، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، گالوانیزه و دیگر موارد هستند.

با این که لوله‌های فولادی ممکن است برای چندین دهه و حتی تا ۱۰۰ سال هم دوام بیاورند، اما زمانی که آب یا هر نوع سیالی با آستر یا پوشش لوله‌ها در تماس باشد، کارایی بهتری خواهند داشت. با این حال، همچنان باید به طور مداوم از آن‌ها مراقبت شود.

به همین دلیل است که برخی از کارخانه‌های بزرگ و معتبر علاوه بر تولید لوله، تولید پوشش لوله و خدمات پوشش دهی خطوط لوله‌های فولادی را نیز انجام می‌دهند.

برای مشاوره و تهیه مواد اولیه پلی اتیلن و پلی پروپیلن مورد مصرف در صنعت پوشش لوله فولادی در ساعات اداری با کارشناسان ما در پلاستوایران تماس بگیرید.