管道防腐涂层应用程序代表可能是全世界最大体积的涂料产品市场。这个市场的潜力自然吸引了所有的焦点涂料制造商,分销商和涂布,对这些公司的成功渗透进入这个细分市场代表着一个庞大的产品销量增长一段时间。自从大销量的主要目标是每一个制造商,最终用户与产品营销信息轰炸,独自都声称他们的产品是最适合管道防腐的应用程序。大量的信息在这个问题上对最终用户是无法避免做出决定在一个合适的涂层系统更容易耐蚀性也有着悠久的涂层。

情况进一步加剧了典型因素抑制接受新技术,其中包括:

• 新技术实现标准化所需的时间被最终用户;
• 最终用户不愿尝试新产品之前漫长的历史领域的产品应用程序的性能;
• 电阻的大型管道涂料企业采用新产品之前重新夺回初始投资设备利用应用传统的涂料。

除了上面定义的原因外,还有许多其他历史因素推迟新管道防腐涂料技术的广泛接受的应用程序。跨国石油和天然气公司,代表产品验收的第一步,不仅是保守的关于新产品的技术,但是也在大型结构和需要耗时的产品技术和田间试验批准。由于管道安装所需投资的大小,保守的田间试验方法和要求并不奇怪,但是当这个漫长的审批过程结合大量的涂料公司与营销和轰击决策者有时未经证实的关于产品的信息,达到可以决定是非常困难的。

这篇文章是为了协助准备这个决策过程和帮助最终用户理解新技术和了解常见区别传统的三层涂层系统和最新的聚氨酯涂料技术。包含的信息从发布编译的数据容易获得公众在互联网上或其他资源,和包括信息和比较产品,如三层聚丙烯或领域和聚氨酯涂料系统。一个有效的尝试已经取得了产品的展示产品的优点和缺点由作者的公司和其他公司。

在今天的市场上,防腐涂料通常必须环保,安全应用程序期间,耐用,提供耐化学性和能够隔离从氧化底物的保护。此外,合格的涂料应抗机械损伤的涂层工艺阶段,通过安装程序和设计使用寿命,以及属于行业标准成本基础上。当用作管道涂层系统时,其他需求,如阴极disbondment,耐弯曲性、温度(高、低)和其他因素也至关重要。

从信息很明显,没有传统的涂料产品完全满足最终用户的需求。传统的指定产品,因为他们被认为是最好的。作者认为,这种情况可能是5年或10年前,但现在并非如此,许多传统的涂料产品的使用是由于缺乏信息维护终端用户正确研究和探讨新技术可用。事实是,新的涂层技术可以为最终用户提供防腐涂料用于管道系统:

• 更高的物理性质,提供更长的投资维护和降低成本;
• 减少了在安装过程中损坏的实例,更高的抗氧化性能;
• 高过程温度范围;
• 更快的应用程序和安装;
• 更好的现场焊接方法。

有著名的公司代表这些新技术,已经投资的时间和资源来制定产品专门为管道应用,提供具有代表性的产品信息和有能力交付完成涂层系统包括所需的专业技术,生产能力,质量保证和控制所需的这种性质的项目。

应该花费时间和精力仔细审查这些新的涂层技术的潜力,实现目标的工业标准、应用标准和其他标准达到全球接受的产品至少另一种系统传统的涂料系统通常使用。

(熔结环氧粉末涂料)

熔结环氧(领域)是一种epoxy-based粉末涂料,用于保护各种尺寸的钢管在管道施工和使用各种各样的管道连接,从恶化由于腐蚀阀门等。领域涂料热固性聚合物涂料。他们属于“保护膜”的油漆和涂料命名法。熔结环氧的名称来源于树脂交联的方式和方法的应用。领域涂料干粉的形式在正常大气温度。干粉的树脂和固化剂部分仍未反应的在正常的储存条件。在典型的涂层应用温度,通常在180°C到250°C (360°F (480°F),粉融化和变换的内容液态形式。液体领域电影和湿流在钢铁表面上应用,很快变成了固体涂层的化学交联,得到热量。这个过程被称为融合成键。化学交联反应发生在这种情况下是不可逆转的,这意味着一旦固化,涂层的应用进一步加热不会“融化”涂层,因此被称为“热固性涂层。

化学领域的涂料

环氧树脂或环氧乙烷结构包含一个三元环戒指-一个氧原子连接到两个碳原子的树脂分子。这部分是最活性基团的环氧树脂。最常用的衍生品领域树脂的双酚A和环氧氯丙烷(图1)。然而,其他类型的树脂(例如双酚F)领域配方中也常用来实现各种属性,组合或添加。树脂各分子的长度,也可以提供独特的属性最终涂层。

第二个最重要的领域的一部分涂料固化剂或硬化剂。固化剂与环氧环或反应的羟基,在环氧树脂分子链。除了这两个主要组件,领域涂料包括填料、颜料、填充剂和各种添加剂,提供所需的属性。

关键特性

该系统自1970年以来得到了广泛的应用。系统由粉饰环氧树脂。中指定的产品通常是low-abuse、低温应用如干线。指定的产品也普遍用作防腐层下混凝土重量涂料在水下应用程序中(表1)。

总结领域的涂料

领域,在各种粉末涂料,利用主要最终用户已经超过三十年,仍然是主要的低成本的涂层系统。领域层的最重要的问题是现场焊接,一般是采用收缩包裹袖子来实现的。这些都是缓慢的应用,昂贵,而且容易失败。产品具有一定的可接受的物理特性,但与涂料的最新趋势和最新发展系统现在有最终用户调查的替代选项。最重要的是,终端用户寻找一个产品的价格和质量之间的平衡。今天有很多更好的选择相比,领域的使用寿命。

液体涂料(聚氨酯)

聚氨酯在涂料行业中发展最快的技术。188BET竞彩一般来说,这种化学物质组一般分为两个组,聚氨酯和聚脲。一些研究进一步划分这两个组分为弹性和刚性的子组。这细分实在是不相关的,因为刚性的产品是由公式修改,与程度的灵活性和刚性容易修改的具体设计,以满足特定的应用程序需求。在不同的应用程序,聚氨酯这种趋势要修改化学来满足特定项目的要求。

聚氨酯化学

聚氨酯(PU)涂层系统基本上是一个双组分涂料系统无溶剂。所以一个可以说是无溶剂,plural-component涂层系统。最简单的聚氨酯是线性的,羟基化合物和氮的化合物都有两个功能。这可以由结构如图2所示。

聚氨酯是由di-alcohol di-isocyanate单体。异氰酸酯化合物含有官能团(O = C = N)。重排反应会导致聚氨酯链的形成。氮氢从酒精,而氧碳的链接。酰胺基的氨基甲酸乙酯官能团是相似的。在某些应用程序中聚氨酯聚合物链进一步交联反应。

异氰酸酯可以与不同的化学反应组,所以聚合物的最终属性会有所不同根据反应路线。因此聚氨酯的制定必须考虑每一个可能的活性成分。脓可能有非常不同的结构取决于类型的异氰酸酯和活性氢的类型组件出现在制定。不同群体的存在或沿着聚氨酯连杆控制聚合物的最终性能。固化的聚氨酯可以被视为一个网络的形成,也称为交联。

关键特性

1930年,奥托拜耳和他的同事发现di-isocyanate加成聚合反应过程,导致最初发展的聚氨酯泡沫和涂料。自1980年代聚氨酯并不视为主流防腐涂层系统之一,但最近趋势已经改变,现在最终用户更倾向于使用一个系统更先进的技术来支持他们的产品在一个更好的方法和将不再比传统涂料的目的。此外,还有许多其他因素改变的想法最终用户切换到这种新技术(表2)。

摘要聚氨酯

总之,聚氨酯是近70多年前开发的。在过去50年里研究和开发这个产品集团在各种各样的应用程序被广泛接受的产品。事实更新的涂层技术能够为终端用户提供防腐涂料对管道系统与更高的物理特性,为最终用户提供更长的投资维护和降低成本随着时间的推移,以及在安装过程中减少破坏的实例,更高的抗氧化性能,较高的过程温度范围,更好更快的应用程序和安装,现场焊接方法和更低的成本。另一个非常重要的聚氨酯涂料在其他传统涂料的优点是他们更快的固化时间,因为大多数聚氨酯设置非常快,几秒或几分钟内的应用,达到治愈75% 12小时和24小时内达到完全治愈。

此外,当比较传统的涂料和聚氨酯,一个主要优势是,没有引物或粘合剂用于聚氨酯涂料。他们直接用于钢衬底,形成更多的附着力和更少的分层的机会。

比较涂层系统

典型的属性

表3和图4比较一些典型三层PE或与聚氨酯涂料领域的属性。

生产过程

领域的生产过程所涉及的步骤如下:

1. 目视检查
2. 预热
3. 喷抛清理
4. 内部除尘
5. 目视检查
6. 铬酸钝化处理
7. 管道涂层加热
8. 领域层,1或2层
9. 淬火
10. 假期检查
11. 管端清洁
12. 最后检查

聚氨酯的生产所涉及的步骤如下:

1. 目视检查
2. 喷抛清理
3. 内部除尘
4. 目视检查
5. 聚氨酯涂料
6. 假期检查
7. 管端清洁
8. 最后检查
9. 识别和存储

从上面的生产过程中,很明显,聚氨酯涂料应用程序都不那么复杂的需求。不明显,必须执行额外的质量保证措施,与每一个额外的步骤。例如,领域应用程序需要预热,铬酸处理,再热,领域应用和淬火的步骤都需要详细的生产过程的步骤正确完成。如果加热温度超出限制,削弱的管壁结构是可能的。如果铬酸应用程序进程不准确,将不相容的系统。在通讯过程的每一步都进一步潜在错误,因此失败。

较低的聚氨酯生产过程的复杂性不仅减少了错误的机会也减少了一个艰难的过程的复杂性和质量保证所涉及的步骤。

现场接线方法

现场焊接和相关的成本和时间要求是一个经常被忽视,但任何管道涂层系统的相关特性。在这里我们将看一看现场节理与这两种涂层系统方法被应用。

现场焊接领域的方法

领域系统通常使用环氧化合物混合和应用于联合区,提供一个环氧enamel-based安装接头没有融合成键提供了系统的完整性(图3)。没有融合成键,环氧瓷釉不容纳最初的涂层的设计寿命。

除此之外,节理的三层涂层系统一般是采用缩小袖子,来实现和结果在一个由资历很浅的产品有两个每个管接头接缝。这种方法提供了一个两层安装接头与煤层保护每个tri-lam结束系统,而且没有熔结环氧树脂收缩套管。缩小袖子tri-lam和领域的首选是明显的产品由于没有关闭现成的更好的方法;是相对简单的执行,需要小设备来完成(图4)。这个过程是典型的三到四倍应用基本系统的生产成本,和合格的远不及从性能的角度来看。这个过程也需要大量的时间来完成。

现场节理聚氨酯的方法

聚氨酯领域连接在相同的方式作为生产过程。相同的高压无气喷涂装置和加热设备用于现场焊接在管道中使用应用程序的过程。周长焊缝清理氧化使用石榴石进行喷砂处理,使表面轮廓到原始状态。聚氨酯应用同样的,提供优异的附着力和耐腐蚀的领域关节是原来的管道。

这个过程提供了一个连续的,单片(无分层)应用程序的管道从一端到另一端,无论长度(图5)。关节相同的系统完整性的production-coated管道。没有其他涂层系统可以提供同等质量现场关节,或者,换句话说,一个无缝的、单片系统。

涂层的失败

传统的管道涂层的主要原因失败,失败的定义是泄漏,包括外部腐蚀,内部腐蚀,机械损伤,设计缺陷,设备故障,维护和焊接失败。在所有研究管道故障的主要因素是迄今为止归因于外部腐蚀。如前所述,不同的研究包括范围广泛的变量,但是在所有情况下外部腐蚀是失败的首要原因(图6)。

三层涂层领域失败的主要原因

三层聚丙烯或领域涂料显示问题。几年之后(有时仅仅几个月后),一些埋管道涂上这些系统显示完整的分层之间的钢衬底表面和涂层系统,导致一个完整的失败。实现良好的附着力的关键是一个完全固化环氧树脂。如果环氧材料是不合适的,或者没有完全治愈,即将接触水或潮湿,它可能导致灾难以来未硫化的或不正确的环氧树脂非常亲水。因此,这水会导致腐蚀(图7)。

第二个缺点与三层聚丙烯或领域是机械损伤,可以发生在管道运输或躺下来。损坏的几率非常高,涂层抗机械损伤很低。减少故障实例损坏在运输造成的影响,最明显的解决方案是消除尽可能多的运输和处理步骤。许多管制造商现在包括涂层厂内设施,消除运输与管道涂层设备在另一个位置。传统的管道涂层设备,然而,不移动,有很高的能耗水平,需要高水平的环境控制有效地工作。这种情况是典型的领域和tri-laminate产品。

涂料的另一个重要原因在传统的三层涂层系统失败在环缝焊接领域关节。这些领域的涂料不能使用字段关节或环缝焊接,并导致需要缩小袖子磁带(图8)。当正确安装,包装关节表现相当好,但再正确安装的过程需要勤奋的安装和耗费时间。项目时间约束、天气和其他因素导致高百分比的包装关节完成不到理想的条件。即使在最好的条件下,用收缩膜包装的关节出现两个环形接缝在每一个环形焊缝,和接缝容易失败(图9)。

聚氨酯涂料如何减少失败的常见原因

从比较这两种涂层系统的物理性质,很显然,聚氨酯涂料,在大多数情况下超过,属性领域和tri-laminates展出。这些物理因素可使聚氨酯涂料的使用可行的关键方面的性能。

破坏影响运输和施工期间滥用是减少的,因为影响和穿刺阻力明显高于所提供的领域或tri-laminates。损害相关的运输和处理几乎可以消除通过执行生产涂料的位置最适合终端用户。

失败的环形焊缝领域联合涂料减少因为聚氨酯涂料应用于关节,会议一样耐用的规范应用于生产设施。没有区别的质量领域的联合主要管道涂层相比。

失败的阴极disbondment系统减少了因为聚氨酯涂料领域应用到生产应用程序中是平等的。的涂层阳极位置就等于主要管道涂层。此外,更好的物理特性和当地生产涂料意味着更少的损伤和减少潜在的失败的实例网站由于disbondment受损的位置。较高的耐用性和更好的领域应用程序转化为伤害减少由于阴极disbondment特性。

最重要的方面是聚氨酯涂料不太容易吸湿,从而减少由于吸水外部腐蚀的几率。

结论

许多传统的涂料产品的使用已经停止近年来由于各种原因,包括常见故障、耐久性、环境问题,等等。尽管领域和tri-laminate产品目前仍被认为是一些终端用户防腐系统,大多数已经开始使用新的聚氨酯技术在大多数管道涂层的应用程序。这是因为这项技术更容易耐腐蚀和机械损伤,很容易应用,减少失败的可能性,提供降低成本。另一个主要优势是,产品的生产和现场加入过程简单、一致、无缝的和持久的相比,三层涂层系统。

当比较两种涂层系统的物理性质,聚氨酯提供更好的硬度、拉伸和冲击值,以及更好的阴极disbondment adhesion-to-steel标准。

引用

本文档的部分准备由使用从发表的报告或网站上公布的数据。本文档的主要资源利用准备如下:

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