3LPE 鋼管の防食コーティングとその仕組み-

地下、水没、その他の厳しい環境で使用される鋼管は、湿気、土壌、化学物質、塩分、機械的衝撃、その他の腐食を促進する要因にさらされます。適切な外部保護がないと、腐食によりパイプの壁の厚さが徐々に減少し、最終的には構造の完全性と耐用年数に影響を与える可能性があります。

3LPE鋼管防食材-これらの課題に対処するために設計された多層外部保護システムを提供する-. 3LPE とは三層ポリエチレン-、コーティング システムは、Fusion Bonded Epoxy (FBE)、接着層、および外側のポリエチレン層の 3 つの異なる材料を組み合わせています。各層は異なる機能を実行しますが、3 つの層は 1 つの保護システムとして連携します。 ISO 21809-1 は、石油および天然ガスの輸送システムで使用される埋設または水中溶接パイプラインおよびシームレス鋼パイプラインにプラントで適用される 3 層ポリエチレンおよびポリプロピレン コーティングに関する要件を指定しています。-

3LPEコーティングとは何ですか?

3LPE は、鋼管の表面に塗布される 3 層の外部コーティング システムです。-最初の層は融着エポキシ、2 番目の層はポリマー接着剤、3 番目の層はポリエチレンです。

基本的な構造は次のとおりです。

鋼管 → FBE → 接着剤 → PE

単一の層であらゆる種類の保護を提供する必要はないため、組み合わせは重要です。 FBE は強力な接着力と耐食性を提供し、接着剤は FBE と PE の間に信頼性の高い結合を形成し、PE の外層は機械的保護と湿気バリアを提供します。

なぜ鋼管にとって 3LPE が重要なのでしょうか?

地中や水中に設置された鋼管は、一度使用すると簡単に検査や修理ができません。土壌水分、地下水、溶解塩、その他の環境条件が露出した鋼材の表面を継続的に攻撃する可能性があります。

適切に設計された3LPEコーティング 鋼管の場合、鋼とその周囲環境の間に物理的な障壁を作成します。このシステムは、輸送、取り扱い、設置、埋め戻し、操作中に発生する可能性のある損傷に対する機械的保護も提供します。

この腐食保護と機械的耐性の組み合わせにより、3LPE は要求の厳しいパイプライン用途に特に役立ちます。

第 1 層: 融着エポキシ

最初の層は Fusion Bonded Epoxy (一般的に FBE として知られています) です。これは、準備された鋼表面に直接塗布され、主要な腐食保護層として機能します。-。

FBE は、鋼への強力な接着力を提供し、連続的な保護コーティングを形成するため、重要です。また、コーティングシステムが適切に設計され適用されている場合、陰極による剥離に対する耐性にも貢献します。

FBE を適用する前の鋼表面の品質は非常に重要です。表面処理、清浄度、加熱条件、粉末の塗布、および硬化はすべて、コーティングの最終的な性能に影響します。

第 2 層: 接着剤

2 番目の層はポリマー接着剤で、多くの場合官能化ポリオレフィンをベースとしています。その主な目的は、FBE プライマーとポリエチレンの外層の間に強力な結合を作成することです。

FBE とポリエチレンは物理的および化学的特性が異なるため、単にエポキシの上に PE を直接配置しても、同じ層間接着性能は得られません。{0}接着剤は 2 つの材料間の架け橋として機能します。

連続して適切に塗布された接着層は、完全な 3 層システムの完全性を維持するのに役立ちます。{0}}

3層目：ポリエチレン

外層はポリエチレンであり、コーティングシステムの機械的保護の多くを提供します。衝撃、磨耗、湿気、外部環境への曝露から下層を保護するのに役立ちます。

パイプの輸送および設置中に、コーティングは吊り上げ装置に遭遇したり、他のパイプ、土、石と接触したり、取り扱い上のストレスを受ける可能性があります。 PE 層は、腐食を受けやすい内部層を保護するのに役立つ強固な外部バリアを提供します。-

これが理由の 1 つです3層ポリエチレンコーティング-埋設パイプラインに特に役立ちます。

3 つのレイヤーがどのように連携するか

3LPE の主な利点は、個別の素材によるものではなく、3 つの層の組み合わせによってもたらされます。

FBE は主に鋼への接着と腐食防止の役割を果たします。接着剤はエポキシとポリエチレンの間の接続を提供します。 PE 層は機械的保護と、湿気や環境への暴露に対する耐性を提供します。

この多層アプローチにより、単一のコーティング材料に依存するよりも包括的な保護システムが作成されます。

鋼の表面処理の重要性

適用する前に、3LPEシステム、スチールの表面を適切に準備する必要があります。汚染物質、錆、油、湿気、ミルスケール、その他の表面の問題によりコーティングの密着性が低下する可能性があるため、表面処理は最も重要な段階の 1 つです。

パイプの表面は通常、適用されるコーティング仕様に従って洗浄され、研磨剤が吹き付けられます。準備後、塗装を開始する前に表面の状態を確認する必要があります。

表面処理が不十分だと、たとえ高品質のコーティング材料であっても性能が損なわれる可能性があります。{0}}したがって、コーティングの品質は鋼材の状態から始まります。

パイプ加熱の重要性

塗布プロセスでは、さまざまなコーティング材料の温度を制御する必要があります。特に、鋼管は FBE 用途に適した温度に達する必要があります。

温度制御は、コーティングの溶融、硬化、結合、および最終的な特性に影響を与えます。加熱が過剰または不十分であると、コーティングの欠陥や接着不良が発生する可能性があります。

このため、温度監視はコーティング生産ラインに統合され、該当するコーティング仕様および材料メーカーによって確立された要件内に維持される必要があります。

3LPE材料の応用プロセス

一般的なコーティングプロセスは次のように要約できます。

下地処理→加熱→FBE塗布→接着剤塗布→PE塗布→冷却→検査

正確なプロセスパラメータは、コーティングシステム、パイプの寸法、材料仕様、および適用される規格によって異なります。

連続生産中、均一なコーティング性能を達成するために、コーティングラインは一貫した温度、材料供給、押出条件、ライン速度を維持する必要があります。

PEの塗布と押出

ポリエチレンの外層は通常、押出成形プロセスを使用して適用されます。溶融したPEは接着層と接触し、パイプ表面の周囲に形成されます。

均一な厚さと適切な接着が重要です。押出プロセスは、選択した PE 素材とコーティングの仕様に従って制御する必要があります。

押出条件が劣ると、不均一な厚さ、表面欠陥、不完全な結合、または完成したコーティングの保護性能を低下させるその他の問題が発生する可能性があります。

一般的なコーティングの厚さ

コーティングの厚さは、パイプの直径、コーティングのクラス、プロジェクトの要件、および適用される規格によって異なります。すべてのパイプに 1 つの厚さが適していると想定すべきではありません。

市販の 3LPE システムは通常、FBE プライマー、比較的薄い接着層、および非常に厚い PE 外層を使用します。一部の製品仕様には、PE- ベースのコーティング全体の厚さが約 1.8 ～ 4.0 mm の範囲で記載されていますが、実際の要件は、常に該当するプロジェクトの仕様と規格から決定する必要があります。

カラーオプション

3LPEコーティングシステムプロジェクトの要件に応じてさまざまな色で提供できます。一般的なオプションには、グレー、緑、白、黒などがあります。

色は一般に、コーティング層の保護機能を置き換えるのではなく、識別、外観、またはプロジェクト固有の要件に役立ちます。{0}

実際の色はお客様のご要望に応じて指定してください。

3LPE鋼管防食材の用途-

3LPEシステム主に、埋設または水没した鋼製パイプラインの外部保護に関連しています。パイプライン輸送システムに使用される溶接鋼管や継目無鋼管に適用できます。

典型的なアプリケーションには次のものがあります。

• 石油輸送パイプライン
• 天然ガスパイプライン
• 送水パイプライン
• 地下公共パイプライン
• 水没したパイプラインセクション
• 産業用流体輸送
• インフラプロジェクト
• 攻撃的な土壌環境に設置されたパイプライン

実際の使用環境に応じて、適切なコーティング システムを常に選択する必要があります。

地中鋼管用3LPE

地下パイプラインは、土壌ストレス、地下水、湿気、塩分、微生物、その他の環境要因にさらされています。また、輸送、降ろし、埋め戻し、地面の移動中に機械的ストレスを受ける可能性があります。

PE の外層は機械的保護を提供し、FBE と接着層は鋼材を保護し、コーティング システムの完全性を維持します。

このため、3LPE は多くの地下パイプライン プロジェクトにとって強力な選択肢になります。

海底および水中パイプライン用の 3LPE

水没したパイプラインは、水、塩分、機械的力、その他の環境条件に継続的にさらされる可能性があります。メンテナンスのためのアクセスが難しい場合があるため、コーティングの完全性が特に重要になります。

3 層システムは、耐食性、接着性、機械的保護、耐湿性の組み合わせを提供します。{0}

ただし、海底アプリケーションにはプロジェクト固有の追加要件がある場合があります。{0}したがって、コーティングの設計は、水深、温度、設置方法、機械的負荷、および適用される規格に従って選択する必要があります。

3LPEコーティングの利点

FBE、接着剤、PE を組み合わせることで、いくつかの重要な利点が得られます。

強力な粘着力

FBE 層は準備されたスチール表面と強力な結合を形成し、接着剤は FBE と PE の間に接続を形成します。

耐食性

FBE 層は、鋼と腐食性環境との間に重要な障壁を形成します。

機械的保護

PE の外層は、取り扱いや設置時の衝撃や摩耗に対する耐性を提供します。

耐湿性

ポリエチレンは吸水性が低く、効果的な外部湿気バリアを提供します。

長期的なパイプライン保護-

適切に設計され適用された場合、さまざまな保護機能を組み合わせることで、コーティング システムは要求の厳しい地下および水没環境に耐えることができます。

3LPE と陰極防食

3LPEコーティング一般に、より広範なパイプライン腐食制御戦略の一部として使用されます。{0}} ISO 21809-1 では、規格に従ってコーティングされたパイプは、陰極防食によるさらなる保護に適しているとみなされると記載されています。

これは、コーティングと陰極防食が連携して機能できることを意味します。コーティングは主要な物理的バリアを提供しますが、陰極防食は鋼が露出する可能性のある領域に追加の腐食制御保護を提供します。-

したがって、完全な腐食制御戦略では、コーティングの性能とパイプラインの陰極防食システムの両方を考慮する必要があります。{0}

3LPEコーティング時の品質管理

品質管理は、製造後だけでなく、コーティングプロセス全体を通じて実行する必要があります。

重要な検査領域には次のものが含まれます。

正確なテストと合格基準は、該当する規格とプロジェクトの仕様によって決定される必要があります。

3LPE コーティングでよくある問題

いくつかの欠陥により、3 層コーティング システムのパフォーマンスが低下する可能性があります。{0}

表面処理が不十分だと、FBE とスチール間の接着力が弱くなる可能性があります。不適切な加熱は、FBE の硬化や層間接着に影響を与える可能性があります。-接着剤の塗布に問題があると FBE と PE の間に剥離が生じる可能性があり、PE の押し出しが不適切だと厚さが不均一になったり、表面欠陥が発生したりする可能性があります。

一般的な問題には次のようなものがあります。

• FBEの接着力が低い
• 不均一なコーティング厚さ
• 接着剤の被覆が不完全
• PE剥離
• 表面の損傷
• ピンホールまたは不連続性
• 過度のコーティング変形
• 取り扱い中の機械的損傷

慎重なプロセス管理は、これらの問題を軽減するのに役立ちます。

休日検出の重要性

休日とは、連続的な保護コーティングにおける不連続または小さな欠陥のことです。このような欠陥により、下地の鋼材が環境にさらされる可能性があります。

したがって、休日の検出は、多くのパイプライン コーティング システムにとって重要な品質管理手順です。{0}適切な試験電圧と検査手順は、コーティング システムと適用される仕様によって異なります。

検出された欠陥は、パイプを設置のために解放する前に適切に修復する必要があります。

被覆パイプの取り扱いと輸送

コーティングは塗布中だけでなく、輸送や設置中にも保護する必要があります。

重い鋼管は、不適切な表面に直接置かれたり、不適切な吊り上げ装置で扱われたりすると、コーティングが損傷する可能性があります。保護サポート、適切なスリング、管理された取り扱い手順により、コーティング損傷のリスクを軽減できます。

輸送後および設置前にコーティングの状態を確認する必要があります。

適切な保管の重要性

コーティングされたパイプは、不必要なコーティングの損傷を防ぐ方法で保管する必要があります。パイプは適切にサポートし、必要に応じて分離する必要があります。

-不適切な環境条件に長期間さらされると、コーティングの設計や PE グレードによっては材料に影響を与える可能性があります。したがって、保管手順はプロジェクトの要件とコーティングメーカーの推奨事項に従う必要があります。

適切な 3LPE 素材の選択

選択中鋼管防食材-FBE、接着剤、PE を個別に選択するだけでは不十分です。 3 つの材料は互換性があり、予想される使用条件に適している必要があります。

重要な要素には次のようなものがあります。

• 管鋼種
• パイプ径
• 肉厚
• 動作温度
• 土壌条件
• 水への暴露
• 設置方法
• 必要な膜厚
• 機械的保護要件
• 適用規格
• 想定されるサービス環境

コーティングシステムは、完全な生産の前に、意図された用途に適しているかどうかを確認する必要があります。

適用規格

ISO 21809-1:2018 は、石油および天然ガスのパイプライン輸送システムで使用される埋設または浸漬溶接鋼管および継目無鋼管に適用される外部 3 層ポリエチレンおよびポリプロピレン コーティングを対象とする重要な国際規格です。-

プロジェクト、国、パイプライン サービス、顧客の要件に応じて、他の規格も指定される場合があります。現在のプロジェクトの仕様によって、どの標準とエディションが適用されるかが常に決定される必要があります。

結論

3LPE鋼管防食材-鋼管を腐食や機械的損傷から保護するための多層アプローチを提供します。-このシステムは、1 層目として FBE、2 層目として接着剤、3 層目としてポリエチレンという 3 つの相補的な材料を組み合わせています。

FBE 層は強力な接着力と重要な腐食バリアを提供します。接着剤はエポキシ層とポリエチレン層を接続し、PE の外層は機械的保護と湿気や摩耗に対する耐性を提供します。これらの層を組み合わせることで、多くの埋設および水没パイプライン用途向けの耐久性のある外部保護システムが作成されます。

ただし、優れたパフォーマンスを得るには、材料の品質だけでは十分ではありません。鋼の適切な表面処理、温度制御、コーティングの塗布、厚さの制御、層間接着、検査、休日の検出、取り扱い、保管がすべて重要です。-

正しいとき3LPEコーティング 鋼管用の保護材は、適用されるプロジェクト要件に従って選択および適用され、信頼性の高い長期保護を提供し、腐食に関連したメンテナンスやパイプラインの完全性の問題を軽減します。{0}{1}{1}