Ο χαλύβδινος σωλήνας Q420 και γιατί χρειάζεται μηχανική προστασία από τη διάβρωση
Το Q420 είναι δομικός χάλυβας χαμηλής αντοχής σε κράμα GB/T 1591, που παρέχεται με ελάχιστη αντοχή διαρροής 420 MPa και με προσθήκες μικροκράματος νιοβίου, βαναδίου, τιτανίου ή αλουμινίου. Το πλησιέστερο κοινό ευρωπαϊκό ισοδύναμο είναι η οικογένεια βαθμού S420 στο EN 10025-2. Ο λεπτός σχεδιασμός από κράμα που δίνει στο Q420 την αντοχή του το αφήνει επίσης πλήρως εκτεθειμένο στην ατμοσφαιρική, το έδαφος και τη θαλάσσια διάβρωση, έτσι το σύστημα επίστρωσης και, κατά περίπτωση, η καθοδική προστασία φέρουν όλη την αντοχή της εγκατάστασης.
Η διαβρωτική ικανότητα ταξινομείται πρώτα. Το ISO 12944-2 τοποθετεί το περιβάλλον σε μια κατηγορία από C2 για εσωτερικές τοποθεσίες χαμηλής ρύπανσης έως C5-M για παράκτιες και υπεράκτιες συνθήκες και το απαιτούμενο πάχος και σύστημα επίστρωσης προκύπτουν από αυτήν την ταξινόμηση και όχι από την ίδια την κατηγορία χάλυβα.
Συστήματα Βαφής σε Κοινή Χρήση
| Υπηρεσία | Τυπικό σύστημα | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Βιομηχανική ατμόσφαιρα, βαριά εργασία | Πλούσιο σε ψευδάργυρο εποξειδικό αστάρι, ενδιάμεσο εποξειδικό οξείδιο σιδήρου από μίκα, τελική επίστρωση πολυουρεθάνης ή φθοράνθρακα | Συνολικό πάχος ξηρού φιλμ επιλεγμένο από την κατηγορία διαβρωτικότητας ISO 12944 |
| Θαλάσσια και ζώνη εκτόξευσης | Θερμικά ψεκασμένο αλουμίνιο με στεγανωτική επίστρωση | Οι άνοδοι αλουμινίου δρουν θυσιαστικά σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών |
| Θαμμένος αγωγός | Πολυαιθυλένιο τριών στρώσεων κατά GB/T 23257 ή ISO 21809-1 ή εποξειδικό κολλημένο με σύντηξη κατά ISO 21809-2 | Επιλέγεται μαζί με καθοδική προστασία |
| Οικονομική επίστρωση καταστήματος | Εποξειδικό δύο συστατικών με μειωμένο συνολικό πάχος | Κατάλληλο μόνο για προστατευμένη υπηρεσία C3 |
| Περιοχές υψηλών επιπτώσεων | Ελαστομερές πολυουρίας μεγάλου πάχους | Χρησιμοποιείται σε διασταυρώσεις, στροφές και σημεία επαφής χειρισμού |
Παράμετροι Σχεδιασμού Καθοδικής Προστασίας
Ο επικαλυμμένος χάλυβας προστατεύεται όταν η δομή ως προς το δυναμικό ηλεκτρολύτη φθάνει περίπου το μείον 0,85 V έναντι ενός ηλεκτροδίου αναφοράς θειικού χαλκού, με ένα πιο αρνητικό όριο που εφαρμόζεται όταν υπάρχουν αναερόβια εδάφη ή βακτήρια που μειώνουν τα θειικά. Σε θαμμένους αγωγούς Q420, οι άνοδοι από κράμα αλουμινίου επιλέγονται συνήθως για εμβάπτιση με θαλασσινό νερό ή υφάλμυρο και οι άνοδοι μαγνησίου για ανθεκτικό έδαφος. Οι πυκνότητες του ρεύματος σχεδιασμού ακολουθούν τη ζώνη έκθεσης, καθώς είναι πολύ υψηλότερες στη ζώνη εκτόξευσης και παλίρροιας από ό,τι σε συνεχώς βυθισμένες ή ξηρές θέσεις εδάφους. Η διάρκεια ζωής του σχεδιασμού προστασίας ταιριάζει κανονικά με τη διάρκεια ζωής της επίστρωσης, έτσι ώστε και τα δύο εξαρτήματα να ανανεώνονται στην ίδια παρέμβαση.
Ρουτίνες Συντήρησης στην Παράκτια Υπηρεσία
Ετήσια οπτική επιθεώρηση της ζημιάς της επίστρωσης, με ιδιαίτερη προσοχή στις μεταβάσεις των ζωνών εκτόξευσης, στηρίξεις και στους αρμούς πεδίου.
Μέτρηση πάχους ξηρού φιλμ επίστρωσης και δοκιμή πρόσφυσης σε σταθερά χρονικά διαστήματα, σύμφωνα με τις μεθόδους των ISO 2178 και ISO 4624.
Δοκιμή διακοπών ή σπινθήρα επισκευασμένων περιοχών πριν από την επίχωση ή τη βύθιση, για επιβεβαίωση της συνέχειας της επίστρωσης.
Τα μονωτικά παρεμβύσματα και τα κιτ φλάντζας στις βιδωμένες αρθρώσεις αντικαθίστανται όταν υποβαθμίζονται, έτσι ώστε να μην αποστραγγίζεται το ρεύμα καθοδικής προστασίας.
Το πάχος του τοιχώματος καταγράφεται περιοδικά με μέτρηση υπερήχων για τη δημιουργία ιστορικού ρυθμού διάβρωσης, με προγραμματισμένη τοπική ενίσχυση ή αντικατάσταση όταν εντοπιστεί βαθιές οπές.
Θέματα ρωγμών και συγκόλλησης λόγω διάβρωσης καταπόνησης
Η υπηρεσία υγρού υδρόθειου διέπεται από τα όρια μερικής πίεσης του ISO 15156, τα οποία περιορίζουν τόσο τη σκληρότητα του χάλυβα όσο και τη διαδικασία συγκόλλησης. Για το Q420, η εισαγωγή θερμότητας και ο ρυθμός ψύξης πρέπει να παραμένουν εντός της κατάλληλης διαδικασίας συγκόλλησης και η θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση εφαρμόζεται μόνο όταν το απαιτεί η ειδική διαδικασία, επειδή η υπερβολική επεξεργασία μπορεί να μαλακώσει τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα από μικροκράμα. Η επιφανειακή υπολειπόμενη εφελκυστική τάση μειώνεται με ελεγχόμενη ρίψη βολής ή με τοπική λείανση των δακτύλων συγκόλλησης, η οποία αφαιρεί τον μηχανικό οδηγό για ρωγμές σε περιβάλλοντα που φέρουν χλώριο.
FAQ
Ε: Ποιο είναι το ελάχιστο δυναμικό καθοδικής προστασίας για τον σωλήνα Q420;
Περίπου μείον 0,85 V έναντι ηλεκτροδίου αναφοράς θειικού χαλκού για αερόβια εδάφη και φυσικά νερά, με πιο αρνητικό κριτήριο που εφαρμόζεται σε αναερόβιες συνθήκες. Τα κριτήρια σχεδιασμού αναφέρονται στο GB/T 21448 και ISO 15589.
Ε: Μπορεί η εποξειδική επίστρωση από μόνη της να προστατεύσει έναν θαμμένο αγωγό Q420;
Η επίστρωση από μόνη της αφήνει γυμνές περιοχές στις αρθρώσεις του αγρού και τις διακοπές επίστρωσης εκτεθειμένες σε συγκεντρωμένες επιθέσεις. Ως εκ τούτου, οι θαμμένοι αγωγοί συνήθως προδιαγράφονται με επίστρωση συν καθοδική προστασία και η επίστρωση είναι το κύριο εμπόδιο.
Ε: Ποια επίστρωση ταιριάζει σε μια παράκτια δομή Q420;
Ένα σύστημα υψηλής κατασκευής επιλεγμένο για την κατηγορία ISO 12944 C5-M ή θερμικά ψεκασμένο αλουμίνιο με στεγανωτικό όπου απαιτείται μεγάλη διάρκεια ζωής. Οι τελικές επιστρώσεις πρέπει να ανθίστανται στην έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία και στην εναπόθεση χλωρίου.
Ε: Πόσο συχνά πρέπει να επιθεωρείται μια δομή Q420;
Η κατάσταση επίστρωσης εξετάζεται ετησίως σε επιθετικά περιβάλλοντα. Οι δοκιμές πρόσφυσης και οι λεπτομερείς έρευνες πάχους πραγματοποιούνται συνήθως σε διαστήματα πέντε ετών, με μετρήσεις πάχους τοιχώματος υπερήχων να επαναλαμβάνονται σε μικρότερο κύκλο.
Ε: Απαιτείται θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση μετά τη συγκόλληση του Q420;
Όχι ως γενικός κανόνας. Οι συγκολλημένοι σύνδεσμοι Q420 συνήθως αφήνονται στην κατάσταση συγκόλλησης όταν η ειδική διαδικασία ελέγχει την παροχή θερμότητας και τον ρυθμό ψύξης. Η ανακούφιση από το στρες εφαρμόζεται μόνο όπου το απαιτεί η διαδικασία ή ο ισχύων κώδικας.
