Recubrimiento anticorrosión para tuberías de acero 3LPE y cómo funciona

Las tuberías de acero utilizadas en entornos subterráneos, sumergidos y otros entornos exigentes están expuestas a la humedad, el suelo, los productos químicos, las sales, el impacto mecánico y otros factores que pueden acelerar la corrosión. Sin una protección externa adecuada, la corrosión puede reducir gradualmente el espesor de la pared de la tubería y eventualmente afectar su integridad estructural y vida útil.

Materiales anticorrosivos para tuberías de acero 3LPEproporcionar un-sistema de protección externa multicapa diseñado para abordar estos desafíos. 3LPE significaPolietileno de tres-capas, y el sistema de recubrimiento combina tres materiales diferentes: Fusion Bonded Epoxy (FBE), una capa adhesiva y una capa exterior de polietileno. Cada capa realiza una función diferente, mientras que las tres capas trabajan juntas como un sistema de protección. La norma ISO 21809-1 especifica los requisitos para los revestimientos-de polietileno y polipropileno de tres capas-aplicados en planta para tuberías de acero sin costura y soldadas enterradas o sumergidas utilizadas en sistemas de transporte de petróleo y gas natural.

¿Qué es el recubrimiento 3LPE?

3LPE es un sistema de revestimiento externo de tres-capas que se aplica a la superficie de tuberías de acero. La primera capa es Fusion Bonded Epoxy, la segunda es un adhesivo polimérico y la tercera es polietileno.

La estructura básica es:

Tubería de acero → FBE → Adhesivo → PE

La combinación es importante porque ninguna capa tiene que proporcionar todo tipo de protección. El FBE proporciona una fuerte adhesión y resistencia a la corrosión, el adhesivo crea una unión confiable entre el FBE y el PE, y la capa exterior de PE proporciona protección mecánica y una barrera contra la humedad.

¿Por qué es importante el 3LPE para las tuberías de acero?

Las tuberías de acero instaladas bajo tierra o bajo el agua no se pueden inspeccionar ni reparar fácilmente una vez que están en servicio. La humedad del suelo, el agua subterránea, las sales disueltas y otras condiciones ambientales pueden atacar continuamente las superficies de acero expuestas.

Un diseño adecuadoRecubrimiento 3LPE for Steel Pipes crea una barrera física entre el acero y el entorno que lo rodea. El sistema también proporciona protección mecánica contra daños que puedan ocurrir durante el transporte, manipulación, instalación, relleno y operación.

Esta combinación de protección contra la corrosión y resistencia mecánica hace que el 3LPE sea particularmente útil para aplicaciones de tuberías exigentes.

Primera capa: epoxi adherido por fusión

La primera capa es Fusion Bonded Epoxy, comúnmente conocida como FBE. Se aplica directamente a la superficie de acero preparada y sirve como capa principal de protección contra la corrosión-.

FBE es importante porque proporciona una fuerte adhesión al acero y forma una capa protectora continua. También contribuye a la resistencia contra la desunión catódica cuando el sistema de recubrimiento se diseña y aplica adecuadamente.

La calidad de la superficie del acero antes de la aplicación del FBE es extremadamente importante. La preparación de la superficie, la limpieza, las condiciones de calentamiento, la aplicación del polvo y el curado afectan el rendimiento final del recubrimiento.

Segunda Capa: Adhesivo

La segunda capa es un adhesivo polimérico, a menudo basado en una poliolefina funcionalizada. Su objetivo principal es crear una conexión fuerte entre la imprimación FBE y la capa exterior de polietileno.

El FBE y el polietileno tienen diferentes características físicas y químicas, por lo que simplemente colocar PE directamente sobre el epoxi no proporcionaría el mismo rendimiento de unión entre capas. El adhesivo actúa como puente entre los dos materiales.

Una capa adhesiva continua y aplicada correctamente ayuda a mantener la integridad del sistema completo de tres-capas.

Tercera Capa: Polietileno

La capa exterior es de polietileno, que proporciona gran parte de la protección mecánica del sistema de revestimiento. Ayuda a proteger las capas subyacentes del impacto, la abrasión, la humedad y la exposición ambiental externa.

Durante el transporte e instalación de tuberías, el revestimiento puede encontrarse con equipos de elevación, contacto con otras tuberías, tierra, piedras y tensiones de manipulación. La capa de PE proporciona una barrera externa resistente que ayuda a proteger las capas internas más sensibles a la corrosión-.

Esta es una razónRevestimiento de polietileno de tres-capasEs particularmente útil para tuberías enterradas.

Cómo funcionan juntas las tres capas

La principal ventaja del 3LPE proviene de la combinación de las tres capas y no de un material individual.

El FBE es responsable principalmente de unir el acero y proporcionar protección contra la corrosión. El adhesivo proporciona la conexión entre el epoxi y el polietileno. La capa de PE proporciona protección mecánica y resistencia a la humedad y la exposición ambiental.

Este enfoque en capas crea un sistema de protección más completo que depender de un solo material de recubrimiento.

Importancia de la preparación de la superficie de acero

Antes de aplicar elsistema 3LPE, la superficie de acero debe prepararse adecuadamente. La preparación de la superficie es una de las etapas más importantes porque los contaminantes, el óxido, el aceite, la humedad, las escamas de laminación u otros problemas de la superficie pueden reducir la adhesión del recubrimiento.

La superficie de la tubería normalmente se limpia y se chorrea con abrasivo de acuerdo con la especificación de recubrimiento aplicable. Después de la preparación, se debe comprobar el estado de la superficie antes de comenzar el recubrimiento.

Una mala preparación de la superficie puede perjudicar el rendimiento incluso de materiales de revestimiento de alta-calidad. Por lo tanto, la calidad del recubrimiento comienza con el estado del acero desnudo.

Importancia del calentamiento de tuberías

El proceso de aplicación requiere temperaturas controladas para los diferentes materiales de recubrimiento. En particular, la tubería de acero debe alcanzar la temperatura adecuada para la aplicación FBE.

El control de la temperatura afecta la fusión, el curado, la unión y las propiedades finales del recubrimiento. Un calentamiento excesivo o insuficiente puede provocar defectos en el revestimiento o una mala adhesión.

Por esta razón, el control de la temperatura debe integrarse en la línea de producción de recubrimientos y mantenerse dentro de los requisitos establecidos por la especificación de recubrimiento aplicable y el fabricante del material.

Proceso de aplicación de materiales 3LPE

El proceso de recubrimiento general se puede resumir como:

Preparación de la superficie → Calefacción → Aplicación FBE → Aplicación de adhesivo → Aplicación de PE → Enfriamiento → Inspección

Los parámetros exactos del proceso dependen del sistema de recubrimiento, las dimensiones de la tubería, las especificaciones del material y los estándares aplicables.

Durante la producción continua, la línea de recubrimiento debe mantener temperaturas, alimentación de material, condiciones de extrusión y velocidad de la línea constantes para lograr un rendimiento de recubrimiento uniforme.

Aplicación y extrusión de PE

La capa exterior de polietileno normalmente se aplica mediante un proceso de extrusión. El PE fundido se pone en contacto con la capa adhesiva y se forma alrededor de la superficie de la tubería.

Es importante tener un espesor uniforme y una unión adecuada. El proceso de extrusión debe controlarse de acuerdo con el material de PE seleccionado y las especificaciones del recubrimiento.

Las malas condiciones de extrusión pueden provocar espesores desiguales, defectos superficiales, unión incompleta u otros problemas que pueden reducir el rendimiento protector del revestimiento acabado.

Espesor típico del revestimiento

El espesor del revestimiento depende del diámetro de la tubería, la clase de revestimiento, los requisitos del proyecto y las normas aplicables. No se debe dar por sentado que un espesor sea adecuado para cada tubo.

Los sistemas comerciales 3LPE suelen utilizar una imprimación FBE, una capa adhesiva relativamente delgada y una capa exterior de PE significativamente más gruesa. Algunas especificaciones de productos enumeran espesores generales de revestimiento a base de PE-en rangos de alrededor de 1,8 a 4,0 mm, pero los requisitos reales siempre deben determinarse a partir de la especificación y el estándar del proyecto correspondiente.

Opciones de color

Sistemas de recubrimiento 3LPESe puede suministrar en diferentes colores según los requisitos del proyecto. Las opciones comunes incluyen gris, verde, blanco y negro.

El color generalmente sirve para requisitos específicos de identificación, apariencia o proyecto-en lugar de reemplazar la función protectora de las capas de revestimiento.

El color real debe especificarse según los requisitos del cliente.

Aplicaciones de materiales anticorrosión para tuberías de acero 3LPE

Sistemas 3LPEestán asociados principalmente con la protección externa de tuberías de acero enterradas o sumergidas. Se pueden aplicar a tubos de acero soldados y sin costura utilizados en sistemas de transporte por tuberías.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Tuberías de transmisión de petróleo
• Gasoductos de gas natural
• Tuberías de transmisión de agua.
• Tuberías subterráneas de servicios públicos
• Secciones de tubería sumergidas
• Transporte de fluidos industriales
• Proyectos de infraestructura
• Tuberías instaladas en ambientes de suelo agresivos.

El sistema de recubrimiento apropiado siempre debe seleccionarse de acuerdo con el entorno operativo real.

3LPE para tuberías de acero subterráneas

Las tuberías subterráneas están expuestas al estrés del suelo, aguas subterráneas, humedad, sales, microorganismos y otros factores ambientales. También pueden experimentar tensiones mecánicas durante el transporte, el descenso, el relleno y el movimiento del suelo.

La capa exterior de PE proporciona protección mecánica, mientras que las capas adhesivas y de FBE protegen el acero y mantienen la integridad del sistema de revestimiento.

Esto convierte al 3LPE en una opción sólida para muchos proyectos de tuberías subterráneas.

3LPE para Tuberías Submarinas y Sumergidas

Las tuberías sumergidas pueden experimentar una exposición continua al agua, sales, fuerzas mecánicas y otras condiciones ambientales. La integridad del recubrimiento se vuelve especialmente importante porque el acceso para mantenimiento puede ser difícil.

Un sistema de tres-capas puede proporcionar una combinación de resistencia a la corrosión, adhesión, protección mecánica y resistencia a la humedad.

Sin embargo, las aplicaciones submarinas pueden tener requisitos adicionales específicos del proyecto-. Por lo tanto, el diseño del revestimiento debe seleccionarse según la profundidad del agua, la temperatura, el método de instalación, las cargas mecánicas y las normas aplicables.

Ventajas del recubrimiento 3LPE

La combinación de FBE, adhesivo y PE proporciona varias ventajas importantes.

Fuerte adherencia

La capa de FBE crea una fuerte unión con la superficie de acero preparada, mientras que el adhesivo crea la conexión entre el FBE y el PE.

Resistencia a la corrosión

La capa FBE forma una barrera importante entre el acero y el entorno corrosivo.

Protección mecánica

La capa exterior de PE proporciona resistencia al impacto y la abrasión durante el manejo y la instalación.

Resistencia a la humedad

El polietileno tiene baja absorción de agua y proporciona una barrera eficaz contra la humedad externa.

Protección-de canalización a largo plazo

La combinación de diferentes funciones protectoras ayuda al sistema de recubrimiento a resistir entornos subterráneos y sumergidos exigentes cuando se diseña y aplica correctamente.

3LPE y protección catódica

Recubrimiento 3LPEgeneralmente se utiliza como parte de una estrategia más amplia de control de la corrosión-de tuberías. La norma ISO 21809-1 señala que las tuberías revestidas según la norma se consideran adecuadas para una protección adicional mediante protección catódica.

Esto significa que el recubrimiento y la protección catódica pueden trabajar juntos. El recubrimiento proporciona la barrera física principal, mientras que la protección catódica puede proporcionar protección adicional contra la corrosión-en áreas donde el acero puede quedar expuesto.

Por lo tanto, la estrategia completa de control de la corrosión-debe considerar tanto el rendimiento del recubrimiento como el sistema de protección catódica de la tubería.

Control de calidad durante el recubrimiento 3LPE

El control de calidad debe realizarse durante todo el proceso de recubrimiento y no sólo después de la producción.

Las áreas de inspección importantes incluyen:

Las pruebas exactas y los criterios de aceptación deben estar determinados por la norma aplicable y la especificación del proyecto.

Problemas comunes en el recubrimiento 3LPE

Varios defectos pueden reducir el rendimiento de un sistema de revestimiento de tres-capas.

Una mala preparación de la superficie puede causar una adhesión débil entre el FBE y el acero. El calentamiento incorrecto puede afectar el curado del FBE o la unión entre-capas. Los problemas con la aplicación del adhesivo pueden crear una separación entre FBE y PE, mientras que una extrusión inadecuada de PE puede provocar espesores desiguales o defectos en la superficie.

Los problemas comunes incluyen:

• Mala adherencia del FBE
• Espesor de revestimiento desigual
• Cobertura adhesiva incompleta
• Delaminación de PE
• Daño superficial
• Poros o discontinuidades
• Deformación excesiva del revestimiento
• Daños mecánicos durante la manipulación.

Un control cuidadoso del proceso puede ayudar a reducir estos problemas.

Importancia de la detección de vacaciones

Un día festivo es una discontinuidad o un pequeño defecto en una capa protectora que de otro modo sería continua. Estos defectos pueden exponer el acero subyacente al medio ambiente.

Por lo tanto, la detección de vacaciones es un importante paso de control de calidad-para muchos sistemas de revestimiento de tuberías. El voltaje de prueba y el procedimiento de inspección adecuados dependen del sistema de recubrimiento y de las especificaciones aplicables.

Cualquier defecto detectado debe repararse adecuadamente antes de liberar la tubería para su instalación.

Manipulación y Transporte de Tuberías Recubiertas

El recubrimiento debe protegerse no sólo durante la aplicación sino también durante el transporte y la instalación.

Los tubos de acero pesados ​​pueden dañar sus revestimientos si se colocan directamente sobre superficies inadecuadas o se manipulan con equipos de elevación inadecuados. Soportes protectores, eslingas adecuadas y procedimientos de manipulación controlados pueden reducir el riesgo de daños al revestimiento.

El estado del revestimiento debe comprobarse después del transporte y antes de la instalación.

Importancia del almacenamiento adecuado

Las tuberías revestidas deben almacenarse de forma que se eviten daños innecesarios al revestimiento. Las tuberías deben estar adecuadamente apoyadas y separadas cuando sea necesario.

La exposición-a largo plazo a condiciones ambientales inadecuadas también puede afectar a los materiales según el diseño del revestimiento y el grado de PE. Por lo tanto, los procedimientos de almacenamiento deben seguir los requisitos del proyecto y las recomendaciones del fabricante del recubrimiento.

Elegir los materiales 3LPE adecuados

SeleccionandoMateriales anticorrosión para tuberías de acerorequiere más que elegir FBE, adhesivo y PE individualmente. Los tres materiales deben ser compatibles y adecuados para las condiciones de servicio esperadas.

Los factores importantes incluyen:

• Grado de acero de la tubería
• Diámetro de la tubería
• Grosor de la pared
• Temperatura de funcionamiento
• Condiciones del suelo
• Exposición al agua
• Método de instalación
• Espesor de revestimiento requerido
• Requisitos de protección mecánica.
• Normas aplicables
• Entorno de servicio esperado

El sistema de recubrimiento debe calificarse para la aplicación prevista antes de su plena producción.

Normas aplicables

ISO 21809-1:2018 es una importante norma internacional que cubre los revestimientos externos-de polietileno y polipropileno de tres capas-aplicados en plantas para tuberías de acero sin costura y soldadas enterradas o sumergidas utilizadas en sistemas de transporte de tuberías de petróleo y gas natural.

También se pueden especificar otros estándares según el proyecto, el país, el servicio de tubería y los requisitos del cliente. La especificación actual del proyecto siempre debe determinar qué estándar y edición se aplican.

Conclusión

Materiales anticorrosivos para tuberías de acero 3LPEProporcionar un enfoque multi-capa para proteger las tuberías de acero contra la corrosión y los daños mecánicos. El sistema combina tres materiales complementarios: FBE como primera capa, adhesivo como segunda capa y polietileno como tercera capa.

La capa de FBE proporciona una fuerte adhesión y una importante barrera contra la corrosión. El adhesivo conecta las capas de epoxi y polietileno, mientras que la capa exterior de PE proporciona protección mecánica y resistencia a la humedad y la abrasión. Juntas, estas capas crean un sistema de protección externo duradero para muchas aplicaciones de tuberías enterradas y sumergidas.

Sin embargo, para un rendimiento exitoso, la calidad del material por sí sola no es suficiente. Son importantes la preparación adecuada de la superficie del acero, el control de la temperatura, la aplicación del recubrimiento, el control del espesor, la unión entre capas, la inspección, la detección de vacaciones, la manipulación y el almacenamiento.

cuando lo correctoRecubrimiento 3LPE for Steel Pipes se selecciona y aplica de acuerdo con los requisitos aplicables del proyecto, puede brindar protección confiable-a largo plazo y ayudar a reducir el mantenimiento relacionado con la corrosión-y los problemas de integridad de las tuberías.