پوشش های کنترل کننده خوردگی

بسپار/ ایران پلیمر سیستم­های کنترل خوردگی  برای محافظت از تمام ابزار و دارایی­های با ارزش استفاده می­شوند. نگهداری و تعمیر صنعتی پوشش­های محافظتی برای حفاظت از زیربناهای داخلی و خارجی در برابر خوردگی، سایش، گرمای شدید، مواد شیمیایی و تخریب در اثر تابش فرابنفش طراحی شده اند. این سیستم­های پوششی کنترل خوردگی بطور معمول در مناطق شدید مانند گرمای بیش از حد، آب نمک و دیگر محیط­ها مانند نفت، گاز، مواد شیمیایی، زیرساخت­ها و بخش ­های انرژی استفاده می­شوند.

با این­که این پوشش­ها به سبب ویژگی کنترل خوردگی بسیار ارزشمندند، با این­حال مشتریان به یک ظاهر نهایی زیبا نیز نیاز دارند.

شرکت AkzoNobel دارای طیف وسیعی از محصولات برای کنترل خوردگی است. مدیر بازاریابی این مجموعه گفته است: بیش­تر محصولات ما بر پایه فناوری رزین اپوکسی دو جزئی و برای پوشش مستقیم روی فلزات هستند. ما هم­چنین اپوکسی غنی از روی( زینک ریچ) یا آستری­ های روی معدنی داریم که خواص ضدخوردگی بسیار خوبی دارند. این­ها بطور معمول از سه بخش تشکیل شده ­اند که شامل آستری اپوکسی غنی از روی، اپوکسی میانی و لایه رویه برای مثال پلی یورتان است. در مواردی که مقاومت سایش یا ضربه مطرح باشد، ما پوشش اپوکسی پرسازند که شامل رنگدانه ورقه ای شیشه­ای است را پیشنهاد می­دهیم.

مدیر بخش پتروشیمی جهانی PPG می­گوید: ترکیب آستری اپوکسی غنی از روی، اپوکسی میانی و رویه پلی یورتان می­توانند برای محافظت از خوردگی استفاده شوند. مهم است که انواع شرایط عملیاتی( غوطه­ وری، اتمسفری و …)، زیرآیند­ها( آهنی، غیرآهنی، بتن و …) و شرایط محیطی( دما، رطوبت و …)در نظر گرفته شود.

هنگام انتخاب یک پوشش محافظتی ضد خوردگی، عوامل زیادی وجود دارند که باید لحاظ شوند.

عواملی مانند مقاومت سایش، ضربه و شیمیایی، بسیار مهم هستند. هم­چنین در برخی از کاربردهای خطوط لوله و سازه ­های دریایی، سازگاری با سازوکار حفاظت کاتدی ضروریست. پارامتر دیگری که باید درنظر گرفته شود، دمای کار فولاد پوشش داده شده است. ظاهر پوشش نیز حائز اهمیت است، چرا که  برخی از مشتریان، پوششی را می­خواهند که رنگ یا براقیت خود را حفظ کنند، بنابراین بسته به کاربری نهایی پوشش معمولا لایه نهایی را از پوشش­های بادوام تر استفاده می­کنند. پارامتر­های مهم دیگر می­توانند شامل زمان خشک شدن، درصد جامد یا میزان مواد فرار،خصوصیات کاربری و نوع اعمال( غلتک/قلمو) باشد.

آماده­ سازی سطح هنگام استفاده از پوشش­های کنترل خوردگی بسیار حائز اهمیت است. این نوع از پوشش­ها معمولا توسط نیروی ماهر و آموزش دیده اجرا می­شوند.

Fletcher می گوید: اگر آماده­سازی سطح ضعیف باشد، پوشش نهایی خوب نخواهد بود.کیفیت آماده­سازی سطح تعیین خواهد کرد که پوشش چه مدت روی فولاد خواهد ماند. بطور ایده آل رطوبت سطح فولاد باید از بین برود، زنگ زدگی­ها باید برداشته شده و سطح با سمباده سابیده شود.  روش­های دیگر آماده­سازی مانند سمباده سیمی نیز وجود دارد اما عملکرد پوشش روی فولاد به خوبی ساینده پاششی نخواهد بود.

Ojedaمی گویدآماده سازی سطح کلید حصول چسبندگی مناسب و حذف هر آلاینده ای است که می­تواند عملکرد پوشش نهایی را تحت تاثیر قرار دهد. با این­حال محصولاتی هستند که سطوح مقاومی در برابر آماده سازی داشته و اجازه آماده سازی حداقلی را می­دهند و هنوز هم می­توانند از حفاظت کافی برخوردار باشند.

مشتریان به هنگام انتخاب سامانه ­های ضد خوردگی به دنبال انواع ویژگی­های عملکردی هستند. Fletcher می گوید: همه مشتریان می­خواهند زمان اولین تعمیر پوشش تا حد امکان طولانی باشد. به طور معمول، بیش­ترین انتظارات نگهداری و تعمیر حداقل 15 سال پس از کاربرد پوشش است اما برای برنامه­های تعمیر و نگهداری مشتریان تقریبا 5 سال، بسته به سطح و کیفیت آماده سازی سطح می­تواند موردنیاز باشد.

مجریان پوشش­ها به دنبال محصولاتی هستند که قیمتی رقابتی داشته و به راحتی اعمال شوند.

فن­آوری جدید

Ojedaمی گوید: ما شاهد توسعه و پیشرفت ­های جدیدی در آستری ­هایی هستیم که حفاظت کاتدی و هم­چنین اپوکسی­ هایی که مقاوم­تر هستند، فراهم کنند.

بیش­تر فناوری­ها براساس فرمولاسیون­های جدید بر پایه اپوکسی است. فن­آوری های جدیدی در مورد عامل­های پخت بر پایه گروه­های آمینی وجود دارد. Polyaspartic  نمونه ای از شیمی نوین است که سرعت پخت بالا با محتوای فرار غیر سمی کم را برای کاربرد­های خودرویی فراهم می­کند.

حفاظت از خوردگی ناشی از شرایط جوی در مخازن ساحلی

هدف یک پوشش نوین، فراهم آوردن یک راه حل دراز مدت برای مبارزه با خوردگی سازه­های پتروشیمی در مخازن ساحلی است.

در صنایع نفت و گاز، حفاظت از سازه­های فولاد کربنی در برابر خوردگی یک مسئله چالشی در تمام جهان و از جمله چین است، این مسئله بخصوص در سواحل که در معرض رطوبت بالا و هوای نمکی اقیانوس­ها قرار دارند، تشدید می­شود.

این مشکل از این حقیقت ناشی می­شود که بسیاری از پالایشگاه­ها و تاسیسات پتروشیمی از جمله مخازن و تجهیزات فرآیندی، در نزدیکی بنادر وجود دارند تا ذخیره سازی و انتقال محصولات خام و فرآوری شده را تسهیل بخشند.

اقدامات پیشگیرانه معمول، استفاده از پوشش­های با خواص سدگری است که هرچند سال یکبار در این مناطق به کار می­روند. این پیشنهاد که سطح تجهیزات نفت و گاز مرتب تمیز و آماده شده و چند لایه پوشش اعمال شود، می­تواند برای این صنایع پر هزینه و مخرب باشد. با این­حال و علیرغم نگهداری و تعمیر پر هزینه، خوردگی بیش از حد فولاد کربنی می­تواند منجر به نشت، آتش سوزی و حوادث غیر قابل جبران شود.

در حال حاضر راه حل نوآورانه، ارائه یک راه حل بلند مدت برای مقابله با خوردگی ناشی از شرایط جوی است که خرابی ­های تولیدی به حداقل رسیده و ایمنی افزایش یابد.

حفاظت سازه­ های ساحلی در برابر خوردگی

شهر بندری نینگبو از شرق با دریای چین و از سمت شمال با خلیج Hangzhou احاطه شده است و از همین رو دارای آب و هوای بسیار مرطوب و نمکی است که برای چند دهه سبب خوردگی و بروز مشکل در تجهیزات پتروشیمی منطقه می­شود.

در این شرایط، یک شرکت ذخیره سازی شروع به حفاظت از دارایی­های خود در برابر خوردگی نمود. با این­حال خوردگی روی تجهیزات فولاد کربنی بسیار شدید بود.

روش­های سنتی حفاظت، مانند بکارگیری پوشش­های پلیمری و لاستیکی، بی اثر بود و بلافاصله پس از اعمال، اثر خود را از دست می­دادند.

در حالیکه این روش­ها مانند یک مانع فیزیکی در برابر عوامل تشدید کننده خوردگی مانند آب و اکسیژن از زیرآیند­های فولادی بودند، اما این کار تا زمانی انجام می­شد که پوشش دچار خراش و یا تخریب نمی­شد و در نتیجه محصولات خوردگی وارد فضای خالی ایجاد شده بین پوشش و زیرآیند نمی­شدند. بعد از آن در واقع پوشش مانند یک گلخانه، آب و اکسیژن و بقیه عوامل خوردگی را به دام انداخته و اجازه می­دادند تا خوردگی گسترش یابد.

بخاطر این شرایط سخت، شرکت به دنبال یافتن یک راه حل بهتر، به پوشش معدنی با نام EonCoat از شرکتی با همین نام در کارولینای شمالی برخورد که برای استفاده در یک پروژه حفاظتی استفاده شده بود. EonCoat  رده جدیدی را در سختی، پیوند شیمیایی فسفات سرامیکCBPC  (که متوقف کننده خوردگی بودند)، سهولت در کاربرد و کاهش زمان تولید ارائه داد.

در مقابل پوشش­های پلیمری سنتی که در صدر قرار دارند، پوشش­های مقاوم خوردگی CBPC از طریق انجام واکنش شیمیایی با زیرآیند و اکسیداسیون جزئی سطح، بهبود پیدا می­کند و تشکیل یک لایه اکسیدی می­دهند. این شرکت گزارش داد که این محصول راه نفوذی که عوامل تشدید کننده خوردگی مانند اکسیژن و رطوبت در رنگ­های سنتی را دارند، غیر ممکن می­کند.

با اینکه پوشش­های پلیمری سنتی به صورت مکانیکی با زیرآیند پیوند برقرار می­کنند، اما اگر آسیب ببینند، رطوبت و اکسیژن می­توانند از تمام نقاط آسیب دیده فیلم پوششی به زیر پوشش برسند.

در مقابل، همان آسیب به پوشش­های سرامیکی باعث انتشار خوردگی در تاسیسات نفت و گاز نمی­شود چرا که سطح فولاد کربنی به آلیاژ اکسید پایدار تبدیل می­شود. زمانی هم که سطح فولاد پایدار است( مانند فلزات نجیب، طلا و نقره که پایدارند)، دیگر با محیط و عوامل محیطی واکنش نمی­دهد و خورده نمی­شود.

در تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز کاملا قابل مشاهده بود که پوشش EonCoat  اجازه ایجاد ترک بین پوشش و زیرآیند را نمی­دهد زیرا پیوند شیمیایی به پیوند مکانیکی ترجیح داده شده است. از آنجایی که هیچ فضای خالی در پوشش وجود ندارد، حتی اگر رطوبت بخاطر آسیب در پوشش به سطح فولاد برسد، لذا هیچ مکانی برای مهاجرت و نفوذ بیش­تر رطوبت وجود نخواهد داشت. این پوشش بطور موثری خوردگی ناشی از شرایط جوی در مخازن ساحلی و تجهیزات پتروشیمی را متوقف کرد.

عامل ممانعت کننده از خوردگی، پوسته سرامیک است که در برابر خوردگی، آتش، آب، سایش، مواد شیمیایی و حرارت تا دمای 400 درجه فارنهایت مقاوم است. علاوه بر این، پوسته سرامیک نقش منحصر بفردی در پایان دادن به هزینه­های سنگین نگهداری و تعمیر با دوره­ های زمانی کوتاه این قبیل پوشش­ها( با نقش سد کنندگی) دارند.

Merrick Alpert رئیس شرکت EonCoat توضیح داد: در تجهیزات پتروشیمی و مخازن ذخیره سازی، اگر پوسته سرامیک و لایه آلیاژی ترک بردارد، پوسته سرامیکی بعنوان مخزن فسفات مداوم، سطح فولاد را مجددا بازسازی می­کند.

مدیران عملیات نفت و گاز یا مهندسان خوردگی که به دنبال کاهش هزینه هستند، در جستجوی مزایای بیش­تری برای پوشش­های CBPC مانند EonCoat فراتر از مقاومت در برابر خوردگی هستند.

برای مثال، یکی از راه­هایی که دولت چین برای کاهش اثرات منفی آلودگی هوا به کار برد، جایگزین کردن پوشش­های سبز مانند CBPC بود چون این پوشش­ها معدنی و غیر سمی، بدون مواد فرار آلی مضر و بدون بو هستند. این بدان معنی است که پوشش­های غیرقابل اشتعال را می­توان با خیال آسوده در فضاهای محدود بکار برد.