При реализации многих трубопроводных проектов необходимо учитывать один ключевой фактор — коррозию. Срок службы и эффективность транспортировки современных промышленных стальных трубопроводов зачастую зависят от покрытия, нанесенного на их внутренние стенки.
Компания ALLLAND STEEL PIPE предлагает широкий спектр решений для нанесения внутренних защитных покрытий на трубы, включая жидкие эпоксидные составы, порошковые эпоксидные покрытия (FBE), покрытия для улучшения гидравлических характеристик (flow efficiency coatings) и цементно-песчаную изоляцию.
Руководствуясь философией «Мастерство работы со сталью — интеллектуальное производство ради будущего», компания ALLLAND STEEL PIPE самостоятельно разработала систему защиты от коррозии двойного действия, сочетающую технологию 3PE и катодную защиту, что позволяет продлить срок службы трубопроводов до 50 лет.
В данной статье рассказывается о том, как выбрать внутреннее покрытие для труб, и освещаются преимущества продукции ALLLAND STEEL PIPE.
Что такое внутреннее покрытие труб
Под внутренним покрытием труб понимается нанесение защитного или функционального материала на внутреннюю поверхность стальных труб — прежде всего для защиты от коррозии и продления срока их службы.
Это имеет решающее значение в таких отраслях, как транспортировка нефти и газа, водоснабжение и водоотведение, а также химическая промышленность, особенно применительно к таким видам стальных труб, как API 5L, LSAW, ERW и бесшовные трубы.
Распространенные виды внутренних покрытий труб
Различные виды внутренних покрытий труб имеют свои преимущества и недостатки с точки зрения коррозионной стойкости, пригодности для конкретных условий эксплуатации и стоимости.
Ниже представлены некоторые типы внутренних покрытий, широко используемых сегодня в промышленном секторе.
Эпоксидные внутренние покрытия
Типичный диапазон толщины покрытия: 200–1000 мкм
Жидкое эпоксидное покрытие (Liquid Epoxy Coating)
Жидкое эпоксидное покрытие представляет собой нанесение двухкомпонентного эпоксидного состава на внутреннюю поверхность стальной трубы методом распыления, кистевого нанесения или заливки с последующим отверждением при комнатной температуре либо при нагреве. После отверждения образуется защитный антикоррозионный слой.
Это одно из наиболее традиционных и гибких решений для внутренней защиты трубопроводов.
Данный тип покрытия особенно подходит для ремонта непосредственно на объекте и для деталей сложной формы, а также отличается сравнительно невысокой стоимостью.
Типичные области применения:
- трубопроводы для транспортировки воды;
- трубопроводы систем очистки сточных вод;
- восстановление и реконструкция трубопроводов;
- другие инженерные коммуникации.
Эпоксидное покрытие, наносимое методом порошкового наплавления (FBE, Fusion-Bonded Epoxy)
FBE-покрытие наносится методом электростатического распыления эпоксидного порошка на внутреннюю поверхность предварительно нагретой стальной трубы. Под воздействием температуры порошок плавится, растекается и полимеризуется, образуя плотное антикоррозионное покрытие с высокой адгезией.
В настоящее время FBE является одной из наиболее широко используемых технологий внутренней антикоррозионной защиты труб.
Данное покрытие сохраняет свои свойства в диапазоне температур от −30 °C до +100 °C, обладает превосходной стойкостью к коррозии и имеет гладкую поверхность, которая эффективно снижает гидравлическое сопротивление и повышает эффективность транспортировки среды.
Типичные области применения:
- внутрипромысловые нефтегазовые трубопроводы;
- магистральные газопроводы;
- трубопроводы питьевого водоснабжения (при наличии соответствующих санитарных сертификатов);
- химические трубопроводы;
- другие системы транспортировки агрессивных сред.
TPEP (трехслойное полиэтиленовое покрытие) — это, как правило, трехслойная композитная система, наносимая на внутреннюю поверхность стальных труб и состоящая из слоя эпоксидного покрытия (FBE), адгезионного слоя и финишного слоя из полиэтилена. Она сочетает в себе химическую стойкость эпоксидного покрытия к коррозии и механическую защиту, обеспечиваемую полиэтиленом.
Благодаря превосходным эксплуатационным характеристикам и комплексной системе защиты (внутренней и внешней), данное покрытие подходит для использования в условиях высокой коррозионной активности.
Типичные области применения: морские трубопроводы, эксплуатация в агрессивных грунтах, подземные водоводы и т. д.
Цементно-песчаное покрытие (ЦПП)
Типичный диапазон толщины: 6–20 мм
Цементный раствор наносится на внутренние стенки стальных труб методом центробежного распыления для образования щелочного защитного слоя. Высокая pH-среда цементного раствора пассивирует поверхность стальной трубы, предотвращая тем самым коррозию.
Этот тип внутреннего покрытия труб экономичен и прост в применении, что делает его подходящим для труб большого диаметра. Однако он обладает низкой устойчивостью к химической коррозии, а его толщина увеличивает собственный вес трубы.
Типичные области применения: крупномасштабные водопроводные трубы, дренажные трубы, ирригационные проекты и т. д.
Футеровка из полиэтилена/полипропилена (футеровка из ПЭ/ПП)
На внутреннюю поверхность труб из обычной углеродистой стали наносится слой термопластичного материала (методами холодной протяжки, ротационного формования или напыления), в результате чего образуется композитная конструкция со стальной внешней оболочкой и пластиковым внутренним слоем.
Такой тип внутреннего покрытия обеспечивает исключительную стойкость к химической коррозии, тем самым продлевая срок службы стальных труб.
Типичные области применения: трубопроводы для химических производств, транспортировка кислых и щелочных сред и т. д.
Полиуретановые покрытия для внутренних поверхностей
Полиуретановые покрытия представляют собой эластомерные покрытия, отличающиеся превосходной износостойкостью и гибкостью, что делает их идеальным решением для условий эксплуатации, сопряженных с интенсивным износом или требующих эластичности.
Они обеспечивают исключительную стойкость к износу и ударным нагрузкам, а также отличаются очень гладкой поверхностью.
Типичные области применения: трубопроводы для транспортировки пульпы, водоводы с высоким содержанием песка, высокоскоростные трубопроводы и т. д.
Руководство по выбору покрытия для внутренней поверхности труб
Таблица быстрого выбора по сценариям применения; при использовании данной таблицы учитывайте фактические условия эксплуатации.
| Область применения | Предпочтительное внутреннее покрытие труб | Альтернативное покрытие | Ключевые факторы |
| Магистральные газопроводы | FBE (порошковое эпоксидное покрытие) | Жидкое эпоксидное покрытие | Высокая адгезия, стойкость к воздействию при очистке трубопровода. |
| Системы сбора и транспортировки нефти (в т.ч. при наличии H₂S) | FBE | Эпоксидное покрытие со стеклянными чешуйками | Стойкость к кислотной коррозии. |
| Трубопроводы питьевой воды | FBE (гигиенического назначения) | Эпоксидное покрытие, CML (цементно-песчаное покрытие) | Наличие санитарно-гигиенического сертификата. |
| Трубопроводы для морской воды / морские трубопроводы | Эпоксидное покрытие со стеклянными чешуйками | FBE, стальные трубы с гуммированием (резиновым покрытием) | Стойкость к проникновению ионов хлора. |
| Химически агрессивные среды (сильные кислоты/щелочи) | Стальные трубы с футеровкой PP/PTFE | Винилэфирное покрытие со стеклянными чешуйками | Химическая стойкость. |
| Среды, содержащие шлам или песок | ПУ (PU) | UPE, армированный карбидом кремния | Высокая износостойкость. |
| Муниципальные сточные воды | Жидкое эпоксидное покрытие | Эпоксидное покрытие | Экономичность, стойкость к микробиологической коррозии (MIC). |
| Условия с отрицательным давлением | Стальная труба с футеровкой из ПЭ/ПП | Толстослойное покрытие FBE | Предотвращение пенообразования. |
| Высокотемпературные среды (>100°C) | Стальная труба с футеровкой из ПП | 3LPP, термостойкое покрытие FBE | Приоритет — термостойкость. |
Почему важен правильный выбор внутреннего покрытия
Какую среду будет транспортировать стальная труба? В каких условиях она будет эксплуатироваться? Каков срок её службы?
Эти факторы во многом зависят от внутреннего покрытия трубы. Неподходящее покрытие может привести к серьёзным проблемам в эксплуатации и увеличить затраты на протяжении всего жизненного цикла.
Риски коррозии трубопроводов
Незащищенные стальные трубы подвержены коррозии независимо от толщины их стенок.
Вещества, содержащиеся в транспортируемой среде — например, кислоты, сульфиды и соли (в высоких концентрациях), — могут вызывать непрерывное окисление, а также химическую и микробиологическую коррозию внутренних стенок труб.
Коррозия приводит к уменьшению толщины стенок и создает риски сквозного разрушения и утечек, делая трубы непригодными к эксплуатации всего за несколько лет.
Внутренние покрытия труб на основе эпоксидной смолы (FBE) или трехслойного полиэтилена (3LPE) создают химический барьер между стальной трубой и транспортируемой средой.
Компания Aolande не только поддерживает технологии внутреннего покрытия FBE и 3LPE, но и предлагает разработанную на собственном производстве систему антикоррозионной защиты двойного действия «3PE + катодная защита», способную продлить срок службы трубопроводов до 50 лет.
Повышенное энергопотребление
Эффективность трубопроводного транспорта — ключевой фактор, влияющий на энергопотребление. Гладкость внутренних стенок трубопровода напрямую определяет сопротивление потоку жидкости.
Высококачественные внутренние покрытия труб (например, эпоксидные) обеспечивают исключительную гладкость поверхности, тем самым снижая сопротивление потоку и позволяя существенно экономить электроэнергию или топливо.
Факторы, влияющие на чистоту среды
При транспортировке питьевой воды отсутствие защитного покрытия или использование покрытия ненадлежащего качества может привести к вымыванию ржавчины и ионов тяжелых металлов, загрязняя тем самым водные ресурсы.
Для обеспечения безопасности и качества воды крайне важно выбирать внутреннее покрытие (на основе эпоксидной смолы или цементного раствора), соответствующее санитарно-гигиеническим нормам.
Этот же принцип применим к пищевой и фармацевтической отраслям, где необходимо гарантировать, что покрытия не содержат загрязняющих веществ, а также не адсорбируют и не выделяют (не вымывают) какие-либо вещества.
Стоимость технического обслуживания
На этапе выбора материалов для проекта нельзя ориентироваться исключительно на цену, упуская из виду совокупную стоимость владения (затраты на протяжении всего жизненного цикла).
Использование дешевых покрытий низкого качества влечет за собой ряд проблем после ввода объекта в эксплуатацию: необходимость частого технического обслуживания, остановки производства для очистки трубопроводов и утечки, вызванные коррозией. Зачастую эти скрытые издержки в разы — а то и в десятки раз — превышают первоначальную «экономию».
При выборе подходящего внутреннего покрытия для труб решающее значение имеют долгосрочные преимущества.
Адаптироваться к местным условиям
Различные транспортируемые среды и внешние условия эксплуатации предъявляют к покрытиям существенно различающиеся требования. Пригодность покрытий необходимо оценивать с учетом специфики каждого конкретного проекта.
Воздействие высокотемпературных сред (например, тяжелой нефти или пара) может превысить температурный предел стандартных покрытий, приводя к их размягчению, вздутию или даже отслоению. Для таких условий эксплуатации можно выбрать покрытие типа 3LPP (трехслойный полипропилен), способное выдерживать температуры до 140°C.
Аналогичным образом, для морских условий, характеризующихся интенсивным проникновением ионов хлора и риском питтинговой коррозии, целесообразно рассмотреть применение покрытий 3LPE или эпоксидных порошковых покрытий, отличающихся высокой стойкостью к проникновению ионов хлора.
Ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе внутреннего покрытия труб
На рынке представлено множество видов внутренних покрытий для труб, и выбор подходящего покрытия является важнейшим решением при проектировании трубопроводов. Оно напрямую влияет на срок службы трубопровода, эффективность транспортировки, стоимость и безопасность.
Ниже приведены ключевые факторы, которые необходимо учитывать при практическом проектировании:
Тип транспортируемой среды
Химические свойства рабочей среды являются определяющим фактором при выборе материала внутреннего покрытия.
Содержит ли среда кислые газы, соли или твердые частицы солей? Необходимо учитывать такие параметры, как диапазон pH и температура.
Различные среды вызывают коррозию покрытия разной степени интенсивности. Приведенные ниже рекомендуемые типы внутренних покрытий труб носят справочный характер; на практике следует учитывать конкретные условия эксплуатации трубопроводной системы данного проекта.
Краткое руководство по выбору покрытия
| Тип рабочей среды | Риск коррозии | Требования к покрытию | Рекомендуемое внутреннее покрытие труб |
| Сырая нефть / Природный газ (с H₂S, CO₂) | Коррозия в сероводородсодержащей среде, коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) | Отличная химическая стойкость, низкая проницаемость | FBE, 3LPE |
| Рассол / Морская вода | Проникновение хлоридов, питтинговая коррозия | Высокая непроницаемость, стойкость к воздействию соляного тумана | FBE, эпоксидное покрытие со стеклянными чешуйками |
| Сильные кислоты / Щелочи (химические среды) | Химическая коррозия, набухание покрытия | Высочайшая химическая стойкость | Винилэфирное покрытие со стеклянными чешуйками, футеровка из ПТФЭ (PTFE) |
| Питьевая вода | Загрязнение ржавчиной, рост бактерий | Гигиенический сертификат, отсутствие вымывания веществ | Эпоксидное покрытие (сертификация NSF/ANSI 61), CML (цементно-песчаное покрытие) |
| Шлам / Буровой раствор (с песком) | Абразивный износ + коррозия | Высокая твердость, отличная износостойкость | Покрытие, армированное карбидом кремния (SiC), полиуретановый (PU) эластомер Подкладка |
Рабочая температура и давление
Температура является ключевым фактором, влияющим на эксплуатационные характеристики и срок службы внутренних покрытий труб.
| Рабочая температура | Требования к покрытию | Рекомендуемые покрытия |
| < 60°C | Стандартная защита от коррозии, широкий выбор | Эпоксидное покрытие, FBE, 3LPE |
| 60–100°C | Покрытия с умеренной термостойкостью | FBE, полиуретановое (PU) покрытие, модифицированное эпоксидное покрытие |
| 100–140°C | Специальные высокотемпературные покрытия | 3LPP, термостойкое FBE |
| > 140°C | Экстремально высокие температуры, требуется специальное исполнение | Стеклоэмалевое покрытие, керамическое покрытие, термостойкие полимеры |
Покрытия должны не только обеспечивать защиту от коррозии, но и выдерживать механические нагрузки, возникающие в процессе строительства или при воздействии различной техники; давление влияет как на адгезию, так и на долговечность.
| Высокое давление (>10 МПа) | FBE, жидкое эпоксидное покрытие | Тонкий слой, высокая адгезия, отсутствие риска отслоения покрытия. |
| Среднее давление (2,5–10 МПа) | FBE, эпоксидное покрытие со стеклянными чешуйками, стальная труба с футеровкой из ПП (PP) | Баланс между защитой от коррозии и стойкостью к давлению. |
| Низкое давление (≤2,5 МПа) | Стальная труба с футеровкой из ПЭ (PE), CML, эпоксидное порошковое покрытие | Экономическая эффективность, выбор зависит от типа рабочей среды. |
| Вакуум / Отрицательное давление | Стальная труба с футеровкой из ПЭ/ПП (PE/PP), толстослойное покрытие FBE | Высокая стойкость к образованию вздутий при отрицательном давлении. |
Ожидаемый срок службы
Вопрос совокупных затрат на трубопроводы в течение всего жизненного цикла часто упускается из виду на начальном этапе выбора решений для многих проектов.
При выборе защитного покрытия необходимо учитывать факторы, связанные со сроком службы и экономической эффективностью, — например, проектный срок эксплуатации объекта и чувствительность к расходам на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.
Соответствие стандарту
В различных отраслях, странах и регионах действуют специфические нормативные требования и стандарты, касающиеся покрытий для трубопроводов. Мы обязаны выбирать покрытия, соответствующие этим стандартам.
Компания ALLLAND обладает сертификатами API и ISO, а также аккредитациями CE и CNAS, что подтверждает соответствие наших внутренних покрытий таким международным стандартам, как API RP 5L2 и ISO 15741.
| API RP 5L2 | Одна из важнейших рекомендуемых спецификаций для внутренних покрытий трубопроводов (нефтегазовая промышленность). |
| SY/T 0315 | Для покрытий из эпоксидного порошка (FBE). |
| GB/T 23257 | Защита от коррозии стальных труб, укладываемых в грунт. |
| SY/T 0457 | Технические условия на антикоррозионные покрытия стальных труб. |
| GB/T 17219 | Гигиенические требования и требования безопасности к материалам и трубопроводам систем питьевого водоснабжения. |
| EN 10301 | Эпоксидное покрытие для внутренних и наружных поверхностей стальных труб. |
| EN 10298 | Общие требования к покрытиям труб. |
| NSF/ANSI 61 | Один из важнейших международных сертификатов для материалов, контактирующих с питьевой водой. |
Применение внутренних покрытий для труб
Технология нанесения внутренних покрытий на трубопроводы достигла высокого уровня зрелости и в настоящее время широко применяется в различных отраслях промышленности.
Нефтегазовая промышленность
Нефте- и газопроводы — одна из наиболее распространенных и технически сложных сфер применения внутренних защитных покрытий. Транспортируемые по ним среды — это преимущественно сырая нефть и природный газ, часто содержащие коррозионно-активные компоненты.
К таким трубопроводам относятся, в частности, промысловые трубопроводы, магистральные нефте- и газопроводы, а также подводные трубопроводы.
Такие типы покрытий, как FBE (порошковое эпоксидное покрытие), эпоксидное покрытие с чешуйчатым стеклом и 3LPP (трехслойное полипропиленовое покрытие), эффективно противостоят коррозионному воздействию транспортируемых сред и обеспечивают надежную эксплуатацию в условиях высоких температур или высокого давления.
Отрасль муниципального водоснабжения и водоотведения
Муниципальные трубопроводы систем водоснабжения и водоотведения играют ключевую роль в обеспечении здоровья населения и экологической безопасности; к ним предъявляются строгие требования в отношении гигиенических норм и долговечности внутренних защитных покрытий.
Поскольку трубопроводы предназначены для транспортировки питьевой воды, используемые для их внутренней защиты материалы должны соответствовать гигиеническим стандартам — например, это могут быть покрытия из эпоксидного порошка (FBE) пищевого класса, эпоксидно-пластиковые покрытия или цементно-песчаные покрытия.
Муниципальные дренажные и канализационные трубы
Для трубопроводов такого типа, транспортируемая среда в которых может содержать коррозионно-активные вещества (например, H₂S), микроорганизмы и взвешенные частицы,
рекомендуется использовать эпоксидные покрытия с чешуйчатым стеклом, полиуретановые покрытия или пластиковые трубы с эпоксидным покрытием для предотвращения микробиологически индуцированной коррозии (MIC) и эрозионной коррозии.
Трубы для систем противопожарной защиты
Пожарные трубопроводы, как правило, длительное время находятся в статичном состоянии, однако периодически подвергаются воздействию высокого давления.
Для предотвращения статической коррозии и образования отложений, вызывающих засорение, может применяться эпоксидное покрытие или традиционное цинкование.
Химическая и промышленная отрасли
Рабочие среды, транспортируемые по трубопроводам химической промышленности, отличаются сложным составом, что предъявляет исключительно высокие требования к стойкости внутреннего покрытия к химической коррозии.
К основным сферам применения относятся технологические трубопроводы химических производств, трубопроводы энергетического сектора, а также объекты черной и цветной металлургии; в этих условиях необходим подбор внутренних покрытий (на основе винилэфирных смол с чешуйчатым стеклом, футеровка полипропиленом или ПТФЭ, полиуретан и т. д.), способных эффективно противостоять сильной химической коррозии и высокотемпературному окислению.
Ваш надежный поставщик покрытий для внутренней поверхности труб
Невозможно переоценить важность внутренних покрытий для труб, поэтому выбор надежного производителя таких покрытий имеет решающее значение.
Компания ALLLAND STEEL PIPE предлагает широкий спектр решений по нанесению внутренних покрытий, включая FBE, TPEP, внутренние и внешние полимерные покрытия, а также покрытия типов 2LPE/3LPE/2LPP/3LPP.
Мы обеспечиваем неизменно высокое качество продукции на всех этапах — от сырья до готовых изделий — и предлагаем гибкие решения по нанесению покрытий, адаптированные к потребностям заказчика.
Наш завод располагает пятью линиями по нанесению антикоррозийных покрытий общей производственной мощностью 4 миллиона квадратных метров в год и способен выполнять нанесение внутренних покрытий на трубы большого диаметра (от 48 мм до 3200 мм).
Наш производственный комплекс отличается масштабностью и высоким уровнем автоматизации; среди наших клиентов — участники таких стратегически важных национальных проектов, как газопровод «Запад — Восток» и газопровод «Сила Сибири» (восточный маршрут поставок газа из России в Китай).
Наша «Пятимерная система контроля качества ALLLAND» обеспечивает прослеживаемость на всех этапах производства — от сырья до готовой продукции, — гарантируя стабильно высокое качество покрытий.
Благодаря передовым производственным возможностям компании ALLLAND STEEL PIPE, наши стальные трубы с внутренним покрытием уже более 20 лет успешно применяются в проектах по всему миру, включая газопровод «Запад — Восток», восточный маршрут поставок газа из России в Китай и российский проект «Арктик СПГ-2».
Надежность продукции ALLLAND STEEL PIPE подтверждена опытом участия в прошлых и текущих проектах и продолжает неуклонно расти.
