Как всъщност работи повърхностното пясъкоструене на стоманени тръби?

Подготовката на повърхността рядко привлича вниманието, което заслужава в разговорите за снабдяване със стоманени тръби, но въпреки това е може би най-големият определящ фактор за това дали системата за покритие издържа проектния живот на тръбопровода или се проваля в рамките на няколко години. Тази част разглежда конкретно абразивното бластиране - механичният процес, който подготвя повърхността на тръбата за действително свързване с FBE, 3PE или всяка друга покривна система.

3PE стоманена тръба против -корозия

Слепена епоксидна LSAW тръба

FBE LSAW тръба

Покритието не се залепва към стоманата чрез обикновен контакт - то се свързва механично и химически с каквото и състояние на повърхността да е нанесено. Нагар, ръжда, остатъци от масло и дори фин прах между стоманата и покриващия слой действат като бариера, която предотвратява правилното залепване.

Независими проучвания в индустрията за покрития последователно приписват по-голямата част от преждевременните повреди на покритието на неадекватната подготовка на повърхността, а не на самия материал на покритието. Висококачествена система FBE или 3PE, нанесена върху неправилно бластирана повърхност, ще се представи по-слабо от покритие от среден-клас, нанесено върху правилно подготвена - стъпката за подготовка на повърхността определя тавана на всичко, което я следва.

Ето защо спецификациите за подготовка на повърхността съществуват като собствена договорна позиция, отделна от спецификацията на покритието. Поръчаната тръба може да изпълни всички химически и механични изисквания в стандарта си за стомана и все още да не работи, ако стъпката на бластиране преди нанасяне на покритие е била прибързана или не е-специфицирана.

Абразивното бластиране работи на ясен физичен принцип: задвижване на твърди частици с висока скорост срещу стоманената повърхност за механично отстраняване на котлен камък, ръжда и стари остатъци от покритие, като същевременно нагрубява голата стомана, за да създаде профил на повърхността, в който новото покритие може да влезе.

Сгъстен, без{0}}маслен въздух задвижва абразива през дюзата при скорости обикновено в диапазона 60–110 m/s. При модерните линии за производство на тръби това не е ръчна операция с оператор, който движи тръбата - повечето мелници прекарват тръбата през затворена, въртяща се камера от типа-колелабратор, където множество струйни колела или дюзи работят непрекъснато, докато тръбата минава през нея, давайки постоянен 360-градусов резултат, а не променливостта на ръчното бластиране.

Не всички абразиви са взаимозаменяеми и изборът засяга както резултата от почистването, така и профила на повърхността, който остава след себе си:

• Стоманен пясък- ъглови частици, които режат агресивно и създават остър, ъглов профил на повърхността; предпочита се, когато максималното механично закрепване за покритието е приоритет
• Стоманен изстрел- заоблени частици, които почистват ефективно, но оставят по-гладък, по-заоблен профил; често се смесва с песъчинки, за да балансира скоростта на почистване спрямо остротата на профила
• Медна шлака и въглищна шлака- минерални абразиви- за еднократна употреба, често срещани там, където рециклирането на стоманени среди не е практично; обикновено произвеждат по-нисък, по-малко ъглов профил от стоманените медии
• Гранат- по-твърд, ниско{1}}прахов минерален абразив, използван там, където консистенцията на профила и ниското съдържание на свободен силициев двуокис имат значение, включително в затворени условия,-чувствителни към околната среда
• Алуминиев оксид- фин, твърд абразив, използван за по-леки почистващи задачи или където се изисква по-фина повърхност, а не агресивен профил

Стоманените песъчинки и сачми доминират в индустриалните линии за нанасяне на покритие на тръби, тъй като носителят е магнитно възстановяем и използваем многократно, което поддържа широко{0}}мащабните операции икономични - минералните абразиви обикновено са запазени за-докосване на място или съоръжения без система за възстановяване.

Чистотата се класифицира, а не бинарно - тръбата може да бъде „взривена“ и пак да не отговаря на степента, която действително изисква спецификацията на покритието.

Еквивалентните обозначения на SSPC (съответно SP7, SP6, SP10, SP5) описват същите четири нива съгласно стандартната система на Северна Америка. Повечето спецификации за покритие на тръбопроводи заFBEили3PEизисквайте Sa2.5 като основно изискване, като Sa3 е запазено за високо-производителни или силно корозивни работни среди, където всяко остатъчно оцветяване е неприемливо. Посочването на „пясъкоструен“ без посочване на степен оставя действителния резултат за чистота на преценката на оператора на бластиране, а не на проверим стандарт.

Чистотата и профилът са два отделни резултата от един и същ процес и двата имат значение независимо един от друг. Профилът на повърхността се отнася до пиковата-до-грапавина, която бластирането оставя след себе си - обикновено измерено в микрометри или мили -, което придава на покритието механичен ключ за захващане, а не гладка повърхност, към която може да се залепи само химически.

Твърде плиткият профил лишава покритието от механично закрепване, което води до разцепване при напрежение или термичен цикъл. Твърде дълбокият профил оставя върхове, които могат да пробият тънък покривен филм, създавайки празници (дупки) в точните точки, предназначени да предпазват стоманата. Производителите на покрития публикуват целеви диапазон на профила за всеки продукт - обикновено 50–100 микрометра за FBE системи - и параметрите на бластиране (тип абразив, размер, въздушно налягане, време на престой) са настроени да достигнат този диапазон, вместо просто да бластират, докато повърхността изглежда чиста.

• Открито (преносимо) взривяване- ръчна-работа с дюза, използвана за полеви-докосване, ремонти и малки-партиди или артикули с неправилна-форма; качеството на резултата зависи силно от техниката и последователността на оператора
• Системи за взривна стая/шкаф- затворена камера, където операторите бластират части със задържан прах и пълно възстановяване на абразив; използва се за групова обработка на фитинги, фланци и по-къси тръбни секции
• Автоматизирани тръбопроводи за колелабратори- тръба преминава непрекъснато през камера с множество центробежни взривни колела, разположени така, че да покриват цялата обиколка; това е стандартният метод за предварителна обработка-на линия за нанасяне на покритие, защото осигурява равномерно покритие и профил при скорост на производство, като абразивът непрекъснато се възстановява, пресява и рециркулира

Линиите-за нанасяне на FBE и 3PE покрития са изградени около този автоматизиран подход, специално защото ръчното бластиране въвежда променливост на повърхността, която непрекъснатият процес на нанасяне на покритие не може да толерира в мащаб.

Проверката на качеството на взрива не е визуална преценка в правилно управлявано съоръжение - то разчита на измерими проверки:

• Визуални компаратори- стандартни фотографски референции (съгласно ISO 8501-1 или SSPC-VIS), използвани за сравняване на бластирана повърхност с определената степен на чистота при подходящо осветление
• Повърхностни профилни габарити- игла-тип профилометър или реплика на лентов метод измерва височината на пика-до-вдлъбнатина спрямо целевия диапазон на производителя на покритието
• Тестване на прах и замърсяване- чувствителен на натиск тест за повдигане на лента или -продухване с въздух потвърждава, че остатъчните нива на прах са в рамките на толеранса за нанасяне на покритието
• Изследване на разтворима сол- измерватели на проводимост или комплекти за тестване на пластири откриват повърхностно замърсяване с хлорид, което може да причини образуване на мехури на покритието (осмотично образуване на мехури) дори върху визуално чиста, правилно профилирана повърхност

Пропускането на проверката за замърсяване със сол е често срещан пропуск - повърхността може да премине визуална проверка за чистота и проверка на профила, докато все още съдържа достатъчно разтворим хлорид, който да причини преждевременна повреда на покритието месеци на експлоатация.

• Флаш ръжда- повърхностно окисление, което започва в рамките на часове след бластиране във влажни условия, преди да се нанесе покритието; забавянето между бластирането и нанасянето на покритие е критичен прозорец на процеса, а не удобство за планиране
• Под-взривяване- недостатъчно време на престой или износени абразивни листа, котлен камък или остатъци от ръжда, най-често в краищата на тръбите или заваръчните шевове, където геометрично по-трудно се постига покритие от струя
• Над{0}}взривяване- прекомерна дълбочина на профила от прекалено голям абразив или прекомерно налягане, рискуващо пробиване на покритието в пиковите точки
• Вграден абразив- фрагменти от медия, заседнали в стоманената повърхност, обикновено от абразив, който се е разградил прекомерно чрез многократно рециклиране без подходящо пресяване
• Непостоянен профил по тялото на тръбата- неравномерно износване на колелата или неправилно подравнени дюзи на автоматизирана линия, даващи градиент на профила, а не равномерен резултат

Различните системи за покритие определят различни изисквания за бластиране и третирането на "бластиране до Sa2.5" като универсален отговор пропуска точката, че всяко покритие има свой собствен оптимум:

• Покритията FBE обикновено изискват минимум Sa2,5 със строго контролиран профил от 50–100 микрометра, тъй като FBE разчита в голяма степен на механично закрепване за адхезия
• 3PE системите изискват подобна степен на чистота, но често определят малко по-груб профил, за да помогнат на адхезивния слой да влезе в стоманата под полиетиленовото горно покритие
• Галванизирането обикновено не използва абразивно бластиране като основна подготовка - ецване в киселина е стандартният начин - въпреки че бластирането може да се използва преди дуплексните системи, комбиниращи поцинковане с горно покритие

Купувачите, които определят система за покритие, без да потвърдят изискването за бластиране, което върви с нея, оставят критична променлива на стандартната практика на апликатора, а не проверена спецификация.

Абразивното бластиране генерира значително количество прах във въздуха и, в зависимост от вида на абразива, може да доведе до рискове от експозиция на вдишващ се кристален силициев диоксид за операторите. Затворените автоматизирани системи с прахоулавяне се предпочитат не само заради постоянството на качеството на повърхността, но и защото ограничават това излагане много по-ефективно от откритото бластиране. Отработеният абразив и събраният прах също изискват правилно изхвърляне или рециклиране, особено когато отстраненият материал включва стари остатъци от покритие или бои,-съдържащи тежки метали от ремонт и поддръжка, а не от производство на нови тръби. Съоръженията, работещи съгласно признати системи за управление на околната среда и безопасността на труда, обикновено документират нивата на възстановяване на абразивите и контрола на емисиите на прах като част от тяхната стандартна оперативна процедура, а не като еднократно-упражнение за съответствие.

Интервалът между бластирането и нанасянето на покритие е детайл от спецификацията сам по себе си, а не просто предпочитание за планиране. Във влажни или крайбрежни условия прясно бластираната стомана може да започне да показва видима светкавична ръжда в рамките на два до четири часа; при сухи условия този прозорец може да продължи до пълна смяна или повече. Спецификациите на покритието обикновено определят максимално допустимото забавяне и превишаването му означава, че повърхността вече не отговаря на степента на чистота, до която е била бластирана -, въпреки че междувременно не е направено нищо по нея.

Това е практическата причина линиите-за нанасяне на покрития да се изграждат като непрекъсната последователност, а не като отделни операции: тръбата се придвижва от камерата за бластиране директно в станцията за нанасяне на покритие в рамките на минути, елиминирайки почти напълно прозореца за ръжда. -Нанесените на място покрития и ремонтните дейности не разполагат с този лукс, поради което теренните екипи са обучени да нанасят покритие в рамките на строго контролиран прозорец след бластиране, понякога повторно -проверявайки степента на чистота непосредствено преди нанасянето, вместо да разчитат на първоначалната бластна инспекция.

Когато прозорецът е пропуснат, единственото правилно решение е повторно -бластиране, а не просто избърсване на повърхността или приемане на леко повърхностно окисляване като козметика. Повторното -бластиране изразходва абразив, добавя време за цикъл и на производствена линия забавя цялата партида зад себе си -, поради което реалистичният график между станцията за бластиране и станцията за нанасяне на покритие се третира като параметър за контрол на процеса на добре-работещи линии, а не като последваща мисъл, попълнена след факта.

Подготовката на повърхността изглежда като предварителна стъпка в графика на проекта, но на практика това е променливата, която определя дали всеки долар, похарчен за системата за покритие след това, наистина се изплаща в експлоатационния живот.