Propósito de los materiales de recubrimiento
Recubrir la superficie externa de las tuberías de acero es crucial para prevenir la oxidación. La oxidación en la superficie de las tuberías de acero puede afectar significativamente su funcionalidad, calidad y apariencia. Por lo tanto, el proceso de recubrimiento tiene un impacto considerable en la calidad general de los productos de tubería de acero.
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Requisitos para los materiales de recubrimiento
Según las normas del Instituto Americano del Petróleo (API), las tuberías de acero deben resistir la corrosión durante al menos tres meses. Sin embargo, la demanda de periodos de protección contra la corrosión más largos ha aumentado, y muchos usuarios exigen una resistencia de 3 a 6 meses en condiciones de almacenamiento a la intemperie. Además del requisito de durabilidad, los usuarios esperan que los recubrimientos mantengan una superficie lisa y una distribución uniforme de los agentes anticorrosivos sin saltos ni goteos que puedan afectar la calidad visual.
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Tipos de materiales de recubrimiento y sus ventajas y desventajas
En las redes de tuberías subterráneas urbanas,tubos de aceroSe utilizan cada vez más para el transporte de gas, petróleo, agua y otros productos. Los recubrimientos para estas tuberías han evolucionado desde los tradicionales materiales asfálticos hasta resinas de polietileno y resinas epoxi. El uso de recubrimientos de resina de polietileno comenzó en la década de 1980 y, con diversas aplicaciones, los componentes y los procesos de recubrimiento han experimentado mejoras graduales.
3.1 Recubrimiento de asfalto de petróleo
El revestimiento asfáltico derivado del petróleo, una capa anticorrosiva tradicional, consiste en capas de asfalto derivado del petróleo, reforzadas con fibra de vidrio y una película protectora externa de cloruro de polivinilo. Ofrece una excelente impermeabilidad, buena adherencia a diversas superficies y una excelente relación calidad-precio. Sin embargo, presenta desventajas, como su susceptibilidad a los cambios de temperatura, su fragilidad a bajas temperaturas y su propensión al envejecimiento y al agrietamiento, especialmente en suelos rocosos, lo que requiere medidas de protección adicionales y un mayor coste.
3.2 Recubrimiento epoxi de alquitrán de hulla
El epoxi de alquitrán de hulla, elaborado a partir de resina epoxi y asfalto de alquitrán de hulla, presenta una excelente resistencia al agua, a los productos químicos y a la corrosión, buena adhesión, resistencia mecánica y propiedades aislantes. Sin embargo, requiere un mayor tiempo de curado tras la aplicación, lo que lo hace susceptible a las inclemencias del tiempo durante este período. Además, los diversos componentes utilizados en este sistema de recubrimiento requieren un almacenamiento especializado, lo que incrementa los costos.
3.3 Recubrimiento de polvo epoxi
El recubrimiento en polvo epóxico, introducido en la década de 1960, consiste en la pulverización electrostática de polvo sobre superficies de tuberías pretratadas y precalentadas, formando una densa capa anticorrosiva. Sus ventajas incluyen un amplio rango de temperatura (de -60 °C a 100 °C), una fuerte adhesión, buena resistencia al desprendimiento catódico, al impacto, flexibilidad y a los daños por soldadura. Sin embargo, su película más delgada la hace susceptible a daños y requiere técnicas y equipos de producción sofisticados, lo que plantea desafíos en su aplicación en campo. Si bien destaca en muchos aspectos, presenta deficiencias en comparación con el polietileno en cuanto a resistencia al calor y protección general contra la corrosión.
3.4 Recubrimiento anticorrosivo de polietileno
El polietileno ofrece una excelente resistencia al impacto y una alta dureza, además de un amplio rango de temperaturas. Se utiliza ampliamente en regiones frías como Rusia y Europa Occidental para tuberías debido a su superior flexibilidad y resistencia al impacto, especialmente a bajas temperaturas. Sin embargo, persisten los desafíos en su aplicación en tuberías de gran diámetro, donde pueden producirse grietas por tensión y la penetración de agua puede provocar corrosión bajo el revestimiento, lo que requiere mayor investigación y mejoras en los materiales y las técnicas de aplicación.
3.5 Recubrimiento anticorrosivo pesado
Los recubrimientos anticorrosivos de alto rendimiento ofrecen una resistencia a la corrosión significativamente mayor que los recubrimientos estándar. Presentan una eficacia duradera incluso en condiciones adversas, con una vida útil de más de 10 a 15 años en entornos químicos, marinos y con disolventes, y de más de 5 años en condiciones ácidas, alcalinas o salinas. Estos recubrimientos suelen tener espesores de película seca de entre 200 μm y 2000 μm, lo que garantiza una protección y durabilidad superiores. Se utilizan ampliamente en estructuras marinas, equipos químicos, tanques de almacenamiento y tuberías.
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Problemas comunes con los materiales de recubrimiento
Los problemas comunes con los recubrimientos incluyen la aplicación desigual, el goteo de agentes anticorrosivos y la formación de burbujas.
(1) Recubrimiento desigual: la distribución desigual de los agentes anticorrosivos en la superficie de la tubería da como resultado áreas con un espesor de recubrimiento excesivo, lo que genera desperdicio, mientras que las áreas delgadas o sin recubrimiento reducen la capacidad anticorrosiva de la tubería.
(2) Goteo de agentes anticorrosivos: este fenómeno, donde los agentes anticorrosivos se solidifican formando gotas en la superficie de la tubería, afecta la estética pero no directamente la resistencia a la corrosión.
(3) Formación de burbujas: El aire atrapado dentro del agente anticorrosivo durante la aplicación crea burbujas en la superficie de la tubería, lo que afecta tanto la apariencia como la efectividad del recubrimiento.
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Análisis de problemas de calidad del recubrimiento
Todo problema surge por diversas razones y está causado por diversos factores; y un conjunto de tubos de acero que presenta problemas de calidad también puede ser una combinación de varios. Las causas de un recubrimiento irregular se pueden dividir en dos tipos: la irregularidad causada por la pulverización después de que el tubo de acero entra en la caja de recubrimiento y la irregularidad causada por la falta de pulverización.
La razón del primer fenómeno es evidente: cuando el tubo de acero se introduce en la caja de recubrimiento en un ángulo de 360°, se utilizan un total de 6 pistolas (la línea de revestimiento tiene 12 pistolas) para su pulverización. Si el caudal de pulverización de cada pistola es diferente, se producirá una distribución desigual del agente anticorrosivo en las distintas superficies del tubo de acero.
La segunda razón es que existen otras razones para el fenómeno de recubrimiento desigual, además del factor de pulverización. Diversos factores, como la oxidación y la rugosidad de las tuberías de acero, dificultan la distribución uniforme del recubrimiento. La superficie de la tubería de acero presenta una presión de agua residual durante la emulsión. Debido al contacto con la emulsión, el conservante se adhiere con dificultad a la superficie de la tubería, lo que impide que la emulsión cubra las partes de la tubería, lo que resulta en un recubrimiento desigual.
(1) Razón por la que se forman gotas de agente anticorrosivo. La sección transversal del tubo de acero es redonda, por lo que al rociarlo, el agente en la parte superior y el borde fluye hacia la parte inferior debido a la gravedad, lo que produce gotas de agente. La ventaja es que la línea de producción de recubrimiento de la fábrica de tubos de acero cuenta con hornos que calientan y solidifican el agente rociado, reduciendo su fluidez. Sin embargo, si la viscosidad del agente es baja, si no se calienta a tiempo después de la rociadura, si la temperatura de calentamiento es baja o si la boquilla no funciona correctamente, etc., se producirán gotas de agente anticorrosivo.
(2) Causas de la formación de espuma anticorrosiva. Debido a la humedad del aire en el lugar de operación, la dispersión de pintura es excesiva y la disminución de la temperatura del proceso de dispersión provoca la formación de burbujas en el conservante. En condiciones de humedad del aire y temperaturas más bajas, el conservante se dispersa en pequeñas gotas, lo que provoca una disminución de la temperatura. El agua presente en el aire con mayor humedad, tras la disminución de la temperatura, se condensa formando finas gotas mezcladas con el conservante, que finalmente penetran en el recubrimiento, provocando la formación de ampollas.
Hora de publicación: 15 de diciembre de 2023