تتمثل معالجة التآكل في خطوط الأنابيب في استخدام تقنيات مثل الطلاء والحماية الكهروكيميائية لتقليل ظاهرة التآكل الناجمة عن التربة والهواء ووسائط النقل؛ ويهدف ذلك أساسًا إلى إطالة عمر خدمة الأنابيب ومنع حدوث التسربات والتلوث البيئي.

الطرق الرئيسية المستخدمة في مكافحة التآكل

1. الحماية من التآكل بالطلاء: يُعدّ تطبيق طبقة واقية على سطح الأنابيب لعزلها عن وسط التآكل أبسط وأساسية الأساليب.

  - 3PE الحماية من التآكل: تتكوّن من ثلاث طبقات، وهي مسحوق الإيبوكسي السفلي، وطبقة لاصقة وسيطة، وطبقة بولي إيثيلين خارجية، وتتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة عالية للضرر الميكانيكي، كما أن عمرها التصميمي قد يصل إلى 30-50 سنة.

  -  الإيبوكسي القار: يتميز بمتانة عالية، وعزل كهربائي جيد، ومقاومة للماء والحرارة، إلا أن زمن التصلب طويل، كما يتأثر كثيرًا بالعوامل البيئية.

  -  تغليف بالبولي إيثيلين: يتم باستخدام معدات خاصة تذوّب البولي إيثيلين حرارياً لتكون غلافاً بلاستيكياً صلباً متواصلاً على سطح الأنبوب.

2. الحماية الكاثودية: تُستخدم التقنيات الكهروكيميائية لجعل سطح الأنابيب كاثودًا، مما يمنع حدوث التآكل.

  -  طريقة القطب الموجب التضحوي: يتم تثبيت معادن ذات نشاط كيميائي أعلى نسبيًا (مثل المغنيسيوم وسبائك الألمنيوم) على الأنابيب، بحيث يتآكل القطب الموجب بينما تُحمى الأنابيب.

  -  طريقة التيار الخارجي: يتم استخدام مصدر تيار مباشر خارجي لجعل معدن الأنابيب نفسه كاثودًا، مما يوفر الحماية.

3. الحماية المشتركة: في الأعمال الهندسية الفعلية، يُعتمد عادةً نظام حماية مزدوج يجمع بين الطلاء المضاد للتآكل والحماية الكاثودية.

مواد مانعة للتآكل شائعة الاستخدام

1.  المواد التقليدية: الأسفلت النفطي، والطلاء الخزفي المصنوع من قطران الفحم، وغيرها؛ وقد شاع استخدامها في البداية لكنها تسببت في تلوث بيئي كبير، ولذلك تم استبدالها تدريجياً.

2.  المواد السائدة: مسحوق الإيبوكسي، البولي إيثيلين، الأسفلت المطلي بالإيبوكسي، وغيرها، ومن بينها ثلاثة طبقات من البولي إيثيلين يُعدّ التآكل الوقائي التقنية السائدة حالياً في الحماية الخارجية للأنابيب المدفونة.

3.  مواد العزل الداخلي: تُستخدم عادةً بطانة من مونة الأسمنت لخطوط نقل المياه الصافية، بينما يُمكن استخدام طلاء الإيبوكسي الممزوج بالقار أو الطلاء الإيبوكسي السائل لخطوط تصريف المياه المستعملة.

4.  المواد الجديدة: مثل الطلاءات الفينولية الإيبوكسية والطلاءات المُحشوة بالسيراميك، تُطبَّق تدريجيًا، ويجب عند اختيارها مراعاة أن تكون صديقة للبيئة وغير ملوِّثة.

المتطلبات الأساسية أثناء البناء

1.  معالجة السطح الأساسي: قبل إجراء المعالجة المضادة للتآكل، يجب إزالة الرطوبة والزيوت والأوساخ وصدأ الحديد والطبقة المؤكسدة عن سطح الأنابيب؛ ويجب أن يحقق التنظيف اليدوي للصدأ المستوى التالي: ست3 الدرجة، يجب أن تصل عملية الصنفرة بالرمل أو إزالة الصدأ الكيميائية إلى سا2.5 درجة.

2.  التحكم البيئي: يجب أن تكون درجة حرارة البيئة أثناء تنفيذ طبقة الحماية من التآكل أعلى من 5 درجة مئوية، رطوبة الهواء أقل من 80% ، ينبغي أن يكون السطح المعالج في حالة 4  يُطلى بالطبقة الأساسية خلال ساعة.

3.  اختبار الجودة: يتعين إجراء فحص بالجهد الكهربائي على طبقة العزل المضاد للتآكل، الفئة العادية. 2000V ، درجة متقدمة 2500V ، فئة خاصة مُعزَّزة 3000V ، كل 10 كم لا ينبغي أن يتجاوز نقطة التسرب 5  مكان.

4.  معالجة وصلات التمديد: يجب أن تتوافق مواد وصلات التمديد مع الطبقة الرئيسية للحماية من التآكل. ثلاثة طبقات من البولي إيثيلين الطبقة الرئيسية المقاومة للتآكل تُفضَّل أن تكون ثلاثية الطبقات. البولي إيثيلين مواد إصلاح الوصلات بالانكماش الحراري.

أنابيب مقاومة للتآكل

الأنابيب المقاومة للتآكل هي أنابيب فولاذية أو معدنية خضعت لمعالجة وقائية تهدف إلى منع تآكلها في التربة أو المياه أو الهواء أو وسط النقل، وذلك باستخدام تقنيات مثل الطلاء أو الأغطية الواقية أو الحماية الكهروكيميائية، مما يُطيل بشكل كبير عمرها التشغيلي.

التصنيف والاختلاف

1.  حسب المادة الأساسية: أنابيب الصلب المقاومة للتآكل غير الملحومة، وأنابيب الصلب المقاومة للتآكل الحلزونية، وأنابيب الصلب المقاومة للتآكل ذات اللحام المستقيم، وغيرها؛ تختلف المواد الأساسية لكن تقنيات الحماية من التآكل متشابهة.

2.  حسب البنية المقاومة للتآكل:

   - 3PE أنابيب الصلب المقاومة للتآكل: الأكثر استخدامًا، ذات البنية ثلاثية الطبقات — الطبقة السفلية من مسحوق الإيبوكسي. (إف بي إي) ، مادة لاصقة وسطى، بولي إيثيلين الطبقة الخارجية (بي إي) ، يمكن أن يصل سمك الطبقة الخارجية المقاومة للتآكل إلى 2.5-4mm مقاومة للتآكل، ومقاومة للصدمات، وعمر خدمة طويل.

   - إف بي إي الحماية من التآكل بالبودرة الإيبوكسية: طلاء بودري إيبوكسي أحادي الطبقة أو ثنائي الطبقة، يتميز بقوة الالتصاق العالية لكن نسبة امتصاص الماء فيه أعلى نسبيًا.

  -  الحماية من التآكل باستخدام طلاء الإيبوكسي والقطران: تُقسَّم إلى فئات عادية، مُعزَّزة، وشديدة التعزيز؛ وهي منخفضة التكلفة لكنها تتميز بفترة تصلب طويلة وتأثر كبير بالعوامل البيئية.

   - آي بي إن8710 الحماية من التآكل: تُستخدم عادةً لطلاء الجدران الداخلية، وهي غير سامة ومقاومة للماء والتآكل، ومناسبة لخطوط أنابيب مياه الشرب.

- تي بي إي بي نعم ثلاثة طبقات من البولي إيثيلين النوع المُحسَّن (ويعني عادةً الإيبوكسي المُلتحم داخليًا) +  خارجي ثلاثة طبقات من البولي إيثيلين الهيكل)، تصنيف غير مستقل للأساسات.

3.  حسب الاستخدام: أنابيب النفط والغاز الطبيعي، وأنابيب إمداد المياه وتصريفها، وأنابيب الغاز، وأنابيب الصناعات الكيميائية، وأنابيب الطاقة الحرارية، وغيرها.

اختيار المواد:

-  نقل النفط والغاز تحت الأرض: يُختار أولاً 3PE أنابيب الصلب المقاومة للتآكل، ذات طبقة خارجية مقاومة للتآكل تتميز بمتانة ميكانيكية عالية وعزل كهربائي جيد، ويمكن دفنها مباشرة في الأرض أو تحت الماء.

-  أنابيب مياه الشرب: يمكن اختيار الجدار الداخلي IPN8710 يجب أن تتوافق مواد مانع التآكل أو مسحوق الإيبوكسي المُنصهر مع المعايير الصحية.

-  أنابيب الغاز: إنشاء خطوط جديدة عالية الضغط / يتعين تجهيز خطوط الأنابيب ذات الضغط العالي الثانوي بطبقة مقاومة للتآكل ونظام الحماية الكاثودية، فيما ينبغي إيلاء الاهتمام لمشكلة تدهور طبقة العزل في خطوط الأنابيب القديمة ذات الضغط المتوسط والمنخفض.

-  وسائط التآكل الكيميائي: يتم اختيار الإيبوكسي، والبولي يوريثان، والطلاء الخزفي، وغيرها وفقًا لخصائص الوسط من حيث الحموضة والقلوية والأملاح.

-  المناطق ذات البرد الشديد: يتعيّن اعتماد تقنيات العزل الحراري، إذ قد تؤدي التوسّع الحراري والتقلّص البارد في فصل الشتاء، كما هو الحال في شمال شرق الصين، إلى تشقّق الأنابيب وتجمّدها.

استلام الأعمال الإنشائية

-  المعالجة السطحية هي العامل الحاسم: يجب أن يصل إزالة الصدأ إلى Sa2.5 الدرجة (التنظيف بالرمل أو إزالة الصدأ كيميائيًا)، خشونة السطح 30 ～ 50 μ م أكثر ملاءمة، بعد المعالجة 4 يجب وضع الطبقة الأساسية خلال ساعة واحدة.

-  تنفيذ طبقة العزل المضاد للتآكل: 3PE يتطلب استخدام مسحوق الإيبوكسي تسخين أنبوب الفولاذ مسبقًا إلى 250-300 ℃، مما يؤدي إلى ذوبان المسحوق على جدار الأنبوب وتشكيل طبقة مغلفة متواصلة.

-  مواد إصلاح الفتحة: الجزء الرئيسي هو 3PE بالنسبة للإصلاح، الخيار الأول هو الطبقة الثلاثية. بولي إيثيلين مواد إصلاح الوصلات بالانكماش الحراري؛ يمكن استخدام مسحوق الإيبوكسي أحادي الطبقة أو الشريط اللاصق المصنوع من الإيبوكسي. + الطلاء الأساسي وغيرها.

-  فحوصات القبول: تشمل اختبار التخطيط الشبكي (اختبار الالتصاق)، وتجربة الشرارة الكهربائية، وقياس السُمك، وغيرها؛ كما يتعيّن إجراء فحوصات دورية لطبقة العزل المضاد للتآكل في الأنابيب المدفونة.

-  الحماية الكاثودية: تُستخدم الأنابيب الفولاذية المدفونة عادةً بالتزامن مع طلاء واقٍ من التآكل، وتتّبع طريقتين: طريقة القطب المُضحّي وطريقة التيار الخارجي.

2PE/3PE/TPEP جدول مراجعة سريع لاختيار الأنابيب المقاومة للتآكل بجميع الأبعاد

نقاط مرجعية لاتخاذ قرار اختيار النموذج

إذا كان وسط النقل عبارة عن غاز طبيعي أو مياه صنبور وغيرها من الوسائط المعتدلة، يُفضَّل اختيار 3PE ، يمكن توفير 20%-30% التكلفة.

في حال نقل الأحماض القوية والقلويات القوية، أو السوائل المحتوية على جسيمات صلبة، يُفضَّل اختيار تي بي إي بي ، تجنّب الصيانة المتكررة.

إذا كان المطلوب هو إنشاء حوض لمعالجة مياه الصرف الصحي أو حماية الهياكل الفولاذية بشكل مؤقت أو بمتطلبات منخفضة، فإن اختيار طلاء الإيبوكسي مع القار يُعد الخيار الأكثر جدوى من حيث التكلفة.