パイプ内面コーティング
パイプ内面塗装とは？
パイプ内部のコーティングは、耐腐食性を高め、流れを良くし、堆積物の発生を抑える。 パイプの内面コーティングには、以下のような種類がある。 融着エポキシ (FBE）コーティングとガラスフレーク・コーティング。
Around the world, corrosion is the single most important issue impacting the lifetime and dependability of underground pipes, both offshore and onshore. External coatings and internal coatings are two distinct kinds of oil and gas protective coatings, each with its own set of unique and rigorous requirements: external pipe coatings and internal pipe coatings. While most people think of anti-corrosion in terms of exterior protection, inside pipeline coating is just as vital as external protection when it comes to protecting a pipeline from corrosion.
ワックスやシリカを含む部分的に重合したオイルや汚れは、オイルやガスの流体中に見出すことができる。固体粒子には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、その他の塩、炭酸塩、硫酸塩、その他の溶解物質が含まれる。
流体中では、これらの粒子の一部は分解し、他の粒子は懸濁状態に留まる。時速200マイルに近い速度でパイプ内を移動すると、これらの粒子は激しい腐食性のミサイルに変化し、深刻な損傷を引き起こす。これらの高速で移動する粒子は、内部パイプライン用に開発されたコーティングに多大な影響を与える。
目次
Internal coating pipe process
内部 パイプライン・コーティングは、鋼管を内側から保護層でコーティングするプロセスである。 これは、流体や気体の流れに対してパイプを抵抗させるためであり、摩擦や摩耗を減らすためでもある。
内面塗装の最も一般的な方法はスプレー塗装で、パイプの内壁に薄い塗料を塗布する。この塗装は、ほとんどの化学薬品に対して優れた耐性を持ち、耐久性に優れている。
もうひとつの人気オプションはエポキシ・コーティング・パイプで、これは食品用途によく使われる。 このコーティングタイプは、腐食や摩耗に対する保護を提供することができる。 FDAの認可も受けている。内部コーティングは、スチールパイプラインの寿命を延ばすのに役立つ重要なプロセスです。
- Executive Standard of Pipe Coating
- API RP 5L2
- ISO 15741
- AWWA C210
- SY/T 6717
- デポ31.40.30.35
内面塗装パイプによく使用されるコーティング
鋼管は丈夫で長持ちするため、さまざまなプロジェクトに使用されている。鋼管の寿命をさらに延ばす方法のひとつは、内部を適切にコーティングすることです。 一般的に使用される内装塗料には、コールタールエナメル、セメントモルタル、液状エポキシ、融着エポキシ（FBE）、ポリウレタン（PU）の5種類がある。 コーティング・パイプの種類にはそれぞれ長所と短所があるため、目の前のプロジェクトに適したものを選ぶことが重要である。
- コールタール・エナメル・コーティング・パイプ
コールタール・エナメル（CTE）は、鋼管の内面に塗布される塗料である。.CTEは、腐食と摩耗の両方に強い、非常に滑らかで耐久性のある仕上げを提供します。CTEプロセスでは、鋼管を1300°F以上に加熱し、コールタールの層でコーティングします。コールタールが冷えると、硬く不浸透性のバリアが形成され、風雨からパイプを保護します。CTEは柔軟性が高く、あらゆるサイズや形状のパイプに適用できます。また、強度と接着性に優れているため、腐食環境での使用に最適です。CTEコーティング・パイプは、石油・ガス、化学処理、発電など、さまざまな産業で広く使用されています。
- セメントモルタル・コーティング・パイプ
セメントモルタル管内被覆は、管の内側に施される保護層である。 下水道管や水道管を摩耗や腐食から守るためによく使用される、 などのダメージがある。コセメントモルタル管内部コーティングの費用は、使用する材料の種類やプロジェクトの規模によって異なります。しかし、他の保護方法と比較すると、一般的に比較的低コストのオプションです。セメントモルタル管内部塗装は、適切に施工されれば、長年にわたって優れた保護効果を発揮します。場合によっては、パイプの寿命を数十年延ばせることさえある。そのため、どのようなインフラ・プロジェクトにとっても重要な検討事項です。
- 液状エポキシ塗装パイプ
液状エポキシコーティング・パイプ内面コーティングは、食品加工工場でよく使用される耐薬品性コーティングです。.化学物質の溶出や劣化に耐えるように設計されており、パイプを腐食から保護する効果もある。コーティングはパイプの内側に塗布され、硬化して硬く耐久性のある表面を形成します。この種のコーティングは通常、腐食性の液体を運んだり、高温にさらされたりするパイプに使用される。また、無毒性で食品を汚染しないため、食品を輸送するパイプにも使用できます。液状エポキシパイプ内面コーティングは、様々な環境においてパイプの安全性と機能性を維持するための重要な役割を果たします。
- 融着エポキシパイプコーティング
フュージョンボンドエポキシ（FBE）内部コーティングは、パイプの内側に塗布される耐薬品性コーティングです。 このコーティングは、耐摩耗性、耐薬品性、耐熱性に優れています。パイプが過酷な化学薬品や高温にさらされる用途でよく使用されます。コーティングは、パイプを損傷から保護することで、パイプの寿命を延ばすこともできます。
- ポリウレタン・コーティング・パイプ
ポリウレタン内部コーティングは、ウレタンコーティングとも呼ばれ、耐薬品性、耐摩耗性、揮発性有機化合物（VOC）を含まない固体材料です。 腐食から保護するために、パイプやその他の機器の内面に厚く塗布される。ポリウレタンの内面コーティングは、通常2回以上の重ね塗りを行い、それぞれのコーティングを硬化させてから次のコーティングを行います。硬化した塗膜は硬く耐久性があり、化学薬品による攻撃や摩耗に対して優れたバリアとなる。 ポリウレタンの内面コーティングは様々な色があり、用途に合わせたカスタマイズが可能です。
パイプ内面コーティング技術
Pipeline internal coating technology is the most direct way to effectively prevent pipeline corrosion and extend pipeline life. With global oil mileage exceeding 4 million kilometers, internal coating anti-corrosion technology has become a key means of oil transportation. By 2025, the main anti-corrosion technologies will include: base material optimization; chemical protection; and coating engineering.
- Coating Technology
Epoxy Powder Coating
Electrostatic Spraying: Applicable to large-diameter pipes (DN200-1200), with a film thickness tolerance of ±15μm.
Vacuum Coating: Applicable to pipes (DN50-200), with a film thickness tolerance of ±8μm.
Example: A natural gas pipeline in the Middle East with a DN1420 pipe was coated with FBE, reducing the friction coefficient to 0.013.
Liquid Coating
High-Pressure Airless Spraying: A one-step film-forming technology with a film thickness of 150-500μm. Application speed is relatively fast.
- Metal Coating
Metal coatings are suitable for temperatures between 400°C and 900°C.
Arc spraying: Film thickness is 150μm, with a lifespan of 5-8 years, primarily used in boiler piping.
Nickel-chromium alloys: HVOF supersonic spraying: Lifespan is 10-15 years.
融着エポキシ(FBE)パイプ内面コーティング
FBE内面コーティングは、一般的な使用温度に対応する防錆パウダーから作られた高性能コーティングの一種です。このタイプの内面塗装パイプは、摂氏80度までの温度に適しています。
- 内部FBEコーティングの施工方法
ブラスト洗浄の前に、油脂の有無を確認するための目視検査が必要です。錆、スケール、その他の望ましくない粒子を除去するために、ブラスト洗浄でパイプの表面を徹底的に洗浄する必要があります。これは外面が粗い仕上げになっている。この種のコーティングには、50～100ミクロンの粗さが必要である。ブラスト洗浄の後、パイプの内面をスプレーガンで塗装します。これにより、加熱されたパイプにコーティングが均一に行き渡ります。パイプは長手軸を中心に連続的に回転する。加熱された表面に接触すると、粉末が溶けて液体に変化する。この液体FBEコーティングはパイプの表面に移動し、直ちに固化する。これがフュージョン・ボンディングの手順である。
- 内部FBEコーティングの利点
- このコーティングは高温に耐えることができる。
- このコーティングは耐食性に優れている。
- 直径2～48インチのパイプに適用できる。
- さまざまな厚みに対応できる。
- 土壌条件下での耐薬品性に優れ、衝撃にも強い。
- 内部FBEコーティングの限界
- FBEコーティング・パイプの最大耐用年数は12年で、プラントの最大設計寿命は25年である。パイプの交換は一度だけです。
- 複雑なデザインをしている。
- アプリケーターは入手が難しい。
ガラスフレーク・パイプ・コーティング
ケムフレークまたはBelzonaコーティングとしても知られ、SP-1246 PCS-8規格に準拠しています。効率的なコーティング技術です。ガラスフレーク内管コーティングは優れた耐高温性を持ち、摂氏93度までの温度に適しています。通常、フランジなしチューブシャフトの接続は、フランジ付きチューブシャフトを介して行われます。
- 内部ガラスフレーク・コーティングのステップ：
- 表面処理：サンドブラスト洗浄により、汚れ、グリース、古いコーティングなどを除去し、粗さ75～130ミクロンの清浄な表面を確保する。
- 噴霧：噴霧には通常のエアレススプレー装置を使用する。
- コーティング：フリンジ塗装や小面積のスプレーに注意し、塗装速度と均一性を確保する。規定の乾燥膜厚を得るためには、十分な注意が必要である。
- 乾燥と硬化：塗膜の化学的安定性を確保するため、特定の温度と湿度で約24時間乾燥と噴霧を行う。
- 内部ガラス・フレーク・コーティングの利点
- 耐久性、耐候性に優れている。
- 自然光の利用を最適化する
- 耐薬品性、耐溶剤性がある。
- 建物のスペースを節約できる
- 持続可能であること
- 内部ガラス・フレーク・コーティングの限界
- 耐久性、耐候性に優れている。
- 自然光の利用を最適化する
- 耐薬品性、耐溶剤性がある。
- 建物のスペースを節約できる
- 持続可能であること
溶存酸素の腐食メカニズム
油田やガス田における溶存酸素の存在は、腐食の原因となる最も重要な要素のひとつである。酸素は分極剤として機能し、金属を通常よりも速い速度で腐食させる。以下に溶存酸素腐食の反応メカニズムを示す：
陽極Fe-→Fe₂+ +2e；
カソード：2H+ +2e→H2; O2+ 2H₂O+4e→4OH-.
その結果、Fe(OH)₂となるが、Fe(OH)₂は非常に不安定であるため、Fe(OH)₃に変換される。Fe(OH)₃は脱水されてFe₂O₃になる。Fe₂O₃は鋼構造物に損傷を与える錆の主成分である。
CO₂の腐食メカニズム
CO2は、石油・ガス産業における随伴ガスや天然ガスの成分の一つであり、乾燥状態では鋼材の腐食を引き起こさないが、水に溶解すると鋼材の腐食を引き起こし、水に溶解すると鋼材の電気化学的腐食を引き起こす。
水に溶解した二酸化炭素の腐食速度は、両者を同じpHに維持した場合、塩酸の腐食速度よりも大きい。
パイプ内面コーティングの補修方法
エポキシは濃厚で粘性のある液体であるため、配管システム内を移動しながらコーティング、シール、固定を行います。濾過され圧縮された空気を使い、エポキシがよく混合された後、飲料水パイプを通してブラストされる。エポキシが配管パイプに吹き付けられると、パイプを強化しながら、小さな亀裂やピンホールの漏れを修正します。あなたがそれを使用するとき、それはあなたのパイプ内に飛び散らないように、それはまた十分に厚いです。その代わり、それ自体が転がり落ちる性質があり、パイプの内径に沿って一貫したコーティングが得られます。
エポキシ樹脂を所定の位置に吹き付けたら、数時間から1日以上、一定時間硬化させなければならない。エポキシ樹脂が固まると、硬化して長持ちする表面になります。
エポキシ内面コーティングは内面コーティングされたパイプの内径を減少させるか？
配管パイプの内径を小さくするには（内面被覆管）、パイプの内側にエポキシ・コーティングを施す必要がある。エポキシ・コーティングの厚さは数ミリ程度であることが多いため、配管の内径を大幅に小さくすることはできない。しかし、エポキシを吹き付ける前に、すべての配管パイプはパイプの壁まで徹底的に洗浄され、その後再び組み立てられる。腐食の進んだ配管の場合、エポキシ・コーティングを施す前と比べると、直径が大きくなる。
