Objectif des matériaux de revêtement
Le revêtement de la surface extérieure des tubes en acier est essentiel pour prévenir la rouille. La rouille peut considérablement affecter leur fonctionnalité, leur qualité et leur aspect visuel. Le processus de revêtement a donc un impact considérable sur la qualité globale des tubes en acier.
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Exigences relatives aux matériaux de revêtement
Selon les normes de l'American Petroleum Institute, les tuyaux en acier doivent résister à la corrosion pendant au moins trois mois. Cependant, la demande pour des durées de protection antirouille plus longues a augmenté, de nombreux utilisateurs exigeant une résistance de 3 à 6 mois en conditions de stockage extérieur. Outre l'exigence de longévité, les utilisateurs attendent des revêtements qu'ils maintiennent une surface lisse et une répartition uniforme des agents anticorrosion, sans coulures ni fuites susceptibles d'altérer l'aspect visuel.
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Types de matériaux de revêtement et leurs avantages et inconvénients
Dans les réseaux de canalisations souterraines urbaines,tuyaux en aciersont de plus en plus utilisés pour le transport de gaz, de pétrole, d'eau, etc. Les revêtements de ces conduites ont évolué, passant des matériaux traditionnels en asphalte à des matériaux en résine de polyéthylène et en résine époxy. L'utilisation de revêtements en résine de polyéthylène a débuté dans les années 1980 et, au fil des applications, les composants et les procédés de revêtement ont connu des améliorations progressives.
3.1 Revêtement d'asphalte pétrolier
Le revêtement d'asphalte pétrolier, couche anticorrosion traditionnelle, est constitué de couches d'asphalte pétrolier renforcées par un tissu de fibre de verre et un film protecteur externe en polychlorure de vinyle. Il offre une excellente imperméabilité, une bonne adhérence sur divers supports et un excellent rapport qualité-prix. Cependant, il présente des inconvénients, notamment une sensibilité aux variations de température, une fragilité à basse température et une tendance au vieillissement et aux fissures, notamment sur les sols rocheux, ce qui nécessite des mesures de protection supplémentaires et des coûts accrus.
3.2 Revêtement époxy au goudron de houille
L'époxy au goudron de houille, fabriqué à partir de résine époxy et d'asphalte de goudron de houille, présente une excellente résistance à l'eau et aux produits chimiques, une bonne résistance à la corrosion, une bonne adhérence, une bonne résistance mécanique et des propriétés isolantes. Cependant, son temps de durcissement après application est plus long, ce qui le rend vulnérable aux intempéries. De plus, les différents composants de ce revêtement nécessitent un stockage spécifique, ce qui augmente les coûts.
3.3 Revêtement en poudre époxy
Le revêtement en poudre époxy, introduit dans les années 1960, consiste à pulvériser électrostatiquement de la poudre sur des surfaces de tuyaux prétraitées et préchauffées, formant ainsi une couche anticorrosion dense. Ses avantages incluent une large plage de températures (-60 °C à 100 °C), une forte adhérence, une bonne résistance au décollement cathodique, aux chocs, une grande flexibilité et aux dommages causés par les soudures. Cependant, sa fine couche le rend vulnérable aux dommages et nécessite des techniques et des équipements de production sophistiqués, ce qui pose des défis pour son application sur le terrain. Bien qu'il excelle à bien des égards, il est inférieur au polyéthylène en termes de résistance à la chaleur et de protection globale contre la corrosion.
3.4 Revêtement anticorrosion en polyéthylène
Le polyéthylène offre une excellente résistance aux chocs, une dureté élevée et une large plage de températures. Il est largement utilisé dans les régions froides comme la Russie et l'Europe occidentale pour les pipelines grâce à sa flexibilité et sa résistance aux chocs supérieures, notamment à basse température. Cependant, son application sur les tuyaux de grand diamètre pose encore des difficultés, car des fissures sous contrainte peuvent se produire et l'infiltration d'eau peut entraîner de la corrosion sous le revêtement. Ce phénomène nécessite des recherches et des améliorations supplémentaires des matériaux et des techniques d'application.
3.5 Revêtement anticorrosion épais
Les revêtements anticorrosion lourds offrent une résistance à la corrosion nettement supérieure à celle des revêtements standards. Ils présentent une efficacité durable, même dans des conditions difficiles, avec une durée de vie supérieure à 10 à 15 ans en environnements chimiques, marins et solvants, et supérieure à 5 ans en milieux acides, alcalins ou salins. Ces revêtements présentent généralement une épaisseur de film sec comprise entre 200 μm et 2 000 μm, garantissant une protection et une durabilité supérieures. Ils sont largement utilisés dans les structures marines, les équipements chimiques, les réservoirs de stockage et les pipelines.
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Problèmes courants avec les matériaux de revêtement
Les problèmes courants liés aux revêtements comprennent une application inégale, des gouttes d’agents anticorrosifs et la formation de bulles.
(1) Revêtement irrégulier : une répartition inégale des agents anticorrosion sur la surface du tuyau entraîne des zones avec une épaisseur de revêtement excessive, ce qui entraîne un gaspillage, tandis que les zones minces ou non revêtues réduisent la capacité anticorrosion du tuyau.
(2) Goutte à goutte d'agents anticorrosifs : Ce phénomène, où les agents anticorrosifs se solidifient en ressemblant à des gouttelettes sur la surface du tuyau, a un impact sur l'esthétique sans affecter directement la résistance à la corrosion.
(3) Formation de bulles : l'air emprisonné dans l'agent anticorrosif pendant l'application crée des bulles à la surface du tuyau, affectant à la fois l'apparence et l'efficacité du revêtement.
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Analyse des problèmes de qualité du revêtement
Chaque problème provient de diverses raisons et est causé par divers facteurs ; un faisceau de tubes en acier mis en évidence par la qualité du problème peut également être dû à une combinaison de plusieurs facteurs. Les causes d'un revêtement irrégulier peuvent être grossièrement divisées en deux catégories : l'une est due à la pulvérisation après l'entrée du tube dans la boîte de revêtement ; l'autre est due à l'absence de pulvérisation.
La raison du premier phénomène est évidente : lorsque le tube en acier est introduit dans la boîte de revêtement à 360° autour de six pistolets (la ligne de revêtement en compte douze), l'équipement de revêtement utilise un débit différent pour la pulvérisation. Si le débit de chaque pistolet est différent, la répartition de l'agent anticorrosion sur les différentes surfaces du tube en acier est inégale.
La deuxième raison est que le phénomène de revêtement irrégulier peut être dû à d'autres facteurs que la pulvérisation. De nombreux facteurs, tels que la rouille et la rugosité des tubes en acier, rendent le revêtement difficile à répartir uniformément. La surface des tubes en acier présente une pression d'eau résiduelle lors de l'émulsion, due au contact avec le revêtement. Le produit de préservation adhère donc difficilement à la surface du tube, ce qui entraîne une mauvaise application de l'émulsion sur certaines parties du tube, ce qui entraîne une irrégularité du revêtement sur l'ensemble du tube.
(1) Cause des gouttes d'anticorrosion. La section transversale du tube en acier étant ronde, chaque fois que l'anticorrosion est pulvérisé sur la surface, l'anticorrosion présent sur la partie supérieure et les bords s'écoule vers la partie inférieure sous l'effet de la gravité, ce qui crée des gouttes d'anticorrosion. L'avantage est que la ligne de production de revêtement de l'usine de tubes en acier est équipée de fours permettant de chauffer et de solidifier l'anticorrosion pulvérisé à la surface du tube et d'en réduire la fluidité. Cependant, une faible viscosité de l'anticorrosion, un chauffage insuffisant après la pulvérisation ou une température de chauffage insuffisante, ou un mauvais fonctionnement de la buse, peuvent entraîner des gouttes d'anticorrosion.
(2) Causes de la formation de mousse anticorrosion. En raison de l'humidité ambiante du site d'exploitation, la dispersion excessive de la peinture entraîne une chute de température du procédé de dispersion, ce qui provoque un phénomène de formation de bulles de produit de protection. Dans un environnement humide et à basse température, les produits de protection pulvérisés se dispersent en fines gouttelettes, ce qui entraîne une chute de température. L'eau présente dans l'air plus humide après la chute de température se condense pour former de fines gouttelettes mélangées au produit de protection et pénètrent à l'intérieur du revêtement, provoquant ainsi le cloquage du revêtement.
Date de publication : 15 décembre 2023