コーティング材の目的
鋼管の錆を防ぐためには外面の塗装が重要です。鋼管の表面に錆が発生すると、鋼管の機能、品質、外観に大きな影響を与えます。したがって、コーティングプロセスは鋼管製品全体の品質に大きな影響を与えます。
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コーティング材料の要件
アメリカ石油協会が定めた基準によれば、鋼管は少なくとも 3 か月間は腐食に耐える必要があります。しかし、より長い防錆期間の要求が高まっており、多くのユーザーは屋外保管条件で 3 ～ 6 か月の防錆期間を必要としています。耐久性の要件とは別に、ユーザーはコーティングが滑らかな表面を維持し、外観の品質に影響を与える可能性のある飛び散りや滴りのない防食剤の均一な分布を維持することを期待しています。
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コーティング材の種類とメリット・デメリット
都市の地下パイプネットワークでは、鉄パイプガス、石油、水などの輸送に使用されることが増えています。これらのパイプのコーティングは、従来のアスファルト材料からポリエチレン樹脂およびエポキシ樹脂材料に進化しました。ポリエチレン樹脂コーティングの使用は 1980 年代に始まり、さまざまな用途に応じて、コンポーネントとコーティングプロセスが徐々に改良されてきました。
3.1 石油アスファルトコーティング
従来の防食層である石油アスファルト コーティングは、ガラス繊維クロスと外部保護ポリ塩化ビニル フィルムで強化された石油アスファルト層で構成されています。優れた防水性、さまざまな表面への良好な接着性、およびコスト効率を実現します。ただし、温度変化に敏感であること、低温では脆くなること、特に岩の多い土壌条件では老化や亀裂が発生しやすいことなどの欠点があり、追加の保護措置が必要となり、コストが増加します。
3.2 コールタールエポキシコーティング
コールタールエポキシは、エポキシ樹脂とコールタールアスファルトから作られ、優れた耐水性、耐薬品性、耐食性、良好な接着性、機械的強度、絶縁特性を示します。ただし、塗布後の硬化に時間がかかるため、この期間の気象条件による悪影響を受けやすくなります。さらに、このコーティングシステムで使用されるさまざまな成分には専用の保管場所が必要であり、コストが高くなります。
3.3 エポキシ粉体塗装
1960 年代に導入されたエポキシ粉体塗装では、前処理および予熱されたパイプ表面に粉体を静電スプレーして、緻密な防食層を形成します。その利点には、広い温度範囲 (-60 °C ～ 100 °C)、強力な接着力、陰極剥離、衝撃、柔軟性、溶接損傷に対する優れた耐性が含まれます。しかし、フィルムが薄いため損傷を受けやすく、高度な製造技術と設備が必要となるため、現場での応用には課題が生じます。多くの面で優れていますが、耐熱性と全体的な腐食防止の点ではポリエチレンに比べて劣ります。
3.4 ポリエチレン防食コーティング
ポリエチレンは、優れた耐衝撃性と高い硬度を備え、幅広い温度範囲を備えています。特に低温での優れた柔軟性と耐衝撃性により、ロシアや西ヨーロッパなどの寒冷地域のパイプラインで広く使用されています。しかし、大口径パイプへの適用には課題が残っており、応力亀裂が発生する可能性があり、水の浸入によりコーティングの下の腐食が発生する可能性があるため、材料と適用技術のさらなる研究と改善が必要です。
3.5 重防食コーティング
重防食コーティングにより、標準コーティングと比較して耐食性が大幅に向上します。これらは過酷な条件下でも長期的な有効性を示し、その寿命は化学、海洋、溶剤環境では 10 ～ 15 年を超え、酸性、アルカリ性、塩水条件では 5 年以上です。これらのコーティングは通常、乾燥膜厚が 200μm ～ 2000μm の範囲にあり、優れた保護と耐久性を保証します。海洋構造物、化学装置、貯蔵タンク、パイプラインなどで広く使用されています。
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コーティング材料に関する一般的な問題
コーティングに関する一般的な問題としては、塗布ムラ、防錆剤の垂れ、気泡の発生などが挙げられます。
(1) 不均一なコーティング：パイプ表面上の防食剤の分布が不均一であると、コーティングが厚すぎる部分が発生して無駄が発生し、薄い部分やコーティングされていない部分ではパイプの防食能力が低下します。
(2) 防食剤の滴下：防食剤がパイプ表面で水滴状に固まる現象で、耐食性には直接影響を与えませんが、美観に影響を与えます。
(3) 気泡の発生：塗布中に防食剤内に空気が閉じ込められると、パイプ表面に気泡が発生し、外観や塗装効果に影響を与えます。
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コーティングの品質問題の分析
すべての問題はさまざまな理由から発生し、さまざまな要因によって引き起こされます。問題の品質によって強調される鋼管の束も、いくつかの組み合わせである可能性があります。塗装ムラの原因は大きく2つに分けられます。1つは鋼管が塗装箱に入った後の吹き付けによるムラ現象です。2つ目は不噴霧によるムラ現象です。
最初の現象の理由は、塗装装置が塗装ボックス内に鋼管を 360 ° 回転させて合計 6 つのガン (ケーシング ラインには 12 ガン) をスプレーする際に発生する理由は明らかです。各ガンで噴霧される流量が異なると、鋼管の各表面に防食剤が偏在してしまいます。
２つ目の理由は、塗装ムラ現象には噴霧要因以外にも原因があるということです。鋼管の錆や荒れなどさまざまな要因があり、均一に塗装するのが困難です。鋼管表面にはエマルジョンが付着した際に水圧測定が残っており、今回はエマルジョンとの接触によるコーティングのため、防腐剤が鋼管表面に付着しにくく、防腐剤のコーティングがありません。鋼管部分にエマルジョンが付着し、鋼管全体の塗装が不均一になります。
(1) 防錆剤が垂れ下がる原因。鋼管の断面は円形であり、鋼管の表面に防食剤を散布するたびに、上部や端部の防食剤が重力の影響で下部に流れていきます。ハンギングドロップ現象が発生します。良い点は、鋼管工場の塗装生産ラインにオーブン装置があり、鋼管の表面に吹き付けられた防食剤を時間内に加熱して固化し、防食剤の流動性を低下させることができることです。ただし、防錆剤の粘度が高くない場合は、スプレー後に適時に加熱しない。または加熱温度が高くありません。ノズルの作動状態が良好でない場合などは、防錆剤の垂れ下がりの原因となります。
(2) 防錆剤の発泡原因。空気湿度の使用現場環境により、塗料の分散が過剰になり、分散プロセスの温度低下により防腐剤の泡立ち現象が発生します。空気の湿度環境、より低い温度条件、噴霧された防腐剤が小さな液滴に分散し、温度の低下につながります。気温が下がって湿度が高くなった空気中の水分が凝結し、防腐剤と混ざった微細な水滴が塗膜内部に入り込み、塗膜膨れ現象が発生します。
投稿日時: 2023 年 12 月 15 日