Materiais de revestimento de tubos e quais líquidos eles realmente podem transportar

O revestimento interno de um tubo e seu revestimento externo anti-corrosão resolvem dois problemas completamente diferentes, e misturá-los em uma especificação é um dos erros mais comuns - e mais caros - que os compradores cometem. O revestimento externo (FBE, 3PE, 3PP e sistemas similares) protege a parede do tubo do solo, da água ou da atmosfera em que ele está inserido. O revestimento interno protege a parede do tubo de tudo o que realmente flui através dele, e isso é um problema químico, não um problema de condição-de sepultamento. Um revestimento que funciona perfeitamente contra solo argiloso úmido por trinta anos pode falhar em semanas contra o fluido errado no interior, e o inverso é igualmente verdadeiro. Este artigo é sobre a segunda questão: quais materiais de revestimento resistem a quais fluidos e por que a resposta não é tão simples como “o epóxi resiste a produtos químicos”.

A proteção externa contra corrosão consiste principalmente em impedir que a umidade e o oxigênio atinjam o aço descoberto e, em menor grau, resistir a danos mecânicos durante a instalação e o serviço. O ambiente do solo na parte externa de um tubo enterrado, embora varie, é uma faixa de condições relativamente estreita em comparação com o que pode fluir através do interior de um tubo. Internamente, um revestimento pode enfrentar qualquer coisa, desde água potável com pH próximo{2}}neutro até ácido sulfúrico concentrado, desde fluido limpo até uma pasta abrasiva que transporta sólidos suspensos, desde a temperatura ambiente até vapor superaquecido. Cada uma dessas condições ataca um material de revestimento através de um mecanismo diferente - dissolução química, oxidação, inchaço e amolecimento, desgaste abrasivo ou degradação térmica - e nenhum material de revestimento resiste igualmente bem a todas elas. A escolha de um revestimento é fundamentalmente um exercício de correspondência: identificar o que realmente está fluindo através do tubo, em que concentração e temperatura, e comparar isso com os dados de resistência documentados de um material, e não com sua reputação.

FBE é um dos revestimentos internos mais utilizados para serviços de água e hidrocarbonetos suaves, aplicado como um pó pulverizado eletrostaticamente que cura em um filme duro, liso e contínuo. Sua resistência química é sólida contra água potável, água levemente corrosiva (incluindo teor moderado de cloreto) e muitos produtos petrolíferos refinados, razão pela qual aparece com tanta frequência como revestimento interno e revestimento externo no mesmo tubo em serviços de coleta de petróleo e gás. Onde o FBE enfrenta problemas é com ácidos fortes, álcalis fortes e solventes aromáticos, todos os quais podem degradar o filme epóxi ao longo do tempo, e com pastas abrasivas, onde o filme relativamente fino (normalmente 300-500 mícrons) oferece tolerância de desgaste limitada contra sólidos suspensos. A temperatura operacional também é uma restrição real - a maioria dos sistemas FBE são classificados para temperaturas de serviço na faixa de 60-80°C, com formulações especializadas-de alta temperatura aumentando, mas com um custo e prazo de entrega premium. Para água limpa, salmoura suave e transporte geral de hidrocarbonetos, o FBE é geralmente a escolha mais econômica; para qualquer coisa ácida, altamente abrasiva ou muito quente, geralmente é a errada.

O epóxi de alcatrão de carvão foi, durante décadas, o revestimento interno padrão para serviços de petróleo e{0}}água produzida, valorizado por sua resistência a hidrocarbonetos e custo razoável. A sua utilização diminuiu significativamente devido às emissões de COV durante a aplicação e às preocupações de saúde e ambientais associadas ao piche de alcatrão de carvão, e muitas jurisdições agora o restringem ou proíbem. O revestimento epóxi fenólico, um produto químico relacionado, mas distinto, permanece em uso ativo, especialmente no interior de tanques de armazenamento de água potável e em algumas aplicações de armazenamento de combustível e produtos químicos, oferecendo melhor resistência à temperatura do que o FBE padrão (geralmente classificado para 90-120°C) e boa resistência a uma ampla gama de solventes. Os compradores que virem "epóxi de alcatrão de carvão" especificado em um desenho de projeto mais antigo devem verificar o status regulatório atual em sua jurisdição antes de assumir que ainda é uma opção viável para pedido - em muitos mercados, ele foi efetivamente eliminado em favor de alternativas de epóxi fenólico ou poliuretano que não carregam as mesmas emissões e carga de manuseio.

O revestimento de poliuretano oferece alguma faixa de resistência química para uma resistência à abrasão genuinamente superior, e é por isso que é a escolha padrão para tubulações que transportam lamas abrasivas - rejeitos de mineração, entulho de dragagem, água produzida carregada de areia-e serviços similares de alto conteúdo de-sólidos-em que um filme epóxi mais fino se desgastaria em uma fração da vida útil do projeto. Os sistemas de poliuretano podem ser aplicados em espessuras significativamente maiores do que o FBE (vários milímetros são comuns para serviços-de lama para serviços pesados, em comparação com frações de milímetro para o FBE), e essa espessura em si se torna parte da tolerância ao desgaste em torno do qual o tubo foi projetado. Quimicamente, o poliuretano resiste razoavelmente bem a ácidos suaves, álcalis e hidrocarbonetos, embora não tenha o melhor desempenho em relação a nenhuma categoria química isolada, da mesma forma que um revestimento de fluoropolímero-construído especificamente seria - seu ponto de venda é a combinação de resistência química decente com resistência à abrasão genuinamente boa, e não o melhor desempenho-da-classe individualmente.

O revestimento de argamassa de cimento é quase um material de{0}}única finalidade: é o revestimento interno padrão para redes de transmissão de água potável e água bruta, valorizado por ser barato, auto-reparável até certo ponto (a superfície alcalina do cimento pode reformar uma camada protetora após pequenos danos) e não confere sabor ou preocupação química à água potável. Essencialmente, não tem lugar fora do serviço de água - o cimento é atacado por ácidos e por água macia e de baixa{4}}alcalinidade que lixivia o cálcio do revestimento ao longo do tempo, e não tem resistência significativa a hidrocarbonetos ou produtos químicos industriais. Onde o revestimento de argamassa de cimento aparece em uma especificação, a aplicação é quase sempre transmissão de água, e as principais coisas que vale a pena confirmar na fase do pedido são a agressividade da própria água (água macia e água com pH baixo reduzem a vida útil do revestimento de cimento) e se o tubo precisa de uma camada adicional de vedação de epóxi sobre o cimento para condições de água particularmente macias.

Revestimento de borracha - borracha natural, nitrila, EPDM e outros compostos de borracha sintética, dependendo do serviço específico - é o revestimento preferido onde a resistência química e a flexibilidade são importantes, especialmente para serviços de petróleo bruto e gás ácidos, onde sulfeto de hidrogênio e outros componentes ácidos estão presentes, e para lidar com muitos ácidos e lamas químicas abrasivas. A seleção do composto de borracha é muito importante aqui: a borracha natural resiste bem a muitos ácidos e à abrasão, mas degrada-se rapidamente na presença de óleos e muitos solventes, enquanto a borracha nitrílica é a escolha mais comum especificamente para serviços de petróleo e hidrocarbonetos devido à sua resistência ao óleo. Obter o composto de borracha errado para o fluido em questão é um erro genuíno e comum - "revestido de borracha" não é uma especificação única, e o composto precisa ser compatível com o fluido da mesma forma que uma liga de metal seria, não sendo considerada intercambiável entre os tipos de borracha.

Revestimentos termoplásticos - PVC, polipropileno (PP), polietileno (PE) e PTFE (Teflon) - ocupam o limite superior da resistência química, geralmente aplicados como mangas soltas ou coladas em vez de revestimentos pulverizados. Os revestimentos de PVC e PP lidam bem com uma ampla variedade de ácidos, álcalis e sais e são comuns em processamento químico e aplicações de águas residuais onde o fluido é agressivo, mas não extremo. O PTFE está no topo da faixa de resistência, lidando com quase todo o espectro de produtos químicos industriais, incluindo ácidos fortes, bases fortes e a maioria dos solventes, e é por isso que é especificado para as aplicações de transporte de produtos químicos mais agressivas e para serviços de alta-pureza, onde o revestimento em si não deve contaminar o fluido. A desvantagem é o custo e a complexidade da instalação - O revestimento de PTFE, em particular, é um processo especializado e caro, e raramente é justificado, a menos que o fluido realmente exija esse nível de resistência. Especificar o revestimento de PTFE para um fluido que um revestimento de epóxi ou borracha de médio porte suportaria perfeitamente é uma forma comum de inflar os orçamentos de projetos sem o benefício correspondente.

A galvanização-por imersão a quente é ocasionalmente especificada como um revestimento interno, mais frequentemente para tubulações de água potável e ar comprimido, onde a camada de zinco fornece proteção sacrificial contra corrosão a baixo custo. Ele tem limitações reais que importam especificamente para a seleção de fluidos: o zinco é atacado por água com baixo-pH, por água com alto teor de cloreto ou sulfato e por muitos produtos químicos industriais, e as superfícies internas galvanizadas são cada vez mais restritas em sistemas de água potável em algumas jurisdições devido a preocupações com o teor de-traços de chumbo e cádmio no próprio revestimento de zinco, além de preocupações de longo-prazo sobre a lixiviação de zinco em água macia ou ácida. Para serviços gerais de ar comprimido e água não{6}}potável em um ambiente ameno, a galvanização continua sendo uma opção de baixo custo-razoável; especificamente para água potável, vale a pena verificar o código de encanamento local atual antes de adotá-lo, uma vez que a aceitação varia de acordo com a jurisdição e tem sido cada vez mais restrita em vários mercados.

Comece com o fluido em si, não com o tamanho do tubo ou classe de pressão.Identifique exatamente o que está sendo transportado, incluindo vestígios de componentes - um fluxo "principalmente de água" com lesmas ácidas ocasionais precisa ser revestido para a exposição ao ácido, não para a condição média, já que o revestimento tem que sobreviver ao pior caso que verá, não ao típico.

Obtenha valores reais de concentração e temperatura, não a categoria geral.O "serviço ácido" abrange tudo, desde fluxos diluídos, quase{0}}neutros, até fluxos concentrados e agressivos, e os dados de resistência do revestimento são específicos para combinações de concentração e temperatura, e não apenas para o nome químico. Um material classificado para concentração de 10% à temperatura ambiente pode não ser classificado para o mesmo ácido na concentração de 60% ou em temperatura elevada.

Considere os sólidos suspensos e a velocidade, não apenas a química.Um revestimento quimicamente compatível ainda pode falhar precocemente devido ao desgaste abrasivo se o fluido transportar sólidos a uma velocidade significativa - é aqui que a vantagem de espessura do poliuretano ou um revestimento resistente à abrasão -fabricado especificamente para esse fim ganha seu custo premium em relação a uma opção mais fina e mais resistente quimicamente que de outra forma seria adequada.

Verifique os dados reais de compatibilidade do fornecedor do revestimento, não uma tabela genérica.Os gráficos de compatibilidade que circulam online são um ponto de partida razoável, mas são frequentemente generalizados ou desatualizados. Para qualquer serviço fora do transporte rotineiro de água ou hidrocarbonetos leves, solicite dados de compatibilidade específicos para a formulação de revestimento cotada, incluindo de preferência a concentração real e a faixa de temperatura de sua aplicação.

Pese a logística de aplicação e reparo juntamente com o desempenho químico.Revestimentos pulverizados como FBE e poliuretano geralmente podem ser-reparados em campo com um sistema de remendo compatível. Mangas termoplásticas coladas e argamassa de cimento são mais difíceis de reparar localmente, o que é importante para tubulações em locais remotos ou com longos prazos de entrega para uma equipe de reparos - um revestimento que é um pouco menos quimicamente ideal, mas reparável em campo-às vezes é a escolha mais prática do que aquele que exige o retorno a uma oficina especializada para qualquer reparo.

Não-especifique demais.A tentação de usar como padrão o revestimento mais quimicamente resistente disponível - PTFE, por exemplo - como margem de segurança é compreensível, mas cara, e também não está isenta de compensações: alguns revestimentos de alta-resistência são mais frágeis ou mais difíceis de reparar do que uma opção-de gama média. Adequar o revestimento às condições reais de serviço, com uma margem razoável em vez de uma margem máxima, é normalmente a melhor utilização do orçamento do projecto.

A seleção do revestimento interno é, em última análise, uma questão de química-e-desgaste respondida com dados reais sobre o fluido, e não um concurso de popularidade-do tipo de revestimento. O revestimento externo e interno do tubo podem ser, e muitas vezes são, materiais totalmente diferentes, escolhidos por razões totalmente diferentes - e tratá-los como uma decisão é onde muitas falhas de campo evitáveis ​​começam.

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