Абстрактный: Этот углубленный отчет содержит исчерпывающее исследование трехслойного полиэтилена (3ЧП) Система покрытия для стальных труб, Как стандартизировано в немецком институте стандартизации DIN 30678. Он углубляется в исторический контекст, Подробные требования спецификации для каждого уровня (Эпоксидная смола, связанная сплавлением, Клей, полиэтилен), строгий производственный процесс, Протоколы контроля качества, и характеристики производительности. Исследование подчеркивает роль DIN 30678 Как основополагающий и сильно влиятельный стандарт, который сформировал глобальную практику для защиты от коррозии внешней трубопроводы в требовательных средах, Особенно для похороненных и затопленных заявлений. Обширные таблицы данных включены для выяснения свойств материала, Методы испытаний, и сравнительный анализ, Создание 3PE в качестве главной технологии смягчения коррозии.

Ключевые слова: ОТ 30678, 3PE Covert, Защита от внешней коррозии, Эпоксидная смола, связанная сплавлением (ФБЕ), Сополимерный клей, Экструдированный полиэтилен, Катодическое недостаток, Воздействие сопротивления, Целостность трубопровода, Похоронный трубопровод.

1. Введение

Вечная борьба с коррозией представляет собой одну из наиболее важных проблем в эксплуатации и обслуживании инфраструктуры трубопровода стали. Экономические и экологические последствия отказа трубопроводов огромны, управление непрерывным развитием высокопроизводительных систем защитного покрытия. Среди них, Трехслойный полиэтилен (3ЧП) Покрытие стало как глобально признанное и широко развернутое решение для обеспечения надежного, долговечная внешняя защита трубопроводов от коррозии почвы, влага, химикаты, и механическое повреждение.

Немецкий институт стандартизации (Немецкий институт стандартизации – ОТ) сыграли ключевую роль в систематизации требований к применению и качеству для этой технологии посредством публикации DIN 30678, под названием “Пластиковая обрезка стальных труб и литых деталей для работы давления на землю и для воды” (Пластиковая оболочка стальных труб и фитингов для захоронения и воды). Этот стандарт, в то время как конкретно немецкий, достиг фактического международного статуса, Предоставление строгого технического эталона для производителей трубных покрытий и операторов трубопроводов по всему миру. Этот отчет будет анализировать систему 3PE через тщательные рамки DIN 30678, Изучение его компонентов, процессы, и беспрецедентные атрибуты производительности.

2. Исторический контекст и эволюция до 3pe

Разработка конвейерных покрытий, развивающихся из простых однослойных систем, таких как угольная эмаль и обертывания тонких фильмов до более сложных решений. Двухслойный полиэтилен (2ЧП) системы, который объединил клей с экструдированным PE, Предлагаемая улучшенная механическая защита, но иногда подвергалась недостатке из -за недостаточной адгезии и катодной защиты.

Система 3PE была преобразующей инновацией, которая объединила лучшие атрибуты двух установленных технологий:

1. Верхний, цепкая адгезия и катодная устойчивость к безразличим эпоксидной смолы слияния (ФБЕ), который был успешно использован в качестве автономного покрытия.
2. Выдающаяся механическая прочность, устойчивость к влажности, и химическая инертность экструдированного полиэтилена (ЧП).

Внедрение специализированного сополимерного клеяного слоя в качестве важнейшего посредника между FBE и PE создал синергетическую систему. FBE обеспечивает первичную защиту от коррозии и превосходную адгезию для стального субстрата. Клейтный слой связывается молекулярно с вылеченным FBE и одновременно сливается в расплавленную PE во время экструзии. Толстая верхняя часть PE затем действует как грозный механический и экологический барьер. ОТ 30678 Эффективно кодифицировал эту передовую трехслойную структуру, Обеспечение согласованности и надежности.

3. Дин 30678 Стандартный: Рамка совершенства

ОТ 30678 это не просто руководство, а комплексная спецификация, которая диктует требования к материалам, процессы применения, тестирование, и проверка. Он покрывает как полиэтилен (ЧП) и полипропилен (ПП) оболочки, Хотя 3PE - более распространенный вариант. Авторитет стандарта связан с его точным и требовательным характером, оставляя мало места для интерпретации или некачественного качества.

4. Деконструкция системы покрытия 3PE

Производительность системы 3PE полностью зависит от свойств и идеальной интеграции ее трех различных слоев.

4.1 Слой 1: Эпоксидная смола, связанная сплавлением (ФБЕ)
Слой FBE является основой всей системы. Его цель в два раза: Чтобы обеспечить первичный, пассивный барьер против коррозии и создать химически активную поверхность, которая облегчает мощную связь с последующими слоями.

• Состав: Терморедовый порошок, состоящий из эпоксидной смолы, сшивающие агенты, пигменты (Обычно придает ему явный зеленый, загар, или красный цвет), и модификаторы потока.
• Функция:
  • Защита от коррозии: Он образует непрерывную, Фильм с высоким сопротивлением, который невосприимчив к влаге и ионам.
  • Адгезия: Он химически связывается с стальной поверхностью на молекулярном уровне.
  • Катодная устойчивость к безрассудству: Это критическое свойство. FBE очень совместим с катодной защитой (Сн) системы. Если наружный слой PE поврежден, а влага достигает FBE, Ток CP все еще может защитить стальную поверхность, и FBE сильно сопротивляется беззаботному (поднимаясь) из стали под влиянием напряжения CP.
• Приложение: Применяется электростатически на нагретый, Очищенная стальная труба. Тепло растает порошок, заставляя его течь и вылечить в непрерывную пленку.

Стол 1: ОТ 30678 Требования к слою FBE

4.2 Слой 2: Сополимерный клей
Этот слой “клей” системы. Он специфически разработан для создания постоянного химического и физического моста между терморетентированием FBE и термопластичным ПЭ.

• Состав: Обычно привитый полиолефин малеинового ангидрида (например, полиэтилен или полипропиленовый сополимер). Малеиновые ангидридные группы реагируют с эпоксидными группами в вылеченном слое FBE, формирование ковалентных связей. Полиолефиновая основная цепь затем совместима с и растворяется в расплавленную PE верхнего слоя во время экструзии.
• Функция: Чтобы обеспечить 100% адгезия между слоями FBE и PE, предотвращение проникновения воды и расслоение. Без этого конкретного клея, FBE и PE не будут эффективно связываться.

Стол 2: ОТ 30678 Требования к клея

4.3 Слой 3: Экструдированный полиэтилен (ЧП) Верхний слой
Слой PE - рабочая лошадка, Обеспечение основной части механической и защиты окружающей среды. ОТ 30678 Указывает требования для обеих низких плотности (LDPE) и высокая плотность (ПНД) полиэтилен, с предпочтительным HDPE для его превосходных механических свойств.

• Состав: Полиэтиленовая смола, соединенная с углеродным черным (2.5 ± 0.5% для УФ -защиты), антиоксиданты, и стабилизаторы. Углеродный черный должен быть из штрафа, тепловая оценка для обеспечения равномерной дисперсии и оптимальной защиты.
• Функция:
  • Механическая защита: Сопротивляется истиранию, влияние, и проникновение камня во время обработки, установка, и сервис.
  • Экологический барьер: Несоответствует воде, почвенные химические вещества, и микроорганизмы.
  • Электрический изолятор: Щит конвейер электрически, Сокращение текущего спроса на систему CP.

Стол 3: ОТ 30678 Требования к полиэтиленовому верхнему слою

5. Производственный процесс: Точная операция

Применение 3PE покрытие является непрерывным, Процесс управляемого на заводе, который требует крайней точности. ОТ 30678 излагает критические шаги:

1. Подготовка поверхности (Абразивно-струйная очистка): Поверхность трубы очищается до почти белой металлической отделки (на 2.5, ИСО 8501-1) с типичным якорным профилем 50-100 мкм. Это самый важный шаг, Поскольку адгезия покрытия является принципиально механическим.
2. Предварительный нагрев: Труба нагревается в индукционной печи до точной температуры (Обычно 200-240 ° C.) Чтобы подготовить его к применению FBE и отключить любую влагу.
3. Приложение FBE: Нагретая труба попадает на станцию, где порошок FBE электростатически распыляется на нее. Тепло растает и лечит порошок в непрерывную, Униформа фильма.
4. Охлаждение и осмотр: Труба, покрытая FBE.
5. Клей и экструзия PE: Труба попадает на экструзионную станцию. Клей сначала наносится как порошок на теплый FBE или, чаще, Труба проходит через поперечную нагрузку, где расплавленный клей и PE совместно избываются одновременно на вращающуюся трубу. Тепло из трубы растает клейкий порошок, обеспечение связывания.
6. Охлаждение и затвердевание: Труба с покрытием охлаждается водяным охлаждением, чтобы затвердеть слой PE.
7. Конечно: Концы с покрытием обрезаны для обнаженной стали для сварки.
8. Последний осмотр: 100% Праздничное обнаружение проводится при высоком напряжении (Обычно используя тестер Spark с напряжением на основе толщины покрытия). Образцы взяты для разрушительного тестирования (например, Тест на кожуру).

6. Контроль качества и тестирование: Обеспечение соответствия

ОТ 30678 Обязает строгий режим в процессе и окончательном тестировании.

Стол 4: Ключевые контрольные тесты в соответствии с DIN 30678

7. Преимущества и ограничения производительности

Преимущества:

• Исключительная механическая прочность: Высокий устойчивый к повреждению обработки, почвенное напряжение, и каменное удаление.
• Отличная защита от коррозии: Синергетический эффект трех слоев обеспечивает почти невозможный барьер.
• Превосходная адгезия: Система очень устойчива к недостатку, как из почвенного стресса, так и от катодной защиты.
• Отличная химическая устойчивость: Устойчив к почвам, Кислот, щелочи, и растворители.
• Длительный срок службы: Проверенная производительность превышает 50 годы при правильном выборе и установке.
• CP совместимость: Уровень FBE гарантирует, что система CP остается эффективной, даже если PE повреждена.

Ограничения:

• Температурное ограничение: Стандартный HDPE смягчается при температуре выше 80 ° C. Для более высоких температур (до 110-140 ° C.), Полипропилен (3ПП) Системы используются, которые также покрыты DIN 30678.
• УФ -деградация: Пока углеродный черный защищает его, Длительное воздействие солнечного света до захоронения может сделать HE хрупкой. Он должен храниться под прикрытием.
• Сложный ремонт: Повреждение покрытия должно быть отремонтировано с использованием специализированных рукавов с теплообменкой или эпоксидными материалами жидкости обученным персоналом.
• Расходы: Многослойная система и сложный процесс применения делают ее дороже, чем более простые покрытия, такие как FBE..

8. Сравнительный анализ с другими системами покрытия

Стол 5: Сравнение 3pe с альтернативными покрытиями трубопровода

9. Установка и полевое соединение

Производительность покрытия с применением на заводе может быть отменена плохими полевыми практиками. Трубы с покрытием DIN 30678 требуют тщательной обработки с нейлоновыми строками. Траншея должна быть свободна от острых камней, Часто используя песчаную кровать. Наиболее важной активностью является покрытие полевых сварных швов. Это связано:

1. Очистка сварной площадки.
2. Применение совместимой жидкой эпоксидной смолы или рукава FBE на голую сталь.
3. Установка радиационной ссолисной рукава тепловидности над соединением, который обеспечивает механическую защиту и адгезию, эквивалентную основному покрытию.
4. Каждый полевой сустав проверяется в праздничном испытании.

ОТ 30678 больше, чем стандарт; Это свидетельствует о строгости компании Abtersteel Company и проектом для достижения исключительной долговечности в трубопроводной инфраструктуре. Система покрытия 3PE, которую он определяет, предлагая беспрецедентную комбинацию механической устойчивости, экологическое сопротивление, и электрохимическая совместимость. Его многослойная философия дизайна - где каждый компонент выполняет выделенную и синергетическую функцию - установил глобальный эталон. Для инженеров трубопроводов, которым поручено обеспечить целостность активов, похороненных в агрессивной среде на протяжении десятилетий, Указание покрытия, которое соответствует строгим требованиям DIN 30678 остается одним из самых надежных решений, которые они могут принять. Продолжающаяся актуальность стандарта гарантирована благодаря его всестороннему, На основе производительности подход к выбору материала, управление процессом, и обеспечение качества.