Корозије на АПИ 5Л Пипелине Стеел са облогом заштиту

Цеви кућишта примена у гасним базенчиће са високим температурама
January 4, 2019
Како је теоријски тежина спиралне челичне цеви рачуна?
January 8, 2019

Корозије на АПИ 5Л Пипелине Стеел са облогом заштиту

АПСТРАКТАН

The корозија отпорности на емајлу-premazni čelične cevi у 3.5 мас% раствор НаЦл је оцењен и упоређена са онима прекривену епоксидом цеви помоћу опен-цирцуит потенцијал, линеарна ПО- otpornost на поларизацију, и мерењем импедансе СПЕЦТРОС- цопи тестови. T-001ц емајл каша и ГП2118 емајл прахове прскани су за челичну цев у влажним и електростатичког процесима, редом. Композиција фаза и микроструктуре две лакова карактерисали су к-зрака и скенирајуће електронске микроскопије (РЕМ). Храпавост површине лакова и њихова снага веза са челичним супстрати били су куанти фи ед да разуме квалитет премаза. СЕМ слике открила је да су обе врсте емајл премаза имају чврсту структуру са изолованим мехурића. Електрохемијске тестови су показали отпор на корозију глеђи премаза као Вери фи ковано је за визуелним прегледом на испитиваних узорака. Нарочито, узорци ГП2118 емајл-обложене константно изнад очекивања узорке прекривену епоксидом.

КЉУЧНЕ РЕЧИ: корозија, мерењем импедансе, емајлирањем, gasovod челик, Скенирање електронска микроскопија

УВОД

природни гас, уље, и опасне течне пренос и прикупљање цевоводи су достигли 484,000 miles in the U.S.1 Aging pipelines are faced with reduced
радни век и поузданост као резултат корозије. Они могу бити заштићени од корозије заштитним слојем, катодна заштита, и коришћење инхибитора корозије. Премаз као физичка баријера на електролит пенетра- тион је једна од најефикаснијих и ЕФ метода довољни у ублажавање корозије.
Када интерно примењује на челичних цијеви, капут- Инг има неколико предности. Први, унутрашњи премаз може да спречи фл уид или гас у интеракцији и реакцијом са основном челика. други, цоатед челичне цеви смањује микробиолошких наслаге и бактерије био фи лм Форма- тионс јер већа храпавост од необложеној цеви помаже заштити бактерију и обезбедити услови раста за бактеријски цолониес.2 трећи и последњи, the
унутрашњи премаз може да смањи пад притиска у дугом удаљености од цевовода и на тај начин моћи потребне за пренос нафте и гаса. Пад притиска у обложеном цеви је експериментално показано да 35% нижа него на голом челичне цеви на Реинолдс више
1 × 107.3
Данас, дводелни солвентни епокси премази на бази, растварача и фузије везани превлака, анд полиамидне премази имају широку примену у сирове нафте и природног гаса пипелинес.4-6 су Ови премази слабо везану са
њихов челика подлоге и тако склон недовољно фи лм цорросион.7
Порцелаин емајл, као неоргански материјал, је хемијски везан за подлогу метала на температури од 750 ° Ц до ~850 ° Ц. То не може бити само недовршене са глатком и естетским површину, али такође пружају ек- целлент хемијска стабилност, добра отпорност на корозију, и издржљивост у разним оштром енвиронментс.8 разлику

 

епоксидни премаз, enamel coating has no under-film corrosion when locally breached because of its chemical bond with metal substrates.9 It has been widely used for household cooking utensil protection or steel container protection in industries. Његова корозије поново- систанце као заштитни премаз за арматуру у бетонским конструкцијама је испитан у унапред- виоус студије и показано да задовољавајућој генерал.10-11

У овој студији, понашање корозије челичне цеви интерно обложена две врсте глеђи (T-001 Каша анд ГП2118 праху) испитиван је 3.5 мас% раствор НаЦл. Фазни састав и микроструктура лакова карактерисали су рендгенском дифракцијом
(КСРД) и скенирање електронска микроскопија (РЕМ), редом. Храпавост површине емајлирањем и њен чврстоћа око челичних цеви супстрате су одређене. Електрокемијска понашања су проучавали са отвореним кола потенцијала (ОЦП), линеарна поларни- otpornost на изације (ТРВ), и електрохемијска Импед- доче спектроскопија (СЕИ) тестови. Висуал инспекције су направљене на тестираних узорака за било очигледних знакова корозије. Отпорност на корозију емајл челичног упореди са оном епокси-обложене челика.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНЕ ПРОЦЕДУРЕ

Енамелинг и Узорци

АПИ 5Л Кс65 челична цев (ЦПМ Глобално) са 323.85 мм ин спољњег пречника и 9.53 мм дебљине зида је коришћен као супстрат метал у овој студији. Хемијски састав челика пружа од стране продавца је представљен у табели 1. Челична цев је фи рст исећи на 18 25 мм к 50 мм цоупон примерци. Узорци цут су тада стали оштро за 1 мин до отарасити мил скали и рђа, и коначно очишћена са
комерцијално доступна чишћење растварачем.
Две врсте емајл су примењена на челичним купона: T-001 Каша анд ГП2118 праху. Хемијске композиције Т-001 glass frits and GP2118 enamel powder were determined by x-ray fluorescence (КСРФ) као што је приказано у табели 2. Глеђ Каша је припремљен првом млинских стакла фрите, глина, и одређеним електролити, а затим их мешају са водом све док смеша није у стабилном стању суспензије. Глеђ Каша је ручно прска на узорцима купона користећи пиштољ за прскање, што је покреће млазом компримованог ваздуха као конкретног фи ед у Табели 3. Узорци су загревани на 150 ° Ц 10 мин да се одвезем влагу, фи ред на 815 ° Ц током 10 min, и коначно хлађена до собне температуре. За електростатичко прскање, ГП2118 глеђи прах са просечном величином честица од 32.8 ум је коришћен. Електрични фи елд формиран између бризгаљке електроде и узорак. емајл честице, погон из пиштоља по струји ваздуха, постало негативно наелектрисане, мигрирали према узорку (позитивна електрода) и да су де- позиционирана. После снаге прскање, челичне купони су пребачени у пећ и фи црвене на 843 ° Ц током 10 min, затим одселио и хлађена до собне температуре. Дебљина Т-001 облагање контролом времена прскања, док је дебљина ГП2118 превлаке је контролисана од броја пиштоља. За поређење, узорци челика прекривену епоксидом је пре- паред и тестиран. У овом случају, 3П Сцотцхкоте 323 † епокси, који је примењен у индустрији цевовода, је коришћен за пресвлачење узорци. Стеел купони су превучене четком епоксид на собној температури и затим осушен у ваздуху 3 д пре електрохемијске тестове.

 

Карактеризација емајл превлака

Дебљина превлаке и храпавости мерени манометром дебљине горњег слоја МиниТест 6008 † и оптичким микроскопом Хирок †, редом.

The bond strength between the coating and its substrate steel were determined using PosiTest† following ASTM D4541-09.12 To enhance its bond with the coating, a 20 мм пречник Долли у бази је охрапавити са абразивним папирима, и очишћена са алкохолом да би се уклонио оксидација и остале нечистоће. Основу луткица се лепи са јединственим слојем лепка до површине теста за облагање. После очвршћавања фор 24 ч, премаз око луткица је уклоњен помоћу 20 мм резног алата у циљу да се изолује лутку на специ фи ц тест области. Лутка је коначно повукао са површине узорка под правим углом по стопи од стреса 0.4 МПа / с. Максималан Снага сваког обложеног узорка је остварен.
По завршетку корозије тестова, фазе у премаза испитана директно на површину обложених узорака челичних КСРД (Филип КС'Перт †) са углом дифракције (2ја) варирао између 10 ° и 55 °. Пресеци узорака лаком обложене су припремљени за микроструктуре анализе са СЕМ (Хитацхи С4700 †). Сваки узорак лаком обложене је фи први хладно монтирана у епоксидне смоле (ЕпокиМоунт †, Аллиед Хигх Тецх Производи, Инц) и исећи у један 10 мм дебљине пресек користећи дијамантски тестере. Онда, попречни пресек је Брушена са тврдог метала папире за 1200 шљунак, испран дејонизованом водом, и коначно осушена на ваздуху на собној температури прије прегледа. СЕМ слике су анализирани са ИмагеЈ † софтвера за процену порозности.

Електрохемиски Тестови

Сваки узорак је лемљени са бакарном жицом за електрохемијска мерења као што је приказано на слици 1. Све стране узорка осим емајл- или епокси-обложене лица била прекривена Марине епоксидом.

Изложена емајл или епокси подручје било 30 мм к 20 мм у величини.
Сви узорци су уроњени у 3.5 мас% раствор НаЦл са пХ 7 и тестирана на собној темпера- ture за 69 d. Раствор је припремљен додавањем Пури фи ед натријум хлорид (Фишер научне, Инц) у дестилованој води.

У време 1, 3, 6, 13, 27, 41, 55, и 69 d, ОЦП, ТРВ, и ЕИС тестови су изведени за праћење корозије еволуцију емајл- и епоксидне челичног самплес. Стандардни три електрода систем коришћен за електрохемијске тестове, инцлудинг а 25.4 мм к 25.4 мм к 0.254 мм, платина лист као контра електрода, saturated calomel electrode (ЗКЕ) као референтну електроду, а цоатед узорак као радног електрода. Сва три електроде су повезане са Гамри 1000Е потенциостат / галваностата † за аквизицију података.

После сваког стабилног ОЦП (трајању 1 ч) забележен, ЕИС тест је изведен са синусоидалним потенцијалном таласу 10 мВ у амплитуди око ОЦП и учесталост 100 кХз до 5 мХз. ЛПР Тест је спроведен скенирањем низ ± 15 мВ око ОЦП по стопи од скенирања 0.167 мВ / е. У ЛПР Криве се користе за одређивање Рп отпорност поларизатион, која је једнака нагибу линеарног региона поларизације криве око нултог струје:13

РП = ΔЕ = Δи

где ΔЕ и Δи представљају напон и струја корацима, редом, У линеарном делу поларизације криве ат И = 0. ЛПР мерења су коришћене за израчунавање густине струје корозије од Стерн-Геари једначине:13

ИКорр = вавц = ½2.303два + βцТхРп (2)

где βа и βц представљају анодиц тафел константу (0.12) и катодна Тафел константа (0.12), редом, и ИКорр је корозија струја.

РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА
премаз Карактеризација
Фазе у Енамел - КСРД паттернс на површини ГП2118 и Т-001 узорци емајл-обложене након потапања у 3.5 вт% НаЦИ раствор за 69 д су иденти фи кована и приказан на слици 2. Кварцни СиО2 је присутан у оба типа емајл премаза. The highest intensity peaks of quartz SiO2 were at 26° and 26.5° for GP2118 and T-001 лакови, редом.

Microstructure at Enamel/Substrate Interface — Cross-sectional SEM images at the steel/coating interface with different magnifications are presented in Figure 3. Глеђ премази имају чврста структура са искљученом ваздушних мехурића кроз дебљину превлаке (brojke 3[А1] и [b1]). Ваздушних мехурића су формиране током високо температурне хемијске

Реакција емајл стакла фрите са челика током фи прстена процесс.14-15 глеђи премази имају бројне
изоловане мале поре са изузетком ГП2118 глеђи која има неколико великих поре са пречником од приближно 105 Μm. Порозност Садржај Т-001 енамел је измерена 4.26%, што је ниже од 12.72% за ГП2118 емајл. brojke 3(a2) и (Б2) показују Магни фи ед енамел / челика интерфејсе на којима мали Фе избочине прерасте у емајлирањем да формира различите сидришта. Ови Епитакиал спинел честице побољша везивање између глеђи и челичним субстрате.16

Пулл-офф Стренгтх - измерених дебљина, храпавост, и бонд снага три врсте премаза су у табели 4. Просечна и стандардна девијација дебљине и храпавости подлоге сваког премаза су израчунате из
27 мерења узетих из три различита узорка која су полирани имати сп на површини за пулл-офф тестом. Просечна и стандардна девијација јачину везе сваког премаза израчунати су из три пулл-офф тестовима спроведеним. Може се видети из табеле 4 то епокси премаз је најдебље (396 Μm) и т-001 емајл је најтањи (230 Μm). The

 

храпавост од три премаза је око 1 Μm, указујући глатке површине у свим узорцима.

По завршетку пулл-офф тестова, Тхе Долли и подлоге лома површине су приказани на слици 4. У тесту обвезница пулл офф, четири могућа режима неуспех укључују: (1) адхезија пауза измедју облоге и челичним супстрата, (2) кохезија пауза унутар слоја превлаке, (3) лепак пауза, и (4) микед прекид или цомби- нацију наведених пауза на више лоцатионс.17

Емајл премази имају мјешовити режим неуспех у- волвинг паузу унутар премаза (кохезиони пауза) а прекид у лепка који се користи да закључи лутку на узорку. Епокси премаз има и мешовити режим неуспех која укључује прекид унутар премаза (кохезиони пауза), пауза између премаза и подлоге челика (лепак пауза), и лепак пауза. Нема лепак паузе за емајл премазе јер Анкер тачке на интерфејсу повећати потенцијала између једног премаза емајл и њен супстрат челика као што је приказано на слици 3. Специ фи кованим, ГП2118 емајлирањем има највећу снагу везивања са просечном вредношћу 17.89 мпа, епоксидни премаз има најнижи јачину лепљења оф 8.01 мпа, и т-001 емајлирањем има снагу везивања за 16.85 мпа.

brojke 5(a) и (b) представљају Магни фи ед ребра површинске морфологијом као што је приказано на сликама 4(a2) и (Б2), редом. Када је лутка скинули су обложене узорак под правим углом, a crack initiated and ProPaGaTEd acroSS larGE aIr bubblES wIThIn ThE coaT- ИНГ под све већим учитава. фигуре 6(a) и (b) Схов СЕМ слике за пресеци тестираних СПЕ- цИМЕнС правоугаоног Ареас цифара 4(a2) и (Б2), редом. Прелома површине примерци су углавном глатка са минималним остао премаз дебљине око 70 уМ и
40 уМ За ГП2118 и Т-001 емајл, редом. У поређењу са Фигуре 3, фигуре 6(a) и (b) Указују на то да прелома површине су далеко од својих одговарајућих везивни слојеви на емајл / подлоге интерфејси и пролазе кроз најслабија слој повезивање великих ваздушних мехурића у омотачу, јер је придржавање лака на челичних површина је хемијски ојачана са растом ЕПИТАКСИАЛ Спинел честица u gleđ током хемијске реакције у фи ринг ПроцЕСС.16

Comments are closed.