Materiales de revestimiento de tuberías y qué líquidos están realmente clasificados para transportar

El revestimiento interno de una tubería y su revestimiento anticorrosión externo-resuelven dos problemas completamente diferentes, y mezclarlos en una especificación es uno de los errores más comunes - y más costosos - que cometen los compradores. El revestimiento externo (FBE, 3PE, 3PP y sistemas similares) protege la pared de la tubería del suelo, el agua o la atmósfera en la que se asienta. El revestimiento interno protege la pared de la tubería de cualquier cosa que realmente fluya a través de ella, y eso es un problema químico, no un problema de condición de enterramiento-. Un recubrimiento que funciona maravillosamente contra suelo arcilloso húmedo durante treinta años puede fallar en semanas contra el fluido incorrecto en el interior, y lo contrario es igualmente cierto. Este artículo trata sobre la segunda pregunta: qué materiales de revestimiento resisten qué fluidos y por qué la respuesta no es tan simple como "el epoxi resiste los productos químicos".

La protección contra la corrosión externa consiste en gran medida en impedir que la humedad y el oxígeno lleguen al acero desnudo y, en menor grado, en resistir los daños mecánicos durante la instalación y el servicio. El ambiente del suelo en el exterior de una tubería enterrada, si bien varía, es una banda relativamente estrecha de condiciones en comparación con lo que puede fluir a través del interior de una tubería. Internamente, un revestimiento puede enfrentarse a cualquier cosa, desde agua potable con un pH casi-neutro hasta ácido sulfúrico concentrado, desde un fluido limpio hasta una suspensión abrasiva que transporta sólidos suspendidos, desde la temperatura ambiente hasta vapor sobrecalentado. Cada una de esas condiciones ataca un material de revestimiento a través de un mecanismo diferente - disolución química, oxidación, hinchazón y ablandamiento, desgaste abrasivo o degradación térmica - y ningún material de revestimiento resiste todas ellas igualmente bien. Elegir un revestimiento es fundamentalmente un ejercicio de comparación: identificar qué fluye realmente a través de la tubería, a qué concentración y temperatura, y compararlo con los datos de resistencia documentados de un material en lugar de con su reputación.

FBE es uno de los revestimientos internos más utilizados para servicios de agua e hidrocarburos suaves, y se aplica como un polvo pulverizado electrostáticamente que cura formando una película dura, suave y continua. Su resistencia química es sólida contra el agua potable, el agua levemente corrosiva (incluido el contenido moderado de cloruro) y muchos productos refinados del petróleo, razón por la cual aparece con tanta frecuencia como revestimiento interno y revestimiento externo en la misma tubería en el servicio de recolección de petróleo y gas. Donde el FBE tiene problemas es con ácidos fuertes, álcalis fuertes y solventes aromáticos, todos los cuales pueden degradar la película epóxica con el tiempo, y con lodos abrasivos, donde la película relativamente delgada (típicamente 300-500 micrones) ofrece un margen de desgaste limitado contra sólidos suspendidos. La temperatura de funcionamiento también es una limitación real - la mayoría de los sistemas FBE están clasificados para temperaturas de servicio en el rango de 60-80 grados C, con formulaciones especializadas para altas-temperaturas que aumentan, pero con un costo y un plazo de entrega superiores. Para el transporte de agua limpia, salmuera suave y hidrocarburos en general, el FBE suele ser la opción más rentable; para cualquier cosa ácida, muy abrasiva o muy caliente, suele ser la equivocada.

El epoxi de alquitrán de hulla fue, durante décadas, el revestimiento interno predeterminado para el servicio de petróleo y agua producida-, valorado por su resistencia a los hidrocarburos y su costo razonable. Su uso ha disminuido significativamente debido a las emisiones de COV durante la aplicación y los problemas de salud y manejo ambiental asociados con la brea de alquitrán de hulla, y muchas jurisdicciones ahora lo restringen o prohíben. El revestimiento fenólico epoxi, una química relacionada pero distinta, sigue utilizándose activamente, especialmente para interiores de tanques de almacenamiento de agua potable y algunas aplicaciones de almacenamiento de combustibles y productos químicos, y ofrece una mejor resistencia a la temperatura que el FBE estándar (comúnmente clasificado a 90-120°C) y buena resistencia a una gama más amplia de solventes. Los compradores que ven "epóxido de alquitrán de hulla" especificado en un dibujo de proyecto anterior deben verificar el estado regulatorio actual en su jurisdicción antes de asumir que todavía es una opción viable para realizar pedidos; en muchos mercados se ha eliminado gradualmente en favor de alternativas de epoxi fenólico o poliuretano que no conllevan las mismas emisiones y carga de manejo.

El revestimiento de poliuretano intercambia cierto rango de resistencia química por una resistencia a la abrasión genuinamente superior, por lo que es la opción estándar para tuberías que transportan lodos abrasivos - relaves mineros, desechos de dragado, agua producida cargada de arena-y servicios similares con alto contenido de-sólidos-donde una película epóxica más delgada se desgastaría en una fracción de la vida útil del diseño. Los sistemas de poliuretano se pueden aplicar en espesores significativamente mayores que los FBE (varios milímetros son comunes para servicios de lodos de servicio pesado-, en comparación con fracciones de milímetro para FBE), y ese espesor en sí se convierte en parte del margen de desgaste alrededor del cual está diseñada la tubería. Químicamente, el poliuretano resiste razonablemente bien contra ácidos suaves, álcalis e hidrocarburos, aunque no tiene el mejor desempeño contra ninguna categoría química en particular, como lo sería un revestimiento de fluoropolímero construido específicamente -. Su punto de venta es la combinación de una resistencia química decente con una resistencia a la abrasión genuinamente buena, no el mejor-rendimiento-de su clase en ninguno de los dos individualmente.

El revestimiento de mortero de cemento es casi un material de un único-uso: es el revestimiento interno estándar para tuberías principales de transmisión de agua potable y agua cruda, valorado porque es económico, -autocurativo hasta cierto punto (la superficie de cemento alcalino puede volver a formar una capa protectora después de un daño menor) y no imparte sabor ni problemas químicos al agua potable. Básicamente, no tiene lugar fuera del servicio de agua. - el cemento es atacado por ácidos y por agua blanda y de baja-alcalinidad que lixivia el calcio del revestimiento con el tiempo, y no tiene una resistencia significativa a los hidrocarburos ni a los productos químicos industriales. Cuando el revestimiento de mortero de cemento aparece en una especificación, la aplicación casi siempre es la transmisión de agua, y lo principal que vale la pena confirmar en la etapa de pedido es la propia agresividad del agua (el agua blanda y el agua con bajo-pH acortan la vida útil del revestimiento de cemento) y si la tubería necesita una capa de sellado epóxica adicional sobre el cemento para condiciones de agua particularmente blanda.

El revestimiento de caucho - caucho natural, nitrilo, EPDM y otros compuestos de caucho sintético dependiendo del servicio específico - es el revestimiento elegido cuando la resistencia química y la flexibilidad son importantes, particularmente para servicios de gas y petróleo crudo ácido donde están presentes el sulfuro de hidrógeno y otros componentes ácidos, y para el manejo de muchos ácidos y lodos químicos abrasivos. La selección del compuesto de caucho es muy importante aquí: el caucho natural resiste bien muchos ácidos y la abrasión, pero se degrada rápidamente en presencia de aceites y muchos solventes, mientras que el caucho de nitrilo es la opción más común específicamente para servicios de petróleo e hidrocarburos debido a su resistencia al aceite. Obtener el compuesto de caucho incorrecto para el fluido en cuestión es un error genuino y común. - "revestimiento de caucho-" no es una especificación única, y el compuesto debe combinarse con el fluido de la misma manera que lo haría una aleación de metal, no se supone que sea intercambiable entre tipos de caucho.

Los revestimientos termoplásticos - PVC, polipropileno (PP), polietileno (PE) y PTFE (teflón) - ocupan el extremo superior de la resistencia química y generalmente se aplican como mangas sueltas o adheridas en lugar de recubrimientos rociados. Los revestimientos de PVC y PP soportan bien una amplia gama de ácidos, álcalis y sales y son comunes en procesamiento químico y aplicaciones de aguas residuales donde el fluido es agresivo pero no extremo. El PTFE se encuentra en la parte superior del rango de resistencia y maneja casi todo el espectro de químicos industriales, incluidos ácidos fuertes, bases fuertes y la mayoría de los solventes, por lo que está especificado para las aplicaciones de transporte de químicos más agresivas y para servicios de alta-pureza donde el revestimiento en sí no debe contaminar el fluido. La compensación es el costo y la complejidad de la instalación. - El revestimiento de PTFE en particular es un proceso especializado y costoso, y rara vez se justifica a menos que el fluido realmente requiera ese nivel de resistencia. Especificar un revestimiento de PTFE para un fluido que un revestimiento de caucho o epóxico de gama media-podría manejar bien es una forma común en la que se inflan los presupuestos de los proyectos sin el correspondiente beneficio.

La galvanización por inmersión en caliente-se especifica ocasionalmente como revestimiento interno, más a menudo para tuberías de agua potable y aire comprimido, donde la capa de zinc proporciona una protección sacrificada contra la corrosión a bajo costo. Tiene limitaciones reales que son importantes para la selección de fluidos específicamente: el zinc es atacado por agua con bajo-pH, por agua con alto contenido de cloruro o sulfato y por muchos químicos industriales, y las superficies interiores galvanizadas están cada vez más restringidas en los sistemas de agua potable en algunas jurisdicciones debido a preocupaciones sobre el contenido de trazas-de plomo y cadmio en el propio recubrimiento de zinc, además de preocupaciones a largo plazo-sobre la lixiviación de zinc en agua blanda o ácida. Para el servicio general de aire comprimido y agua no-potable en un ambiente templado, la galvanización sigue siendo una opción razonable y de bajo costo-; específicamente para el agua potable, vale la pena consultar el código de plomería local actual antes de incumplirlo, ya que la aceptación varía según la jurisdicción y se ha vuelto más estricta en varios mercados.

Comience con el fluido en sí, no con el tamaño de la tubería o la clase de presión.Identifique exactamente lo que se transporta, incluidos los componentes traza - es necesario revestir una corriente "principalmente de agua" con babosas ácidas ocasionales para la exposición al ácido, no la condición promedio, ya que el revestimiento tiene que sobrevivir al peor caso que se presente, no al típico.

Obtenga cifras reales de concentración y temperatura, no de categoría general.El "servicio ácido" cubre todo, desde corrientes diluidas, casi-neutrales hasta corrientes concentradas y agresivas, y los datos de resistencia del revestimiento son específicos de las combinaciones de concentración y temperatura, no solo del nombre químico. Un material clasificado para una concentración del 10 % a temperatura ambiente puede no estar clasificado para el mismo ácido a una concentración del 60 % o a temperatura elevada.

Tenga en cuenta los sólidos suspendidos y la velocidad, no sólo la química.Un revestimiento químicamente compatible aún puede fallar tempranamente debido al desgaste abrasivo si el fluido transporta sólidos a una velocidad significativa - aquí es donde la ventaja de espesor del poliuretano o un revestimiento -resistente a la abrasión- construido específicamente gana su prima de costo sobre una opción más delgada y más resistente a los químicos que de otro modo sería adecuada.

Verifique los datos de compatibilidad reales del proveedor del revestimiento, no una tabla genérica.Los cuadros de compatibilidad que circulan en línea son un punto de partida razonable, pero con frecuencia están generalizados o anticuados. Para cualquier servicio fuera del transporte rutinario de agua o hidrocarburos suaves, solicite datos de compatibilidad específicos de la formulación del revestimiento que se cotiza, idealmente incluyendo la concentración real y el rango de temperatura de su aplicación.

Pese la logística de aplicación y reparación junto con el rendimiento químico.Los revestimientos pulverizados como el FBE y el poliuretano a menudo pueden repararse-en el campo con un sistema de parche compatible. Los manguitos termoplásticos adheridos y el mortero de cemento son más difíciles de reparar localmente, lo cual es importante para tuberías en ubicaciones remotas o con largos plazos de entrega para un equipo de reparación - un revestimiento que es marginalmente menos ideal desde el punto de vista químico pero que se puede reparar en el campo-a veces es la opción más práctica que uno que requiere regresar a un taller especializado para cualquier reparación.

No especifiques-demasiado.La tentación de optar por el revestimiento más resistente a los químicos disponible, - PTFE, por ejemplo -, como margen de seguridad es comprensible pero costosa, y tampoco está exenta de desventajas: algunos revestimientos de alta-resistencia son más frágiles o más difíciles de reparar que una opción de rango medio-. Hacer coincidir el revestimiento con las condiciones reales de servicio, con un margen razonable en lugar de uno máximo, suele ser el mejor uso del presupuesto del proyecto.

La selección del revestimiento interno es, en última instancia, una cuestión de química-y-desgaste respondida con datos reales sobre el fluido, no un concurso de popularidad del tipo-de revestimiento. El revestimiento externo de la tubería y su revestimiento interno pueden ser, y a menudo son, materiales completamente diferentes elegidos por razones completamente diferentes - y tratarlos como una sola decisión es donde comienzan muchas fallas evitables en el campo.

Contactar ahora