Perché i tubi in acciaio necessitano di rivestimenti?
Il tubo in acciaio si corrode quando entra in contatto con acqua, ossigeno e terreno aggressivo o mezzi di processo. I rivestimenti separano l'acciaio dall'ambiente e, per le tubazioni interrate o sommerse, collaborano con la protezione catodica: il rivestimento gestisce la maggior parte del carico di corrosione mentre il sistema catodico protegge le piccole aree in cui il rivestimento è danneggiato. Un sistema di rivestimento ben-scelto è quindi uno dei modi più-economici per prolungare la durata della pipeline.
Le opzioni di rivestimento si dividono in due famiglie: rivestimenti non-metallici e rivestimenti metallici. All'interno di ciascuna famiglia la scelta dipende dal mezzo (temperatura, pH, corrosività), dall'ambiente di costruzione (resistività del suolo, umidità, falda freatica), dai vincoli economici e dalla durata di servizio richiesta.
Tipi di rivestimento non-metallico
| Rivestimento | Come funziona | Ideale per | Limiti |
|---|---|---|---|
| Fusione-Legato epossidico (FBE) | Spruzzatura elettrostatica di polvere, polimerizzata ad alta temperatura in una pellicola dura e altamente adesiva | Oleodotti e gasdotti, condotte idriche; eccellente resistenza chimica | Resistenza agli urti moderata; Il FBE-strato singolo necessita di cure nel terreno roccioso |
| Polietilene a tre-strati (3LPE) | Primer epossidico + strato adesivo + finitura in polietilene | Condotte interrate, lo standard per le linee di trasmissione-di grande diametro | Costo più elevato; richiede una preparazione della superficie pulita e asciutta |
| Poliuretano (PU) | Rivestimento elastico, resistente all'usura- e agli urti- | Ambienti abrasivi, protezione esterna di tubazioni isolate | Sensibile all'umidità-durante l'applicazione |
| Carbone-catrame epossidico | Resina epossidica a basso costo-con rinforzo in catrame-di carbone | Tubazioni dell'acqua a media- e bassa-pressione, ambienti leggermente corrosivi | Temperatura e capacità chimica inferiori rispetto a FBE/3LPE |
L'FBE viene applicato riscaldando il tubo a circa 220-250 C e spruzzando elettrostaticamente polvere epossidica; la polvere si scioglie, scorre e polimerizza in una pellicola continua. Il polietilene a tre-strati aggiunge uno strato intermedio- adesivo e uno strato esterno in polietilene sopra l'FBE, combinando l'adesione della resina epossidica con la protezione meccanica del polietilene - ed è per questo che 3LPE è descritto come lo standard di riferimento per le condotte interrate. Il poliuretano viene scelto laddove il rivestimento deve flettersi con il tubo e sopravvivere all'abuso meccanico, mentre la resina epossidica al catrame di carbone- rimane un cavallo di battaglia dove il costo è il fattore decisivo.
Rivestimenti metallici
La zincatura a caldo- è il rivestimento metallico più comune: il tubo d'acciaio viene pulito, flussato e immerso nello zinco fuso, formando uno strato di lega di zinco-ferro legato metallurgicamente. Lo zinco si corrode preferibilmente rispetto all'acciaio, quindi il rivestimento fornisce protezione sacrificale (catodica) in caso di graffi e estremità tagliate. I tubi zincati rappresentano lo standard per la costruzione di tubi strutturali, impalcature, corrimano e linee di irrigazione-antincendio.
Rivestimenti specializzati
Per le condizioni estreme, le opzioni emergenti includono rivestimenti ceramici e rivestimenti compositi polimerici che resistono a temperature molto elevate e sostanze chimiche aggressive. Negli ambienti con acqua di mare, i sistemi epossidici a film-spesso sono combinati con la protezione catodica. Per le tubazioni degli impianti chimici che gestiscono acidi forti o solventi, è possibile specificare rivestimenti interni come PTFE o gomma invece di un rivestimento di tipo vernice-.
Elementi essenziali di applicazione e ispezione
La preparazione della superficie determina la durata del rivestimento. La sabbiatura almeno a Sa 2,5 (quasi-metallo bianco) con il profilo di ancoraggio corretto è obbligatoria per FBE e 3LPE; una preparazione inadeguata provoca un distacco precoce indipendentemente dalla qualità del rivestimento. Durante l'applicazione è necessario controllare lo spessore del rivestimento, l'uniformità e le condizioni di polimerizzazione, altrimenti in servizio compaiono fori di spillo, vuoti e sfogliature. Dopo l'applicazione, il rilevamento delle vacanze (scintille) individua fori di spillo e punti scoperti e le riparazioni vengono eseguite con materiali di riparazione compatibili. L'ispezione periodica delle condizioni del rivestimento è essenziale per mantenere la protezione per tutta la durata prevista.
Domande frequenti
Q1: Quale rivestimento per tubazioni è il migliore?
Non esiste un rivestimento migliore; la scelta giusta corrisponde al servizio. FBE e 3LPE dominano la trasmissione di petrolio e gas, le tute galvaniche nell'edilizia e i servizi di protezione antincendio-e i rivestimenti in PU o ceramica vengono scelti per l'abrasione e le alte temperature. La scelta dovrebbe valutare il mezzo, la temperatura, le condizioni del terreno, il costo e la durata.
Q2: Qual è la differenza tra FBE e 3LPE?
FBE è un singolo film epossidico; 3LPE è un sistema a tre-strato di primer epossidico, adesivo e rivestimento superiore in polietilene. 3LPE offre una protezione meccanica superiore ed è preferito per linee interrate di grande-diametro, mentre il FBE a strato singolo-è più semplice e spesso sufficiente per tubi più piccoli e condizioni moderate.
Q3: Perché la preparazione della superficie è così importante?
I rivestimenti si incollano mediante calettamento meccanico su una superficie pulita e profilata. La contaminazione, la ruggine o una superficie liscia causano il distacco e la corrosione della sotto-pellicola. La sabbiatura Sa 2.5 è lo standard minimo per i sistemi FBE e 3LPE.
Q4: Quanto dura il rivestimento di una tubazione?
Con una corretta preparazione e applicazione della superficie, i sistemi FBE e 3LPE durano normalmente dai 30 ai 50 anni in servizio interrato e la zincatura protegge dai 20 ai 50 anni a seconda dell'ambiente. La durata del rivestimento dipende molto più dalla qualità della preparazione e dell'applicazione che dal materiale di rivestimento stesso.
Q5: È possibile saldare il tubo rivestito sul campo?
Sì, ma il rivestimento viene rimosso in una striscia su ciascuna estremità saldata prima della saldatura e ripristinato con un sistema di riparazione-applicato sul campo (resina epossidica liquida, guaina termoretraibile-o nastro) dopo il test della saldatura. Ciò mantiene il sistema di rivestimento continuo lungo la linea.
Q6: Cos'è il rilevamento delle festività?
Il rilevamento delle vacanze (test delle scintille) applica un'alta tensione alla superficie del rivestimento; le scintille indicano fori di spillo, vuoti o punti sottili. Si tratta del controllo di qualità standard prima che il tubo rivestito interrato o sommerso venga calato nella trincea.