آموزشی

چسب مقاوم سازی لوله های نفت و گاز | FRP Pipe

چسب مقاوم سازی لوله های نفتی

برای ساخت لوله های نفت و گاز در بین مصالح بیشتر از همه فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. این لوله ها همیشه در معرض آسیب های فراوانی مانند کمانش، خستگی، خوردگی و... قرار می گیرند. برای تقویت لوله فولادی نفت و گازهمواره راهکارهایی توسط متخصصین این حوزه ارائه و انجام می شود. مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز برای پیشگیری از بروز آسیب و پیشروی ضعف های سازه از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به وجود مواد شیمیایی درون لوله ها و مخازن وجود هر نوع ضعفی که منجر به بروز نشتی شود؛ هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی تبعات و آسیب های جبران ناپذیری را در پی خواهد داشت. به همین دلیل استفاده از چسب مقاوم سازی لوله (FRP Pipe) می تواند بهترین گزینه باشد.


انواع آسیب و خوردگی لوله های نفتی

تا به امروز خوردگی فلزات و آلیاژ های مختلف منجر به خسارت های فراوانی شده است. در جریان عملیات یک خط لوله معمولی، محصولات نفتی با مقادیر کمی از نمک و آب از خط لوله عبور می کنند. اکسیژن، کلرید و باکتری ها، عوامل موثر مغذی مانند نیتریت، فسفات و...، از عوامل ایجاد کننده ی خوردگی داخلی در خطوط انتقال هستند. یکی از رویکرد های مقرون به صرفه و کارآمد برای کاهش یا جلوگیری از این مشکل، استفاده از ضد خوردگی هاست. قبل از پرداختن به راه های مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز، در ادامه به انواع آسیب و خوردگی لوله های نفتی به صورت خلاصه اشاره می کنیم:

  • خوردگی حفره ای: یک خوردگی موضعی است که باعث ایجاد حفره در فلزات می شود. این رویداد زمانی اتفاق می افتد که یک قسمت فلز با توجه به بقیه سطح، آنودایز شده یا تغییرات موضعی شدید در تماس با فلز موجب تخریب می شوند.
  • سولفیده شدن: حمله سولفیدی مخرب معمولا در محلی اتفاق می افتد که اکسید محافظ آن تخریب شده باشد.
  • خوردگی جریان سرگردان: اگر یک جریان مستقیم یا DC خارجی در زمین به وسیله یک هادی عبور داده شود، قسمتی از جریان به مسیری که مقاومت کمتری دارد، انتقال پیدا می کند. جریان مستقیم بسیار آسیب زا و مخرب تر از جریان متناوب یا AC می باشد.
  • خوردگی شیاری: وجود شکاف یا حفره های باریک بین قطعات فلزی می تواند باعث ایجاد خوردگی شود.
  • خوردگی فرسایشی: حرکت یک فرساینده بر روی سطح فلزی باعث افزایش پیدا کردن میزان حمله به علت خوردگی و سایش مکانیکی می شود. این حمله با نام خوردگی فرسایشی مشهور است.
  • خوردگی MIC یا میکروبیولوژیکی: ماکرو و میکرو ارگانیسم ها از طریق دو روش باعث ایجاد خوردگی می شوند. در روش اول با ایجاد مانعی روی سطح، که باعث ایجاد سلول های هوازی می شود. در روش دوم با جذب هیدروژن از سطح استیل این اتفاق می افتد.


راهکارهای مقاوم سازی لوله و مخازن

اقداماتی که برای مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز انجام می شود به چهار دسته اقدامات پیشگیرانه، اقدامات ضروری و اضطراری، اقدامات ترمیم و بازسازی و در آخر عملیات پشتیبانی تقسیم می شوند. انتخاب یک روش دقیق و متناسب برای تعمیر و تقویت لوله با رعایت نکات مهندسی، مدیریت هزینه، مدیریت بهینه ریسک و کاهش بار مالی پروژه همراه است.

در روش های سنتی برای تعمیر کردن و مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز ابتدا لوله آسیب دیده از مدار خارج شده و سپس با جوش دادن ورق تقویت شده و دوباره نصب می شود. در صورت بروز آسیب زیاد لوله به طور کامل تعویض می شود. اما این روش مشکلات زیادی را در پی داشت. از دو دهه پیش تا به امروز روش نوینی برای مقاوم سازی خطوط انتقال با کمک کامپوزیت های FRP مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این روش از لایه های کامپوزیت با الیاف کربن یا آرامید و شیشه استفاده می شود.

در این روش برای استفاده از کامپوزیت های پلیمری FRP جهت تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز، تعداد لایه ها و زاویه های الیاف با توجه به فشار، وسعت خوردگی در لوله و استاندارد های طراحی محاسبه می شود. با توجه به شرایط شیمیایی و حرارتی بهترین انتخاب استفاده از چسب اپوکسی مناسب مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز است. این نوع چسب با کیفیت بالا و در بسته بندی های 4 کیلوگرمی، 10 کیلوگرمی، 20 کیلوگرمی و... مقادیر بیشتر توسط شرکت ماندگار بسپار فجر ارائه می شود.

تقویت لوله فولادی نفت و گاز


تقویت لوله فولادی نفت و گاز به وسیله کامپوزیت FRP

در این روش برای مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز لایه های کامپوزیت پلیمری FRP در ابتدا به رزین آغشته شده و در نهایت توسط متخصصان با زاویه های استاندارد، به روش پیچش روی لوله ای پیچیده می شوند. مقاوم سازی با استفاده از کامپوزیت FRP و استفاده از چسب FRP مزایای قابل توجهی دارد که به آن ها اشاره می کنیم:

    • عایق سازی در برابر زنگ زدگی
    • پیشگیری از گسترش شکاف ها و ترک ها
    • افزایش مقاومت سازه نسبت به عوامل شیمیایی و عوامل محیطی
    • افزایش پویایی و دوام سازه
    • افزایش مقاومت و سختی برشی
    • قابلیت عایق کردن بتن و آب بندی آن
    • افزایش سختی لوله ها و مخازن

با استفاده از این فناوری و با کمک چسب مقاوم سازی لوله های نفتی می توان تمامی نقاطی که دچار خوردگی شده اند را با سرعت بالایی بازسازی کرد. همانطور که متوجه شدید روش های سنتی تعمیر بسیار وقت گیر و هزینه بر هستند. اما با استفاده از لایه های کامپوزیتی تحت عنوان روکش بر روی سازه، زمان تعمیر از 15 ماه به 3 ماه کاهش پیدا خواهد کرد. در نهایت مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز به صورت بهینه و با سرعت بالا انجام خواهد شد.

این پلیمر ها به جلوگیری از آلودگی محیط زیست کمک کرده و موجب مقاومت در برابر بارهای مکانیکی و خوردگی و حرارت می شوند. آن ها چسبندگی فوق العاده ای دارند و بدون نیاز به عملیات گرم و تنها با استفاده از چسب مقاوم سازیماندگار بسپار فجر، موجب مقاوم سازی مخازن و تقویت لوله فولادی نفت و گاز می شوند.

در روش مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز به کمک مصالح کامپوزیتی، هزینه های مربوط به قطع گاز و جوشکاری حذف می شود.

نیروهای خطوط انتقال حین تعمیر و تقویت لوله می توانند در شرایط کاری معمولی خود مشغول باشند. همچنین این روش از هدر رفتن گاز جلوگیری می کند.

به علت وزن کم کامپوزیت های FRP نصب آن ها بسیار آسان است. تعمیر و ترمیم سوراخ لوله نفت و گاز، بدون نیاز به لوازم و دستگاه های خاص و تنها با کمک دو نفر با استفاده از چسب FRP امکان پذیر است.

در این روش امکان برگرداندن لوله خورده شده به وضعیت اولیه طراحی وجود دارد. همچنین از بروز انواع آسیب و خوردگی لوله های نفتی در آینده جلوگیری می کند.

به دلیل عدم نیاز به قطع گاز، جوشکاری و تکه تکه کردن لوله صرفه جویی زیادی در زمان خواهد شد.

مقاوم سازی خطوط انتقال


مقاوم سازی مخازن

مخازن ذخیره تاسیساتی با هدف ذخیره سیالات سمی، غیر سمی و ترکیبات شیمیایی متفاوت، وجود دارند. مقاوم سازی مخازن و تقویت آن ها اهمیت فراوانی دارد. مخازن فولادی  به صورت عمده در مجتمع های پالایشگاهی کاربرد دارند. به همین علت اگر بر اثر بلای طبیعی یا خوردگی آسیب ببینند، مشکلاتی فراوانی به بار می آید. آسیب هایی که بر اثر زلزله به این سازه ها صدمه می زند؛ مودهای مختلف شکست است که به آن ها اشاره می کنیم:

    • بلند شدگی
    • شکسته شدن سقف
    • کمانش پافیلی یا کمانش الاستو پلاستیک در دیواره مخازن
    • کمانش الماسی یا کمانش الاستیک دیواره مخزن
    • کمانش الاستیک به دلیل فشار پایین در قسمت بالایی مخزن

مرسوم ترین مود شکست مخازن فولادی کمانش الماسی و کمانش پافیلی است.

برای مقاوم سازی مخازن راه های مختلفی وجود دارد که سبب تقویت، تعمیر و محافظت از مخازن در برابر خوردگی و آسیب می شود. تعمیر و تقویت یک مخزن فولادی تجهیزات گران، مدت زمان زیاد عدم سرویس دهی حین تعمیر و نیروی انسانی زیادی را می طلبد. اما برخلاف مصالح فلزی، کامپوزیت ها به سادگی دچار خوردگی نمی شوند و حکم یک راه حل طولانی مدت را دارند. پایداری دمایی و مقاومت زیاد کامپوزیت ها باعث شده که بتوان از آن ها در شرایطی با فشار بیش از psi 200 و دمای حداکثر 120 درجه سلسیوس استفاده کرد.

یکی از بهترین راهکارهای مقاوم سازی لوله و مخازن استفاده از لایه‌ های کامپوزیت پلیمری FRP با کمک  چسب FRP می باشد. با این روش می توان در کسری از زمان عملیات تعمیر و مقاوم سازی مخازن، تعویض کف مخازن، نوسازی کل مخزن، تعمیر نقاط نشتی و... را عملی کرد.


مقاوم سازی مخازن به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری FRP

بسیاری از سازه ها مانند مخازن نفت، گاز یا آب به صورت استوانه ای شکل هستند. شارهای هیدرواستاتیک ناشی از سیالات، تنش های حلقوی ایجاد می کند که به دیواره جانبی سازه ها وارد می شود. میزان این تنش ها در پایه مخزن حداکثر بوده و با افزایش ارتفاع، کاهش خواهد یافت. خوردگی باعث کاهش ضخامت دیواره فولادی سازه یا کاهش یافتن سطح مقطع المان های تقویت کننده در سازه ها می شود. این فرایند تنش های محیطی را افزایش داده و شما را ملزم می کند تا هر چه زودتر در راستای تعمیر، تقویت و مقاوم سازی مخازن فولادی اقدام کنید.

مقاوم سازی خطوط انتقال (لوله)


هدف از تعمیر و تقویت مخازن فولادی با مصالح کامپوزیت FRP

استفاده از مصالح کامپوزیت FRP یکی از بهترین راهکارهای مقاوم سازی لوله و مخازن است. دلایل انتخاب این روش برای مقاوم سازی مخازن را می توان به شکل زیر بیان نمود:

    • افزایش دوام و عمر مخازن
    • افزایش یافتن مقاومت برشی
    • کنترل ترک و شکاف ها
    • عایق نمودن و آب بندی
    • افزایش پیدا کردن مقاومت مخزن
    • مقاوم سازی نسبت به حملات مواد شیمیایی
    • مقاومت در مقابل خوردگی


اجرای انواع مصالح کامپوزیت پلیمری FRP با روش Wet Layup

یکی از رایج ترین روش های اجرای مصالح کامپوزیت پلیمری FRP به روش Wet Layup یا روش تر مشهور است. در این روش نیروهای متخصص ابتدا فیبرهای شیشه (GFRP) یا کربن (CFRP) را به رزین اپوکسی آغشته کرده و به سطح بیرونی لوله می چسبانند. در این روش نیروی کار حاذق نیاز است تا مطمئن شود که فیبرها به صورت صحیح قرار گرفته اند. به این ترتیب حفاظت از انواع آسیب و خوردگی لوله های نفتی به بهترین نحو انجام می شود.


چسب FRP

چسب FRP از دو جزء هاردنر اپوکسی و رزین اپوکسی تشکیل شده است. چسب FRP رقیق است و ویسکوزیته پایینی دارد. مقاومت مکانیکی و شیمیایی این چسب در مقابل خوردگی به شدت بالاست. یکی از مهم ترین موارد استفاده از این محصول نصب و آغشته سازی الیاف شیشه، الیاف کربن و آرامید FRP به روش دستی wet layup و ماشینی است. این چسب مقاوم سازی به عنوان پرایمر اپوکسی در پروژه های گوناگون و لایه پیوند در کارهایی در زمینه مقاوم سازی FRPمورد استفاده قرار می گیرد.


ویژگی های چسب اپوکسی FRP

    • چسب FRP استحکام بالایی دارد.
    • چسب FRP به عنوان یک ماده سازگار با محیط زیست شناخته می شود و کاربرد آن آسان است.
    • چسب مقاوم سازی استحکام چسبندگی بالایی دارد و می شود از آن برای چسباندن ورق های FRP، پلاستیک، اجزای فلزی و... استفاده کرد.
    • چسب FRP قابلیت اشباع کنندگی بالایی دارد.
    • استحکام فشاری و خستگی چسب FRP بسیار مناسب است.
    • چسب FRP به دلیل ویسکوزیته مخلوط و بهینه شده در روش wet layup کاربرد و اشباع کنندگی خوبی دارد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.