O revestimento epóxi ligado por fusão protege a tubulação de água contra corrosão
Embora a combinação de revestimento anticorrosivo de epóxi ligado por fusão (FBE) com revestimento resistente à abrasão (ARO) seja bem conhecida na indústria de petróleo e gás, os sistemas de revestimento ARO normalmente não são escolhidos pelos especificadores da indústria de água municipal.1 No entanto, um projeto recente de tubulação de água foi revestido internamente com sucesso com argamassa de cimento após a aplicação de FBE e ARO, e mostrou as vantagens de usar a combinação FBE e ARO para proteger a tubulação de água municipal da corrosão.
FBE é um revestimento em pó termofixo à base de epóxi2 amplamente aplicado em tubos de aço, barras de reforço de aço para concreto, tanques e uma ampla variedade de conexões de tubulação (válvulas e conexões). A designação “ligado por fusão” vem da reticulação química que ocorre durante o processo de aplicação, que difere da aplicação de tintas e revestimentos padrão. O FBE é aplicado pré-aquecendo o substrato, normalmente acima de 205 °C (401 °F), e pulverizando o pó de revestimento na superfície. Pequenas peças e acessórios podem ser mergulhados em pó FBE que foi fluidizado pelo ar. Quando aplicado como camada base em um sistema multirrevestimento, o FBE é normalmente chamado de camada primária de proteção contra corrosão.
ARO é um revestimento em pó termoendurecível aplicado sobre um FBE compatível durante o processo inicial de aplicação do revestimento para proteger o revestimento FBE durante o armazenamento, manuseio e instalação. A camada FBE é primeiro aplicada eletrostaticamente na superfície do tubo e então a camada ARO é aplicada da mesma maneira em uma segunda cabine de pintura imediatamente depois. O revestimento duplo é então temperado com água para esfriar e endurecer. Quando aplicado, o ARO fica integralmente ligado à camada base FBE resistente à corrosão e forma uma camada externa resistente a arranhões, impacto, abrasão e penetração. O ARO melhora o desempenho geral de adesão do sistema de revestimento e é útil em situações em que o tubo deve ser puxado através de um furo e onde o manuseio, a instalação e os solos rochosos durante o aterro podem danificar o revestimento primário.
Os especificadores que escolhem um sistema de revestimento para proteger tubulações de água, válvulas e tanques contra corrosão devem considerar muitas questões, começando pela aplicabilidade dos revestimentos para uso com água potável. Os revestimentos FBE e ARO não contêm solventes e são baseados em tecnologia 100% sólida. Quando projetados para contato com água potável, os revestimentos FBE e ARO atendem ou excedem muitos padrões aplicáveis para água potável da American Water Works Association (AWWA), Organização Internacional de Padronização (ISO), American National Standards Institute (ANSI) e NSF, incluindo NSF/ANSI 61.3
Nos últimos mais de 50 anos, os aplicadores de FBE desenvolveram métodos eficientes que tornam o FBE e o ARO muito competitivos em termos de custos com outras opções de revestimento populares. Desde que se tornaram comercialmente disponíveis como revestimentos de tubos na década de 1960, os sistemas de revestimento FBE/ARO têm sido usados em muitos grandes projetos de transmissão e distribuição de petróleo e gás em todo o mundo.4 No entanto, um projeto hídrico recente demonstra que um sistema FBE/ARO pode ter mais aplicações do que apenas petróleo e gás, como tubulações de transmissão de água, afirma Dustin Traylor, membro da NACE International, gerente global de produtos funcionais/gerente de serviços técnicos da Axalta Coating Systems (Philadelphia, EUA). Pensilvânia, EUA).
Normalmente, as tubulações de transmissão de água são primeiro revestidas internamente e depois revestidas externamente para minimizar danos de manuseio ao revestimento externo. O revestimento mais comum utilizado para tubulações de transmissão de água é a argamassa de cimento. O processo centrífugo de revestimento de cimento distribui a argamassa por todo o comprimento do tubo através de uma lança retrátil enquanto o tubo gira a uma velocidade relativamente baixa. Após a aplicação da argamassa, o revestimento de cimento é alisado e compactado girando o tubo a uma velocidade mais alta (normalmente 550 a 650 rpm) e vibrando o tubo para expelir a água e produzir um revestimento denso de argamassa de cimento que está em contato íntimo com a superfície do tubo. Historicamente, o principal obstáculo ao revestimento externo de tubulações de água revestidas com argamassa de cimento com FBE era que a tubulação tinha que ser revestida primeiro. A preocupação era que o manuseio e o aquecimento do tubo durante a aplicação do FBE pudessem danificar o revestimento da argamassa de cimento.
Para este projeto, a equipa técnica da Axalta e o fabricante de tubos Jindal Tubular USA (Bay St. Louis, Mississippi, EUA) analisaram cuidadosamente o processo de revestimento e propuseram revestir primeiro a superfície externa do tubo com uma camada dupla de FBE/ARO e depois revestir o tubo com argamassa de cimento. Este plano só funcionaria, no entanto, se o ARO protegesse o FBE durante o processo de revestimento de cimento. O processo de revestimento e o equipamento de manuseio de tubos, diz Traylor, podem danificar o FBE e levar a reparos excessivos.
Traylor observa que a equipe de revestimentos funcionais de sua empresa não conseguiu encontrar um estudo de caso de ARO sendo usado em aplicações de água potável. Os fabricantes de tubos e revestimentos propuseram então uma demonstração da planta ao proprietário do oleoduto e à equipe de engenharia de projeto para provar que o revestimento ARO poderia suportar os efeitos do processo centrífugo de revestimento de cimento e proteger a camada FBE abaixo. A NSF concedeu a certificação dos revestimentos Nap-Gard† 7-2610 e Nap-Rock† Gray ARO do fabricante de revestimentos, que foram usados neste projeto.
O proprietário da tubulação de água, Mni Waste’ Water Co. (Eagle Butte, Dakota do Sul, EUA), e a equipe de engenharia do projeto – Banner Associates (Sioux Falls, Dakota do Sul, EUA); RUSTNOT Corrosion Control Services, Inc. (Boise, Idaho, EUA); e Accurate Inspections (Thornton, Colorado, EUA) — estavam interessadas nesta abordagem inovadora para seu projeto de segmento 1 de tubulação de água tratada devido ao sucesso comprovado dos revestimentos FBE no mercado de petróleo e gás, além de seus baixos requisitos de corrente de proteção catódica, alta adesão, resistência à abrasão, resistência física e características de não blindagem. Um revestimento intacto, bem aderido e com boas propriedades de proteção contra corrosão era fundamental, pois a rota da tubulação estava localizada em condições de solo extremamente corrosivas, com resistividade do solo muito baixa.<500 Ω-cm) and high chloride content (>4.500 ppm). As tubulações de água normalmente são enterradas mais profundamente do que as tubulações de petróleo e gás (uma profundidade mínima de 1,8 m [6 pés]) e assentadas em um aterro selecionado (que pode ser angular e ter uma densidade compactada de até 95%). O revestimento externo precisava ser robusto para enfrentar esses desafios de instalação.
Embora vários padrões abranjam revestimentos de dutos FBE,5-7 nenhum deles era diretamente aplicável ao revestimento FBE/ARO de camada dupla proposto. O departamento de controle de qualidade da fábrica de tubos propôs, e a equipe de engenharia utilizou, uma avaliação do revestimento FBE/ARO de acordo com os critérios da Canadian Standards Association (CSA) para FBE,7 que era muito mais rigorosa do que as avaliações normalmente usadas na indústria de água para outros tipos de revestimentos em termos do número e tipos de controle de qualidade e testes de desempenho necessários e dos critérios de aceitação de testes.
Os testes de controle de qualidade da planta de tubos incluíram contaminação por sal e testes de perfil de superfície, inspeção visual e um teste de fita transparente para determinar a limpeza da superfície do tubo. A inspeção visual e física do revestimento aplicado incluiu um teste de férias de alta tensão, teste de espessura de película seca, teste de durômetro (dureza), teste de queda de peso, teste de curvatura, teste de imersão em água por 24 horas, teste de descolamento catódico de 24 horas, teste de contaminação traseira e teste de porosidade traseira e lateral. Os resultados mostraram que o revestimento FBE/ARO atendeu aos critérios mínimos de teste da CSA e permaneceu em condições excelentes e sem danos durante os processos de revestimento e manuseio da argamassa de cimento. Quando a adesão pull-off foi testada de acordo com ASTM 4541,8, não foram observadas falhas do tipo substrato, delaminação intercamadas ou separação do FBE da camada ARO. Alguns dos testes de adesão chegaram a quase 6.000 psi (41 MPa) antes da cola falhar, o que confirmou que o sistema de revestimento FBE/ARO estava firmemente aderido à superfície do tubo e a si mesmo.
Depois que o teste de aplicação foi bem-sucedido, os 19 km restantes de tubo de aço de 610 mm (24 pol.) de diâmetro foram revestidos pelo fabricante de tubos em sua fábrica. A espessura nominal aplicada do FBE foi de 16 a 20 mils (405 a 510 μm), enquanto a espessura nominal do ARO foi de 20 a 25 mils (510 a 635 μm). O membro da NACE William S. Spickelmire, da RUSTNOT, relatou danos mínimos ou nenhum dano no tubo revestido durante o transporte e instalação, exceto nas poucas vezes em que o tubo foi manuseado incorretamente.
†Nome comercial.
Referências
1 D.L. Traylor, “Proteção contra corrosão de tubos de água potável NSF usando um sistema FBE de camada dupla”, Conferência de revestimento de dutos de 2017 (Houston, TX: AMI, 2017).
2 “Fusion Bonded Epoxy Coating”, Wikipedia, a enciclopédia gratuita, https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_bonded_epoxy_coating (22 de março de 2018).
3 NSF/ANSI 61, “Componentes do Sistema de Água Potável – Efeitos na Saúde” (Ann Arbor, MI: NSF International, 2016).
4 J.G. Dickerson, “FBE evolui para atender às necessidades da indústria de proteção de dutos”, Tubulação e Indústria de Gás. 3, 67 (2001): pág. 6.
5 Norma NACE SPO394-2013, “Aplicação, desempenho e controle de qualidade de revestimento externo de tubo epóxi de fusão de camada única aplicado em plantas” (Houston, Texas: NACE International, 2013).
6 AWWA C213-15, “Revestimentos e revestimentos de epóxi com ligação por fusão para tubos e conexões de água de aço” (Denver, Colorado: AWWA, 2015).
7 Norma CSA Z245.20 “Revestimentos externos aplicados em plantas para tubos de aço” (Mississauga, Canadá: CSA, 2012).
8 ASTM 4541-09, “Método de teste padrão para resistência à remoção de revestimentos usando testadores de adesão portáteis” (West Conshohocken, PA: ASTM International).
Fonte: Dustin Traylor, Axalta Coating Systems, e-mail: dustin.traylor@axaltacs.com, site: www.axaltacs.com; e William S. Spickelmire, RUSTNOT Corrosion Control Services, e-mail: bspickelmire@rustnotconsulting.com. Agradecimentos especiais à Mni Waste’ Water Co. e à Banner Associates pela permissão para resumir este projeto de tubulação de água revestida com FBE/ARO.
Benefícios a longo prazo do uso de tanques de aço inoxidável na indústria química.docx
Na indústria química, escolher as soluções de armazenamento certas é crucial para garantir segurança, confiabilidade e sustentabilidade a longo prazo. Os tanques de aço inoxidável são altamente considerados pela sua durabilidade e versatilidade no manuseio de uma ampla gama de substâncias químicas. Neste artigo, exploraremos os principais benefícios e aplicações dos tanques de aço inoxidável na indústria química, destacando por que eles são a escolha certa para muitas empresas.
