شبكات خطوط أنابيب الغاز في المناطق الحضرية هي “شريان حياة الطاقة” لحياة السكان والإنتاج الصناعي. ويرتبط تشغيلها الآمن والمستقر ارتباطًا مباشرًا بالسلامة العامة والنظام الاقتصادي الاجتماعي. ومع تسارع وتيرة التحضر، تجاوز طول شبكات أنابيب الغاز في المناطق الحضرية في الصين 1.2 مليون كيلومتر. ومن بين هذه الخطوط، هناك ما يقرب من 30% من خطوط الأنابيب في الخدمة منذ أكثر من 20 عامًا. ولذلك، أصبحت ترقية مقاومة التآكل ومراقبة الجودة لخطوط الأنابيب المبنية حديثًا محور التركيز الرئيسي للصناعة. ومن بين مختلف تقنيات مكافحة التآكل، أصبح طلاء مسحوق الإيبوكسي المنصهر (FBE) الخيار السائد لشبكات أنابيب الغاز الحضرية العالمية بسبب مقاومته المتميزة للتآكل وموثوقيته المستقرة على المدى الطويل، وهو بمثابة ’خط الدفاع الأول“ لضمان سلامة خطوط الأنابيب.

طلاء FBE: الخيار القياسي في الصناعة

يتم تطبيق طلاء FBE عن طريق تقنية الرش الكهروستاتيكي الذي ينشر مسحوق الإيبوكسي بالتساوي على سطح الأنبوب الفولاذي ثم يعالج في درجة حرارة عالية لتشكيل طبقة مستمرة وكثيفة مضادة للتآكل. تنبع مكانتها “كحل قياسي” في صناعة الغاز الطبيعي من ثلاث ركائز أساسية: النضج التكنولوجي، والاعتراف التنظيمي، والتحقق العملي.

على مستوى معايير الصناعة، تم دمج طلاء FBE في الأنظمة القياسية المحلية والدولية الأساسية وأصبح “متطلبًا إلزاميًا” لمشتريات شركات الغاز. المتطلبات القياسية المحددة موضحة في الجدول التالي:

الفئة القياسية الرقم/الاسم القياسي المتطلبات الأساسية
المعيار الوطني الصيني المواصفة الفنية للتحكم في تآكل خطوط الأنابيب الفولاذية المدفونة في أنظمة الغاز الحضرية CJJ 95-2013 بالنسبة لشبكات خطوط أنابيب الغاز عالية الضغط المبنية حديثًا (مع ضغط تصميمي يبلغ ≥4.0 ميجا باسكال)، يجب إعطاء الأولوية لطلاءات FBE أو FBE المركبة المضادة للتآكل. يبلغ التصاق الطلاء المضاد للتآكل ≥70MPa
معيار الصناعة الصينية المواصفة الفنية SY/T 0315-2013 للمواصفة القياسية الفنية لمقاومة مسحوق الإيبوكسي للتآكل في أنابيب الصلب المدفونة تم تحديد نطاق سماكة طلاء FBE المضاد للتآكل (الدرجة القياسية: 300-500 ميكرومتر؛ الدرجة المحسنة: 500-800 ميكرومتر). مقاومة رش الملح ≥1000 ساعة
المعيار الدولي أيزو 21809-3 “صناعة النفط والغاز - أنظمة نقل خطوط الأنابيب - الجزء 3: طلاء الأنابيب الفولاذية يتم تحديد تركيبة مادة طلاء FBE (محتوى راتنجات الإيبوكسي ≥90%) ودرجة حرارة المعالجة (180-220 درجة مئوية) ومتطلبات قوة الصدم 
 “المعيار الأمريكي” AWWA C210-2018 “المواصفة القياسية للطلاءات الإيبوكسية القابلة للانصهار لأنابيب المياه والغاز الفولاذية” بالنسبة لخطوط أنابيب الغاز، يجب أن تكون المقاومة الحجمية لطلاء FBE ≥10 ¹¹⁴Ω- سم، ويجب أن تكون نفاذية الرطوبة ≤0.5 جم/(م²-24 ساعة).

تُظهر حالات التطبيق العملي أن طلاء FBE المضاد للتآكل له قابلية تطبيق كاملة في شبكات أنابيب الغاز في المناطق الحضرية. وإذا أخذنا شبكة خطوط أنابيب الغاز الرئيسية في شنغهاي كمثال، فقد حافظت أنابيب الفولاذ المضاد للتآكل FBE التي تم تشغيلها في عام 2010 على معدل سلامة الطبقة المضادة للتآكل لأكثر من 98% بعد 13 عامًا من التشغيل، وظل معدل التآكل دائمًا أقل من 0.001 ملليمتر في السنة، وهو أقل بكثير من الحد الأعلى البالغ 0.01 ملليمتر في السنة المنصوص عليه في المعيار.

1. التصاق ممتاز بالفولاذ: القضاء على “التشقق الأول بعد فشل الطلاء”

إن الالتصاق الجيد بين طلاء FBE والأنبوب الفولاذي هو “الشرط الأساسي” لمقاومة التآكل - إذا لم يلتصق الطلاء بإحكام مع الأنبوب، فإن الرطوبة والأيونات المسببة للتآكل سوف تخترق الواجهة البينية مما يسبب “تآكل الشقوق” ويسرع من تلف الأنبوب. يحقق طلاء FBE التصاقًا قويًا من خلال التأثيرات المزدوجة “التثبيت الفيزيائي + الترابط الكيميائي”: قبل الرش، تتم معالجة سطح الأنبوب الفولاذي بما يلي السفع الرملي من الدرجة Sa2.5 لتكوين “سطح خشن مقعر ومحدب دقيق”. وبعد الذوبان، يندمج مسحوق الإيبوكسي في هذه الأسطح المقعرة والمحدبة ليشكل ترسيخًا فيزيائيًا. وفي الوقت نفسه، تخضع مجموعات الإيبوكسي لتفاعل كيميائي مع أيونات الحديد على سطح الأنبوب الفولاذي، مما يشكل روابط كيميائية مستقرة ويعزز الالتصاق.

ويمكن لهذا الالتصاق القوي أن يتحمل بفعالية الصدمات والانحناءات أثناء نقل خط الأنابيب وإنشائه. حتى أثناء عملية اللحام، يمكن لطلاء FBE أن يحافظ على سلامته عند زاوية انحناء لا تزيد عن 5 درجات، دون تشقق أو تقشير. وهذا يضمن مقاومة التآكل التام لخط الأنابيب طوال دورة حياته بالكامل (من المصنع إلى الدفن).

2. مقاومة عالية للتآكل الكيميائي: مقاومة “التآكل” في البيئات المعقدة

تشبه البيئة تحت الأرض لخطوط أنابيب الغاز في المناطق الحضرية “حقلًا مختلطًا من الوسائط المسببة للتآكل” - يمكن أن تتسبب أيونات الكلوريد وأيونات الكبريتات في التربة في التآكل الكهروكيميائي، ويمكن أن تؤدي التقلبات في قيمة الأس الهيدروجيني للمياه الجوفية (3.5-9.5) إلى تسريع انحلال جدران الأنابيب، ويمكن أن تتسبب التيارات الشاردة بالقرب من الطرق الفرعية وكابلات الجهد العالي في “التآكل الإلكتروليتي”. يمكّن الخمول الكيميائي لطلاء FBE من مقاومة هذه القوى المسببة للتآكل. يمكن أن تمنع روابط الأثير ومجموعات الهيدروكسيل في بنيته الجزيئية تغلغل الأيونات بشكل فعال. معدل انتقال الأكسجين منخفض يصل إلى 0.1 سم³/(م²-24 ساعة - 0.1 ميجا باسكال)، ومعدل انتقال بخار الماء أقل من 0.5 جم/(م²-24 ساعة)، مما يوفر بشكل فعال “طبقة واقية من حاجز الماء والأكسجين” للأنابيب الفولاذية.

تظهر مقارنة أداء الطلاءات المختلفة في بيئات التآكل النموذجية (اختبار 1000 ساعة) في الجدول التالي، والذي يوضح بشكل أكثر وضوحًا مزايا مقاومة التآكل لطلاءات FBE:

البيئة المسببة للتآكل نوع الطلاء تغيّر مظهر الطلاء النسبة المئوية لمساحة التآكل في الأنابيب الفولاذية فقدان وزن الطلاء (%)
محلول كلوريد الصوديوم 5% (محاكاة التربة المالحة القلوية) طلاء FBE لا توجد تقرحات أو قشور ≤0.1% g≤0.2
محلول كلوريد الصوديوم 5% (محاكاة التربة المالحة القلوية) طلاء البولي إيثيلين تقرحات موضعية (قطرها ≤3 مم) ≤5% ≤1.5
الأس الهيدروجيني=3 المحلول الحمضي (منطقة محاكاة المطر الحمضي) طلاء FBE عدم تغير اللون أو التشقق 0% ≤0.15
الأس الهيدروجيني=3 المحلول الحمضي (منطقة محاكاة المطر الحمضي) طلاء الأسفلت التليين والذوبان الموضعي ≤10% ≤3.0

وبالإضافة إلى ذلك، يتميز طلاء FBE المضاد للتآكل بمقاومة عالية الحجم تصل إلى 10¹⁴ Ω سم، مما يمنع بشكل فعال التيار الشارد من التدفق على طول سطح الأنبوب الفولاذي. إذا أخذنا شبكة أنابيب الغاز في الخط 10 لمترو أنفاق بكين كمثال، فإن خط الأنابيب المضاد للتآكل المصنوع من البولي إيثيلين الفولاذي لم يظهر تآكلًا بعد خمس سنوات من التشغيل، في حين أظهر خط أنابيب البولي إيثيلين المضاد للتآكل المجاور تآكلًا بعمق يتراوح بين 0.3 و0.5 ملليمتر. وهذا يؤكد تمامًا الأداء الممتاز للطلاء المضاد للتآكل في مقاومة التآكل بالتيار الشارد لطلاء FBE المضاد للتآكل.

أنابيب الصلب المطلي ب fbe لشبكة الغاز

 

3. أداء مثبت على المدى الطويل: إطالة عمر الأنابيب إلى “نصف قرن”

عادةً ما يكون العمر التشغيلي المصمم لشبكات أنابيب الغاز في المناطق الحضرية 30 عامًا، بل إن بعض خطوط الأنابيب الرئيسية تحتاج إلى أن تدوم لمدة 50 عامًا. يلبي طلاء FBE هذه المتطلبات طويلة الأجل بخصائصه “المضادة للشيخوخة والمضادة للبكتيريا وقليلة الصيانة”: يتميز ممتص الأشعة فوق البنفسجية ومضادات الأكسدة بأداء مضاد للشيخوخة، ويوضح اختبار الشيخوخة المتسارع (محاكاة 50 عامًا من التعرض البيئي) أن معدل الاحتفاظ بقوة الصدمات هو ≥85%. يمكن أن يمنع سطحه الأملس وثباته الكيميائي نمو الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا المختزلة للكبريتات. يمكن إصلاح التلف الموضعي في الموقع باستخدام مادة إصلاح إيبوكسي خاصة ذات التصاق ≥60 ميجا باسكال. تبلغ تكلفة الصيانة من 1/2 إلى 1/3 فقط من تكلفة طلاء شريط البولي إيثيلين، مما يقلل بشكل كبير من تعقيد تشغيل وصيانة خط الأنابيب.

الخلاصة - حلول موثوقة للبنية التحتية الحيوية

يعد التشغيل الآمن لشبكات أنابيب الغاز في المناطق الحضرية جزءًا مهمًا من السلامة العامة، وتعد تكنولوجيا مقاومة التآكل “حجر الزاوية” لضمان سلامة خطوط الأنابيب. إن طلاء FBE، بفضل التصاقه الممتاز بالصلب ومقاومته الفائقة للتآكل الكيميائي وثباته المثبت على المدى الطويل، لا يلبي متطلبات مقاومة التآكل لخطوط أنابيب الغاز في البيئات المعقدة تحت الأرض فحسب، بل يمتد أيضًا من عمر الخدمة التصميمي من 30 عامًا إلى 50 عامًا، مما يوفر الدعم الفني لاستقرار إمدادات الطاقة في المناطق الحضرية على المدى الطويل.

من من منظور الصناعة، سيؤدي التوسع المستمر في مشروع خط أنابيب الغاز بين الغرب والشرق في الصين وتحديث خطوط أنابيب الغاز في المناطق الحضرية إلى نمو الطلب على فولاذ مطلي بـ FBE الأنابيب. إن نضجها التكنولوجي وامتثالها التنظيمي وفعاليتها من حيث التكلفة طوال دورة الحياة بأكملها تجعلها الحل المفضل لشبكات خطوط الأنابيب الجديدة وتحديث البنية التحتية القديمة وتحويلها.

إذا كان مشروعك ينطوي على تصميم مضاد للتآكل أو اختيار المواد أو مراقبة جودة الإنشاء لخطوط أنابيب الغاز في المناطق الحضرية، فإننا نقدم خدمات شاملة، بما في ذلك: (المعايير الموصى بها بناءً على درجات تآكل التربة أو الطلاءات المحسنة)، وإرشادات الإنشاء في الموقع (السفع الرملي لإزالة الصدأ، والتحكم في معايير المعالجة لطلاءات الرش)، وفحص الجودة بعد التركيب (اختبار الالتصاق، وكشف التسرب). نحن نصمم حلولاً شاملة لمكافحة التآكل بناءً على ظروف التربة المحلية وضغط التصميم ومتطلبات عمر الخدمة. مرحبًا بكم في الاتصال بنا في أي وقت للمشاركة في بناء “خط دفاع قوي مضاد للتآكل” من أجل سلامة الغاز في المناطق الحضرية.