Выбор неправильного внешнего покрытия является одной из самых дорогостоящих ошибок при закупке трубопроводов — не в момент покупки, а спустя годы, когда отслоение, механическое повреждение или термическая деградация вынуждают проводить ремонтную кампанию, стоимость которой может многократно превышать первоначальную стоимость трубы. Три доминирующие системы — эпоксидная смола, связанная плавлением (FBE), трехслойный полиэтилен (3LPE) и трехслойный полипропилен (3LPP) — не являются взаимозаменяемыми. Каждый из них имеет определенный диапазон производительности, и выбор за пределами этого диапазона создает риск того, что никакая катодная защита не сможет полностью снизить его.
ZC Steel Pipe поставляет линейные трубы API 5L, соответствующие спецификациям покрытия ISO 21809 и DIN 30670, а также реализовывает проекты труб с покрытием в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке. В этом руководстве объясняется, как устроена каждая система, где каждая из них работает лучше всего, а также вопросы о закупках, которые определяют, какая из них будет включена в спецификацию вашего проекта.
СОДЕРЖАНИЕ
Как устроена каждая система покрытия
Сравнение производительности: температурные, механические и химические
Применимые стандарты
Руководство по выбору: какое покрытие для какого применения
Справочная информация о толщине покрытия и технических характеристиках
Контрольный список закупок и контроля качества
Часто задаваемые вопросы
1. Как устроена каждая система покрытия
Понимание структуры каждой системы объясняет различия в их производительности гораздо лучше, чем любой маркетинговый обзор. Все три основаны на одной и той же основе — эпоксидной смоле, связанной плавлением, — но различаются тем, что они добавляют поверх нее.
FBE — эпоксидная смола, связанная методом плавления
Слои:
1 (однослойный)
Слой 1:
Эпоксидная грунтовка, 400–600 мкм.
Нанесение:
Электростатическое распыление порошка на нагретую трубу (230–250°C).
Тип связи:
Химическая связь со стальной поверхностью.
Также используется как:
Внутреннее покрытие для повышения эффективности потока.
Стандарт:
ISO 21809-2, CSA Z245.20.
3LPE — Трехслойный полиэтилен
Слои:
3
Слой 1:
праймер FBE, ≥150 мкм.
Слой 2:
Сополимерный клей, 170–250 мкм.
Слой 3:
Полиэтилен (ПЭ), общая толщина 1,8–3,0 мм.
Тип соединения:
химическое (FBE к стали) + механическое (ПЭ-обертка)
Стандарт:
ISO 21809-1, DIN 30670, CSA Z245.21.
3ЛПП — Полипропилен трехслойный
Слои:
3
Слой 1:
праймер FBE, ≥150 мкм.
Слой 2:
Сополимерный клей, 170–250 мкм.
Слой 3:
Полипропилен (ПП), всего 2,0–4,0 мм.
Тип соединения:
химическое (FBE к стали) + механическое (полипропиленовая пленка)
Стандарт:
ISO 21809-1, DIN 30678.
КЛЮЧЕВАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ ИНФОРМАЦИЯ Грунтовочный слой FBE в 3LPE и 3LPP не является декоративным, а является основным барьером против коррозии и механизмом адгезии. Внешний слой из полиэтилена или полипропилена обеспечивает механическую защиту, влагостойкость и электрическую изоляцию. Сополимерный клей между ними является самым слабым звеном в любой трехслойной системе: плохие характеристики клея являются наиболее распространенной основной причиной преждевременного разрушения покрытия в подземных трубопроводах.
2. Сравнение производительности: температура, механика и химия.
Температурная устойчивость
Рабочая температура является единственным наиболее важным параметром выбора. Если превысить температурный предел любого покрытия, клей размягчится, прочность на отслаивание упадет, а катодное отслоение ускорится - часто незаметно, пока обследование в отпуске не выявит широко распространенную коррозию подпокрытия.
| Покрытие |
Мин. Рабочая температура |
Макс. Непрерывный |
пик температуры/краткосрочный предел |
| ФБЕ (стандартный) |
−40°С |
80–95°С |
110°C (модифицированные марки) |
| 3ЛПЭ |
−40°С |
80°С |
85°С |
| 3ЛПП |
−20°С |
110°С |
130–140°С |
Критическая инженерная точка — граница 80°C Многие наземные нефтепроводы работают при температуре 80°C или около нее из-за требований по управлению вязкостью, особенно для парафинистой нефти. При этом пороге характеристики стандартного клея 3LPE значительно ухудшаются. В проектах, где температура стенки трубы может достигать 80°C (даже периодически), следует использовать 3LPP, а не 3LPE. Опыт эксплуатации в Западной Африке и регионе Персидского залива показал, что отказ от 3LPE при эксплуатации горячей сырой нефти является постоянной и дорогостоящей проблемой, когда этот порог недооценивается.
Механическая защита
| Собственность |
ФБЭ |
3ЛПЭ |
3ЛПП |
| Ударопрочность |
Умеренный — хрупкий при точечных нагрузках |
Высокий |
Очень высокий |
| Устойчивость к истиранию |
Низкий — не подходит для протягивания HDD |
Хороший |
Отличный |
| Устойчивость почвы к стрессу |
Умеренный |
Высокий |
Высокий |
| Устойчивость к катодному отслоению |
Отличный |
Отличный |
Отличный |
| Влагопроницаемость |
Низкий, но выше, чем у систем 3L |
Очень низкий |
Очень низкий |
| Устойчивость к ультрафиолетовому излучению (над землей) |
Хороший |
Плохое — разлагается без защиты от ультрафиолета. |
Плохое — разлагается без защиты от ультрафиолета. |
Полевые примечания — ГНБ и наклонно-направленное бурение Для установок горизонтально-направленного бурения (ГНБ) никогда не следует использовать только FBE для внешней защиты. Истирание во время протаскивания может полностью разрушить FBE в условиях каменистой или грубой почвы. 3LPP является правильным выбором для ГНБ: его внешний слой из твердого полипропилена выдерживает истирание при протягивании, которое может разрушить полиэтиленовый слой, и он работает значительно лучше, чем 3LPE, в условиях сосредоточенной точечной нагрузки при контакте со скважиной. Перед изготовлением всегда проверяйте расчет силы тяги жесткого диска и уточняйте характеристики внешнего слоя с помощью аппликатора покрытия.
Химическая стойкость
Все три системы обладают высокой устойчивостью к химическим веществам, присутствующим в почве, встречающимся в подземных трубопроводах, — растворенным солям, сульфатредуцирующим бактериям, органическим кислотам. Различия возникают в конкретных сценариях:
| Окружающая среда |
FBE |
3LPE |
3LPP |
| Засоленные/прибрежные почвы |
Адекватный |
Отличный |
Отличный |
| Высокосульфатные почвы |
Адекватный с CP |
Отличный |
Отличный |
| Загрязненные углеводородами почвы |
Хороший |
Умеренный |
Хороший |
| Кислоты и щелочи (внутренние) |
Отлично (для внутреннего покрытия) |
Н/Д — только внешний |
Н/Д — только внешний |
| Погружение в подводную/морскую воду |
Подходит для бетонного основания покрытия |
Отличный |
Отличный |
3. Применимые стандарты
Указание покрытия без указания действующего стандарта — это повод для споров о качестве. Приведенные ниже стандарты определяют подготовку поверхности, условия нанесения, толщину покрытия, методы испытаний и критерии приемки. В международных проектах всегда подтверждайте, на какую редакцию стандарта ссылается инженерная спецификация оператора — изменения между редакциями ISO 21809 внесли существенные изменения в требования к испытаниям.
| Стандартный |
тип покрытия |
Регион/вариант использования |
| ИСО 21809-1 |
3ЛПЭ и 3ЛПП (внешний) |
Глобальный — основной международный стандарт |
| ИСО 21809-2 |
ФБЕ (внешний) |
Глобальный — основной международный стандарт |
| DIN 30670 |
3ЛПЭ |
Европа, Африка — широко упоминается в проектах передачи электроэнергии. |
| DIN 30678 |
3ЛПП |
Европа — высокотемпературное применение |
| CSA Z245.21 |
3ЛПЭ |
Канада и некоторые проекты США |
| CSA Z245.20 |
ФБЕ |
Канада и некоторые проекты США |
| API РП 5L2 |
ФБЕ (внутренний) |
Global — внутреннее покрытие газотранспортной трубы |
| КДЕС SP0169 |
Все внешние покрытия |
Global — координация катодной защиты с покрытиями |
Engineering Insight — Дополнительные спецификации для операторов Крупные операторы регулярно дополняют ISO 21809 своими собственными техническими спецификациями, которые предъявляют более жесткие требования. Shell DEP 31.40.30.12, TotalEnergies GS EP PIP 112 и Saudi Aramco SAES-H-002 являются примерами, которые существенно влияют на выбор класса покрытия, напряжение обнаружения пропуска и геометрию сокращения. Если конечным владельцем вашего проекта является крупный оператор, запросите у него дополнительные спецификации покрытия, прежде чем окончательно определить класс и толщину покрытия в вашем заказе на поставку — эти спецификации часто переопределяют значения по умолчанию ISO, что влияет на стоимость и время выполнения заказа.
4. Руководство по выбору: какое покрытие для какого применения
Схема принятия решений по выбору покрытия становится простой, если вы знаете четыре определяющих параметра: метод установки, рабочую температуру, тип окружающей среды и требования спецификации проекта. В таблице ниже описаны наиболее распространенные сценарии конвейера.
| Применение |
Рекомендуемое покрытие |
Причина |
| Передача подземного газа на суше (<80°C) |
3ЛПЭ |
Механическая защита, устойчивость к нагрузкам на почву, длительный срок службы. |
| Береговой подземный нефтепровод (>80°C) |
3ЛПП |
PE-клей выходит из строя при температуре выше 80°C; ПП сохраняет целостность соединения |
| Морской/подводный трубопровод |
3LPE или 3LPP + бетонное утяжеляющее покрытие |
система 3L в качестве барьера от коррозии; бетон для отрицательной плавучести |
| Глубоководный трубопровод для горячей нефти (>80°C) |
3ЛПП |
Высокая температура + высокое внешнее давление требуют внешнего слоя из полипропилена. |
| Наклонно-направленное бурение/установка ГНБ |
3ЛПП |
Превосходная стойкость к истиранию при протягивании скважины |
| Надземные трубопроводы (эстакады, мосты) |
FBE (+краска для УФ) |
3LPE/3LPP разлагается под воздействием УФ-излучения без защитного верхнего покрытия. |
| Обсадная труба скважины (наружная) |
ФБЕ |
Требуется более тонкий профиль; стресс почвы не является серьезной проблемой |
| Внутренняя облицовка — транспортировка нефти и газа |
FBE (внутренний класс) |
Снижает трение, защищает от коррозии пластовой воды. |
| Трубопровод для нагнетания воды |
3LPE или FBE (внутренний) |
Высокая влажность окружающей среды; 3LPE снаружи, FBE внутри |
| Береговой трубопровод в Африке (заглубленный, <80°C) |
3LPE по DIN 30670 |
Большинство спецификаций африканских проектов ссылаются на DIN 30670; проверен на латеритных и песчаных почвах |
Примечание о закупках — проекты трубопроводов в Африке. В большинстве проектов наземных трубопроводов в Западной, Восточной и Северной Африке в качестве внешнего покрытия по умолчанию указывается 3LPE согласно DIN 30670. Это обусловлено влиянием европейских EPC-подрядчиков и десятилетиями данных о производительности в эксплуатации. Если вы покупаете линейную трубу с покрытием для африканского проекта, а в спецификациях оператора просто указано «требуется антикоррозионное покрытие», то DIN 30670 класса B или C 3LPE является безопасным вариантом по умолчанию для определения цены и подтверждения ее у инженера. Указание ISO 21809-1 также широко распространено. Ключевыми переменными, которые необходимо подтвердить, являются класс покрытия (категория толщины стенки) и длина сокращения — они влияют на приобретение покрытия для ремонта сварных швов и стоимость монтажных соединений.
5. Толщина покрытия и технические характеристики.
Толщина 3LPE по диаметру трубы (ISO 21809-1 / DIN 30670)
| Диапазон наружного диаметра трубы |
DIN 30670, класс N (нормальный) |
DIN 30670, класс V (увеличенный) |
ISO 21809-1, класс 1 |
ISO 21809-1, класс 2 |
| ≤ 114,3 мм (4 дюйма) |
1,8 мм мин. |
2,5 мм мин. |
1,8 мм |
2,5 мм |
| 114,3–323,9 мм (4–12 дюймов) |
2,0 мм мин. |
2,7 мм мин. |
2,0 мм |
2,7 мм |
| 323,9–508 мм (12–20 дюймов) |
2,2 мм мин. |
3,0 мм мин. |
2,2 мм |
3,0 мм |
| 508–711 мм (20–28 дюймов) |
2,5 мм мин. |
3,2 мм мин. |
2,5 мм |
3,2 мм |
| > 711 мм (>28 дюймов) |
3,0 мм мин. |
3,5 мм мин. |
3,0 мм |
3,5 мм |
Справочная информация о толщине FBE
| Применение |
Типичные |
примечания по толщине |
| Внешний однослойный FBE |
400–600 мкм |
Стандартное внешнее применение согласно ISO 21809-2 |
| Двухслойный FBE (внешний) |
600–1000 мкм |
Морские/критичные к воздействию воздействия приложения |
| Праймер FBE в 3LPE/3LPP |
≥150 мкм |
минимум ISO 21809-1; большинство мельниц применяют 150–250 мкм |
| Внутреннее FBE (обливное покрытие) |
250–400 мкм |
Согласно API RP 5L2; гладкая поверхность для снижения коэффициента трения |
6. Контрольный список закупок и контроля качества
В заказе на поставку, в котором просто указано «с покрытием 3LPE, API 5L X65», десятки критических параметров остаются неуказанными. Приведенный ниже контрольный список содержит минимальную информацию, которая должна содержаться в каждом запросе предложения и заказе на поставку труб с покрытием.
Подготовка поверхности
Все три системы требуют струйной очистки до ISO 8501-1 Sa 2,5 (почти белый металл) с профилем поверхности 50–100 мкм Rz. Отклонение от этого правила, особенно использование Sa 2.0 для экономии времени, является единственной наиболее распространенной причиной преждевременного разрушения адгезии. Явно укажите требуемую степень чистоты и диапазон профиля; не оставляйте значение по умолчанию для мельницы.
Что указать в вашем запросе цен
| Параметр |
Что указывать |
| Стандарт и марка трубы |
например API 5L X65 PSL2 бесшовный |
| Тип покрытия |
3LPE/FBE внешний/3LPP — не оставляйте двусмысленностей |
| Регулирующий стандарт |
ISO 21809-1, DIN 30670, CSA Z245.21 и т. д. + год издания |
| Класс покрытия/толщина |
DIN 30670 Класс N или V; Класс покрытия ISO 1 или 2 |
| Длина сокращения |
Обычно 100–150 мм с каждого конца; подтвердите с помощью системы покрытия монтажных швов |
| Напряжение обнаружения выходного дня |
По стандарту; обычно 25 кВ для 3LPE; подтвердить в ИТП |
| Рабочая температура |
Непрерывный макс.; пиковая температура, если применимо |
| Способ установки |
Открытый разрез, ГНБ, морская прокладка — влияет на выбор класса толщины |
| Сторонняя проверка |
Укажите, требуется ли осмотр при свидетеле / 3.1 MTC |
Engineering Insight — совместимость покрытия монтажных соединений Система покрытия монтажных соединений (наносимая на кольцевые сварные швы после установки) должна быть термически и механически совместима с заводским покрытием труб. Для трубы из 3LPE с покрытием в соответствии с DIN 30670 требуется система монтажных соединений — обычно термоусадочные муфты или жидкая эпоксидная смола с полиэтиленовым заполнением — которая приклеивается к заводскому покрытию на обрезанной кромке. Определение системы монтажных соединений выходит за рамки задач производителя труб, но подтверждение геометрии обреза и прочности адгезии заводского покрытия на отслаивание на кромке обреза имеет важное значение для выбора системы подрядчиком по монтажным соединениям. Это обычно упускается из виду при закупках и становится проблемой на объекте во время установки.
7. Часто задаваемые вопросы
В чем разница между покрытием труб 3LPE и FBE?
FBE — это однослойное эпоксидное покрытие, наплавленное методом плавления, которое приклеивается непосредственно к стальной поверхности, обеспечивая превосходную коррозионную стойкость и адгезию, но ограниченную механическую защиту. 3LPE добавляет слой сополимерного клея и внешний полиэтиленовый слой поверх грунтовки FBE, обеспечивая превосходную механическую защиту, влагостойкость и длительный срок службы для подземных и морских трубопроводов. Только FBE подходит для надземных трубопроводов и внутренней облицовки; для подземной внешней защиты практически во всех современных проектах трубопроводов подходящей спецификацией является 3LPE или 3LPP.
Какую температуру выдерживают покрытия 3LPE и 3LPP?
3LPE рассчитан на непрерывную работу при температуре до 80°C. При более высоких температурах внешний слой полиэтилена и сополимерный клей размягчаются, что снижает прочность на отслаивание и ускоряет катодное отслоение. 3LPP заменяет внешний слой полиэтилена полипропиленом, расширяя непрерывную эксплуатацию до 110°C и кратковременную пиковую устойчивость до 130–140°C. Для любого трубопровода, температура стенок которого может достигать или превышать 80°C, включая эксплуатацию горячей сырой нефти, системы обогрева паром или глубоководные горячие выкидные линии, 3LPP является подходящей спецификацией.
Какой стандарт покрытия применяется к трубам 3LPE и FBE?
Основными международными стандартами являются ISO 21809-1 (для 3LPE и 3LPP) и ISO 21809-2 (для наружных покрытий FBE). DIN 30670 широко используется для 3LPE в европейских и африканских проектах. CSA Z245.21 применяется в канадских трубопроводах. Для внутреннего FBE справочным документом для приложений транспортировки газа является API RP 5L2. Большинство крупных операторов — Shell, TotalEnergies, Saudi Aramco — дополняют их собственными техническими спецификациями, которые налагают дополнительные требования к классу покрытия, температурным окнам нанесения и протоколам проверок.
Когда следует указывать 3LPP вместо 3LPE?
Укажите 3LPP, если: (1) рабочая температура превышает 80°C; (2) трубопровод будет прокладываться с помощью ГНБ там, где при протягивании наблюдается сильное истирание; (3) трубопровод находится на глубокой воде, где высокое внешнее гидростатическое давление в сочетании с повышенной температурой требует превосходных механических характеристик полипропилена; или (4) спецификация проекта прямо требует использования полипропиленового внешнего покрытия. 3LPP требует более высокой стоимости по сравнению с 3LPE — обычно 15–30 % только от стоимости покрытия, — но не является взаимозаменяемым с 3LPE для эксплуатации в условиях высоких температур или сильного абразивного износа.
Можно ли использовать FBE в качестве внутреннего покрытия труб?
Да, внутреннее FBE является одним из наиболее широко используемых покрытий для труб линий передачи газа и жидкости. Нанесенный в виде гладкой сплошной пленки толщиной 250–400 мкм, внутренний FBE снижает шероховатость поверхности трубы, повышая эффективность потока и снижая затраты энергии на перекачку на 2–5% в течение срока службы трубы. Он также защищает от коррозии, вызываемой пластовой водой, CO₂ и влажным газом. Внутренний FBE применяется в соответствии с API RP 5L2 и совместим со всеми классами API 5L от B до X80.
Влияет ли покрытие 3LPE или 3LPP на конструкцию системы катодной защиты (CP)?
Да, существенно. Трехслойные покрытия обладают очень высоким электрическим сопротивлением, что резко снижает потребляемый ток системы катодной защиты по сравнению с трубами без покрытия или трубами с тонким покрытием. Однако система CP по-прежнему должна быть спроектирована так, чтобы защищать любые дефекты покрытия и учитывать деградацию покрытия в течение расчетного срока службы трубопровода. В стратегии борьбы с коррозией покрытие и систему CP следует рассматривать как взаимодополняющие, а не альтернативные варианты. NACE SP0169 обеспечивает основу для интеграции покрытия и проектирования CP для подземных трубопроводов.
Поставка труб с покрытием для вашего проекта трубопровода
ZC Steel Pipe производит и экспортирует линейные трубы API 5L с внешними покрытиями 3LPE, FBE и 3LPP в соответствии с ISO 21809, DIN 30670 и стандартами для конкретных проектов. Мы поставляем готовые пакеты труб с покрытием для проектов в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке с полной документацией MTC и поддержкой сторонних инспекций.
Мэнди. w@zcsteelpipe.com | Ватсап: +86-139-1579-1813
→ Запросить цену
