Ống thép carbon mạ kẽm đại diện cho một trong những sản phẩm linh hoạt và được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực đường ống công nghiệp. Các đường ống này có lớp phủ kẽm bảo vệ được áp dụng thông qua mạ kẽm nhúng nóng, giúp tăng cường đáng kể khả năng chống ăn mòn của chúng trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của thép carbon bên dưới. Thuật ngữ công nghiệp phổ biến cho các sản phẩm này bao gồm ống GI (ống sắt mạ kẽm), mặc dù vật liệu cơ bản là thép carbon chứ không phải sắt.
Quy trình sản xuất và tiêu chuẩn
Việc sản xuất ống thép carbon mạ kẽm thường bắt đầu bằng ống thép hàn điện trở liền mạch hoặc điện áp (ERW) trải qua quá trình mạ kẽm DIP theo tiêu chuẩn ASTM A53/A53M hoặc ASTM A123. Trong quá trình này, đường ống được ngâm trong bồn tắm nóng chảy ở nhiệt độ gần 860 ° F (460 ° C), tạo ra lớp phủ kẽm liên kết kim loại.
Thông số kỹ thuật chính của ngành
ASTM A53/A53M: Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho đường ống, thép, đen và nóng, phủ kẽm, hàn và liền mạch
ASTM A123: Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho lớp phủ kẽm (mạ kẽm nóng) trên các sản phẩm sắt và thép
ISO 1461: Tiêu chuẩn quốc tế cho lớp phủ mạ kẽm nóng trên các vật phẩm sắt và thép được chế tạo
BS EN 10240: Tiêu chuẩn châu Âu cho lớp phủ bảo vệ bên trong và/hoặc bên ngoài cho ống thép
Ứng dụng công nghiệp chính
Đường ống thép carbon mạ kẽm cho thấy tính linh hoạt đặc biệt trên nhiều lĩnh vực công nghiệp do sự kết hợp giữa sức mạnh, khả năng chống ăn mòn và hiệu quả chi phí.
Hệ thống phân phối nước
Trong các mạng lưới phân phối nước thành phố và dân cư, đường ống mạ kẽm đóng vai trò là một ống dẫn đáng tin cậy cho nước uống. Các hệ thống này thường hoạt động ở áp suất thấp đến trung bình (150-300 psi) và được hưởng lợi từ khả năng ngăn chặn sự ăn mòn bên trong và duy trì chất lượng nước. Cài đặt hiện đại ngày càng tuân thủ các tiêu chuẩn NSF/ANSI 61 cho các thành phần hệ thống nước uống.
Các ứng dụng công nghiệp dầu khí
Trong lĩnh vực dầu khí, ống thép carbon mạ kẽm tìm thấy ứng dụng trong nhiều năng lực, bao gồm:
Dòng chảy cho hệ thống thu thập dầu thô và khí tự nhiên áp suất thấp
Các thành phần cấu trúc nền tảng ngoài khơi tạm thời và vĩnh viễn
Dòng dịch vụ cho các sản phẩm dầu mỏ không ăn mòn
Hỗ trợ cơ sở hạ tầng cho các hoạt động giếng dầu
Đối với các ứng dụng ngoài khơi, các thông số kỹ thuật thường yêu cầu tuân thủ NACE MR0175/ISO 15156 đối với các vật liệu chống lại vết nứt stress sunfua trong môi trường dầu khí ăn mòn.
Thiết bị xử lý hóa học
Ngành công nghiệp hóa chất sử dụng ống thép carbon mạ kẽm trong các ứng dụng trao đổi nhiệt khác nhau, bao gồm:
Máy làm mát ngưng tụ cho các hoạt động ở nhiệt độ vừa phải
Thiết bị chưng cất than nơi có khả năng chống ăn mòn là điều cần thiết
Rửa trao đổi dầu trong các hoạt động COKING
Các dòng chuyển hóa học áp suất thấp cho các chất không xâm lược
Ứng dụng cấu trúc
Ngoài việc vận chuyển chất lỏng, ống thép carbon mạ kẽm cung cấp các khả năng cấu trúc tuyệt vời trong:
Khung hỗ trợ đường hầm mỏ và hệ thống gia cố
Bến tàu và Cấu trúc biển nền móng
Giàn giáo công nghiệp và các cấu trúc hỗ trợ tạm thời
Các thành phần kiến trúc và đồ nội thất trong đó cả tính toàn vẹn cấu trúc và ngoại hình được yêu cầu
Ưu điểm của ống thép carbon mạ kẽm
Cơ chế bảo vệ ăn mòn
Lớp phủ kẽm trên ống mạ kẽm cung cấp các cơ chế bảo vệ kép. Đầu tiên, nó tạo ra một rào cản vật lý ngăn chặn oxy và độ ẩm tiếp cận thép bên dưới. Thứ hai, kẽm hoạt động như một cực dương hy sinh, ăn mòn ưu tiên để bảo vệ thép ngay cả khi lớp phủ bị hư hỏng, một quá trình được gọi là bảo vệ điện.
Hiệu quả chi phí
So với các lựa chọn thay thế bằng thép không gỉ hoặc đồng, ống thép carbon mạ kẽm cung cấp một khoản đầu tư ban đầu thấp hơn đáng kể trong khi cung cấp khả năng chống ăn mòn đầy đủ cho nhiều ứng dụng. Lợi thế kinh tế này làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các dự án cơ sở hạ tầng quy mô lớn trong đó chi phí vật liệu đại diện cho một phần đáng kể của ngân sách.
Độ bền và cuộc sống phục vụ
Trong điều kiện môi trường điển hình, ống thép carbon mạ kẽm được chỉ định đúng có thể mang lại tuổi thọ dịch vụ hơn 50 năm. Tuổi thọ thay đổi tùy theo điều kiện đất, độ ẩm và tiếp xúc với các chất ăn mòn, nhưng thường vượt quá ống thép carbon đen tiêu chuẩn với một biên độ đáng kể.
Cân nhắc lựa chọn cho ống thép carbon mạ kẽm
Khi chỉ định ống thép carbon mạ kẽm cho một ứng dụng cụ thể, các kỹ sư nên xem xét một số yếu tố quan trọng:
Độ dày của lớp phủ: thường được đo bằng ounce trên mỗi feet vuông hoặc micron, với lớp phủ nặng hơn cung cấp tuổi thọ cao hơn trong môi trường hung hăng
Thông số kỹ thuật của ống cơ sở: bao gồm độ dày tường, đường kính và cấp vật liệu (thường là A53 Lớp B hoặc API 5L Lớp B)
Loại kết nối: Các kết nối có ren, mặt bích, có rãnh hoặc hàn, mỗi kết nối hiện tại các cân nhắc khác nhau để duy trì tính toàn vẹn của lớp phủ
Các yếu tố môi trường: Hóa học đất, điều kiện khí quyển và các cặp đôi điện tiềm năng với kim loại không giống nhau
Thông số vận hành: Giới hạn nhiệt độ (thường dưới 200 ° C để duy trì tính toàn vẹn của lớp phủ) và các yêu cầu áp suất
Phần kết luận
Ống thép carbon mạ kẽm tiếp tục duy trì vị trí của nó như là một thành phần thiết yếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp do sự kết hợp cân bằng của khả năng chống ăn mòn, tính chất cơ học và hiệu quả kinh tế. Trong khi các vật liệu mới hơn đã xuất hiện cho các ứng dụng chuyên dụng, những lợi ích cơ bản của đường ống mạ kẽm đảm bảo sự liên quan của nó trong phân phối nước, dầu mỏ, chế biến hóa học và các ứng dụng cấu trúc.
Hiểu các thông số kỹ thuật, tiêu chí lựa chọn và giới hạn ứng dụng phù hợp cho phép các kỹ sư kết hợp hiệu quả vật liệu đa năng này vào cả hệ thống công nghiệp truyền thống và sáng tạo, tối đa hóa tuổi thọ dịch vụ trong khi kiểm soát chi phí dự án.
