انواع پوشش لوله فولادی در ۴ دسته: داخلی، خارجی، ترکیبی و نوع مواد

انواع پوشش لوله فولادی، معمولا با اهداف مختلفی انجام می ­شود که از مهم ترین آن ها افزایش مقاومت لوله نسبت به خوردگی، کاهش سایش ناشی از عبور سیال و افزایش مقاومت در برابر عوامل محیطی است. از آنجایی که بسیاری از صنایع (مانند خطوط لوله تامین آب آشامیدنی، پالایشگاه­های پتروشیمی، آبیاری و …) برای انتقال سیال، به خطوط لوله وابسته هستند، از پوشش های محافظ متفاوت و از جنس های مختلف برای حفاظت از خطوط لوله و افزایش طول عمر آن ها نسبت به آسیب ‌های شیمیایی، شرایط محیطی و … استفاده می گردد. این پوشش ها در انواع داخلی، خارجی و ترکیبی اجرا می شوند و هر کدام شامل چندین نوع پوشش با جنس های مختلف هستند. تمامی پوشش های فوق را برای انواع لوله های فلزی در این مقاله از دانشنامه آهن ملل بررسی کرده ایم؛ با ما همراه باشید.

نسخه صوتی انواع پوشش لوله فولادی

چرا لوله ها به پوشش نیاز دارند؟

خطوط لوله از اجزای ضروری در صنعت و ساخت و ساز به ­شمار می ­روند. لوله ‌های فولادی بدون پوشش، دارای ویژگی‌ های مثبتی هستند؛ اما برای این که بتوانند در صنایع مختلف قابل استفاده باشند به یک لایه محافظ نیاز دارند. به خصوص برخی لوله ها مانند لوله اسپیرال که درزدار هستند و نسبت به لوله های بدون درز در برابر خوردگی آسیب پذیرترند، بیشتر به این پوشش نیاز دارند.

لوله فولادی چیست و چه انواعی دارد؟

لوله های فولادی یکی از پرکاربردترین لوله ها در صنایع مختلف هستند که انواع گوناگونی دارند. انواع لوله فولادی یا فلزی با توجه به مشخصات، روش ساخت و کاربردی که دارند به انواع مختلفی تقسیم می شوند. به طور مثال از نظر روش ساخت به انواع لوله درزدار و لوله بدون درز قابل دسته بندی هستند. برای آشنایی بیشتر با لوله فولادی، انواغ، مزایا و روش تولید آن، مقاله لوله فولادی چیست؟ را مطالعه نمایید.

همچنین در برخی کاربردها نیز لزوم استفاده از پوشش لوله بیشتر احساس می شود. به طور مثال، ساخت سیستم خط لوله برای پروژه­ های تامین آب یا نفت و گاز در مقیاس بزرگ، به منابع مالی قابل توجه ای نیاز دارد. از همین رو کنترل خوردگی داخلی و خارجی خط لوله به افزایش کارایی آن ها کمک به سزایی خواهد کرد.

در مجموع می توان گفت مواردی که منجر به استفاده از پوشش لوله می شود، شامل نیاز به مقاوت لوله در برابر رطوبت، فشار، درجه حرارت کم یا زیاد، ضربه و به طور کلی عوامل محیطی است.

وظیفه پوشش لوله چیست؟

پوشش دهی لوله به این منظور انجام می ­شود که این خطوط در برابر عوامل آسیب­رسان بیرونی محافظت شوند، در مواقعی نیز که پوشش داخلی لوله های فولادی مورد استفاده قرار می­گیرد، سعی بر این خواهد بود تا از تاثیر سیال عبوری بر خواص و ویژگی ­های این تجهیزات جلوگیری شود.

یکی از وظایف اصلی پوشش لوله های فولادی در خصوص لوله­های انتقال آب است که از رشد میکروارگانیسم ­هایی همچون قارچ، جلبک و باکتری جلوگیری کرده که از نظر بهداشتی اهمیت دارد.

مهم ترین انواع پوشش لوله های فولادی

انواع پوشش لوله های فولادی بر اساس مواد پوشش، طراحی خط لوله، محل و چگونگی استفاده از لوله (به صورت روکار یا توکار)، روش های اتصال، نفوذ ناپذیری و مدت­زمان نگهداری انتخاب می­ شوند. مهم ترین نمونه ­های آن ها شامل پلی­اتیلن، اپوکسی و ملات سیمانی است. در ادامه، انواع پوشش لوله فولادی را از ۳ منظر زیر بررسی می کنیم:

۱- انواع پوشش لوله از نظر نوع مواد: به­طور کلی، پوشش لوله های نفت و گاز، آب آشامیدنی و دیگر سیالاتی که نیاز به خطوط لوله دارند بر اساس نوع مواد به­کار رفته قابل دسته بندی است. مهم ترین آن ها نیز شامل انواع پوشش اپوکسی، پایه نفتی، ترموپلاستیکی، پلی اوره و سیمانی است.

۲- انواع پوشش خارجی لوله: مواد مختلفی برای سطح خارجی لوله­ها مورد استفاده قرار می ­گیرد تا فرآیند حفاظت از این تجهیزات را به­خوبی انجام دهند. پوشش خارجی لوله فولادی بر اساس مشخصه ­های متنوعی همچون عوامل محیطی و میزان تنش­ های واردشده انتخاب می ­شود.

۳- انواع پوشش داخلی لوله: به­منظور پوشش­ دهی سطح داخلی لوله­ ها از مواد مختلفی همچون اپوکسی، پلی اتیلن و گالوانیزه استفاده می­ شود تا از این طریق، میزان مقاومت در برابر خوردگی افزایش پیدا کرده و از طرفی نیز مقدار تشکیل رسوب را کاهش دهد.

۴- انواع پوشش ترکیبی لوله: پوشش های ترکیبی در لوله های فولادی به منظور افزایش هرچه بیشتر مقاومت لوله در برابر عوامل مخرب صورت می گیرد. مهم ترین این پوشش ها نیز شامل پوشش پودر اپوکسی و پودر پلی استر و یا پوشش چندجزئی مایع می باشد.

در ادامه، هر کدام از پوشش های فوق را با جزئیات بیشتری معرفی می کنیم.

انواع پوشش لوله از نظر نوع مواد

پوشش­های مورد استفاده برای ایجاد لایه محافظتی روی جداره­ های لوله فولادی از نظر ترکیبات، تفاوت­ هایی دارند که مهم ترین آن ها به شرح زیر است:

• پوشش های پلیمری ترموپلاستیک

پوشش ­های ترموپلاستیکی، موادی هستند که در اثر حرارت­ دهی نرم می­ شوند و روی سطوح قرار می­ گیرند که از معروف­ ترین نمونه آن ها می ­توان به پلی اتیلن اشاره کرد.

۱- پوشش های اپوکسی

اپوکسی را می ­توان یکی از اصلی ­ترین موادی دانست که در حالت پودری و مایع برای محافظت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می­ گیرد؛ از همین رو سطح داخلی و خارجی لوله ­ها را می­ توان با این ماده پوشش داد.

۲- پوشش های پایه نفت

پوشش ­های پایه نفتی از تقطیر نفت خام به ­دست می ­آیند که انواع رایج آن شامل بیتومن و بیتوسل است که سطح بیرونی لوله ­ها را می ­توان با استفاده از آن ها پوشش داد.

۳- پوشش های سیمانی

برای پوشش لوله ­های انتقال آب آشامیدنی، فاضلاب و آب دریا با نسبت مشخصی از سیمان که می ­تواند از انواع مختلفی همچون پلیمری، آلومینا و پرتلند باشد در کنار سایر افزودنی ها برای تهیه پوشش­های سیمانی استفاده می ­شود.

۴- پوشش های پلی اوره

مزیت بسیار خوبی که می­ توان برای پوشش ­های پلی اوره در نظر گرفت مربوط به امکان استفاده برای سطوح عمودی است که در چنین حالتی، انعطاف­ پذیری بالایی را ایجاد می­کند.

انواع پوشش خارجی لوله فولادی

برای پوشش­ دهی سطح خارجی لوله ­ها از موادی با ترکیبات متنوع استفاده می­ شود که هر کدام ویژگی­ های منحصربه­فردی دارند و می ­توانند زمان استفاده، قابلیت ­های مطلوبی برای خطوط انتقال سیالات به­ همراه آورند.

۱-  پوشش خارجی قطران

اولین نوع پوششی که برای قسمت خارجی لوله ­ها مورد استفاده قرار می­گرفت، قطران داغ بود که نوعی ماده چسبناک و سیاه رنگ است. برای تولید این مایع از زغال سنگ یا چوب استفاده می ­شود و پس از تقطیر، آن را با مواد دیگری ترکیب می­کنند تا سخت و شکل ­پذیر شود.

۲- پوشش لوله آسفالتی یا زغال سنگی

پوشش آسفالتی یکی از ارزان ­ترین موادی است که می­ تواند به ­عنوان پوشش خارجی خطوط لوله استفاده شود. این پوشش، ظاهری سیاه ­رنگ دارد و امکان اجرای ساده و راحت از ویژگی ­های اصلی آن محسوب می ­شود. به ­طور کلی این ماده برای استفاده در خطوط لوله دریایی بسیار مناسب است که در آن دمای سیال معمولا بالاتر از ۷۰ درجه سانتی­گراد نمی­ رسد.

۳- پوشش بیتومن انامل

برای تهیه بیتومن انامل که یکی از نمونه ­های قدیمی پوشش ها به ­شمار می­ رود، از قیر اصلاح ­شده و لایه ­های نواری پشم شیشه استفاده می­ کنند. قیمت مقرون­ به ­صرفه‌ی پوشش لوله بیتومن را می ­توان به ­عنوان یک ویژگی مناسب در نظر گرفت.

۴- پوشش بیتوسل

بیتوسل به­ عنوان یک پوشش لوله فلزی بر پایه مواد نفتی شناخته می ­شود که ویژگی ­ها و خواص آن را با استفاده از مواد پلیمری ارتقا می­ دهند. به­طور معمول از این ماده با ضخامتی در حد ۴ میلی ­متر روی لوله ­ها استفاده می ­شود.

۵- پوشش FBE دولایه

برای اعمال این پوشش از ۲ لایه مجزای FBE استفاده می­ شود که یکی از آن ها باعث ایجاد مقاومت در برابر خوردگی می ­شود و لایه دیگر، خواص استقامتی در برابر آسیب ­های فیزیکی را برای لوله به­ وجود می ­آورد.

(پوشش اپوکسی لوله یا پوشش FBE  مخفف Fusion- Bonded Epoxy، در زمره پوشش های گرماسخت  (Thermoset) طبقه بندی می شوند.)

۶- پوشش پلی اتیلن سه لایه

برای اعمال پوشش ۳ لایه پلی اتیلن از FBE، چسب و پلی اتیلن به­ صورت همزمان استفاده می­ شود که قرارگیری آن ها کنار هم باعث می شود لوله در برابر ضربه و جریان الکتریکی مقاومت خوبی داشته باشد.

۷- پوشش پلی پروپیلن

پلی پروپیلن، دارای مقاومت مکانیکی بسیار بالایی است که در کنار آن از چسب و لایه FBE نیز می ­توان استفاده کرد. این حالت، قدرت اتصال بالا، عملکرد مناسب و عمر طولانی را برای پوشش لوله فولادی به همراه دارد. 

۸- پوشش پلی یورتان

یکی از ویژگی­ های بسیار خوبی که باعث می ­شود از پوشش لوله پلی یورتان در صنایع مختلف استفاده کنند، انعطاف ­پذیری بالای این ماده در برابر تغییر شکل است. برای تشکیل پلی یورتان، گروه­ های اتیل کاربامات توسط پیوندهای کاربامات به یکدیگر متصل می ­شوند.

۹- پوشش اپوکسی

لوله فولادی با پوشش اپوکسی، در چهار نوع پودر اپوکسی اتصال ذوبی، اپوکسی تک لایه، اپوکسی چند لایه و اپوکسی مایع عرضه می شود.

• پودر اپوکسی اتصال ذوبی: در این نوع پوشش با اعمال حرارت، مواد مورد نظر روی سطح می ­چسبد و تحمل دمای بالایی دارد.
• اپوکسی تک لایه:  یک لایه از ماده پودری را روی سطح خارجی لوله­ ها می ­ریزند و استفاده از فرآیندهای شیمیایی باعث می ­شود تا روی سطح بچسبد.
• اپوکسی چندلایه: در این نوع پوشش لوله های فولادی ۲ لایه اپوکسی پشت سر هم روی لوله قرار می­ گیرد.
• اپوکسی مایع: به­ منظور استفاده از رنگ اپوکسیِ لوله فولادی به­ صورت مایع، در ابتدا باید سطح مورد نظر به­خوبی تمیز شده و سپس اجرای پوشش با سرعت انجام شود تا مانع از خشک­شدن رنگ شود.

۱۰- پوشش نواری (پرایمر)

پوشش نواری یا پرایمر پوشش لوله، به­ طور معمول از لایه پی­وی­سی، پلی اتیلن یا پلی اولفین همراه با چسب تشکیل می ­شود که معمولا به ­صورت مارپیچی اطراف لوله قرار می ­گیرد و برای تعمیر قسمت ­های آسیب­ دیده بیشتر کاربرد دارد.

۱۱- پوشش گالوانیزه

یکی دیگر از موادی که برای پوشش انواع لوله های فولادی مورد استفاده قرار می­گیرد، گالوانیزه نام دارد. در این روش، فولاد را در حمامی از مواد مذاب که حاوی زینک (عنصر روی) است فرو می­برند تا لایه­ای از زینک روی لوله را به­طور کامل پوشش دهد.

۱۲- پوشش لفاف گرم

این پوشش برای کلدینگ لوله و کنترل انتقال حرارت در دمای سطح، طراحی شده و بسیار سبک وزن است. این پوشش روی لوله های داغ یا سایر سطوح با دمای بالا اعمال می ­شود تا به چسبندگی فوری دست پیدا کنند.

(کلدینگ به معنای روکش دار کردن هر چیزی است.)

۱۳- پوشش رنگ

استفاده از رنگ به عنوان پوشش، برای انواع لوله­ های فولادی کاربرد دارد. از این نوع پوشش می توان هم به عنوان پوشش خطوط لوله زیرزمینی و هم خطوط لوله روزمینی استفاده کرد که برای هر کدام از سیستم رنگی خاصی برای جلوگیری از خوردگی استفاده می ­کنند.

۱۴- پوشش پلی آلفین (دو لایه و سه لایه)

پلی آلفین به شکل ­های مختلفی برای پوشش خارجی مورد استفاده قرار می­ گیرد. در حالت دولایه‌ی این پوشش، برای بخش زیرین از یک چسب استفاده می­ کنند و بعد پلی آلفین روی آن اعمال می­ شود. نوع ۳ لایه این پوشش نیز از پودر اپوکسی، چسب کوپلیمری و یک بخش از جنس پلی اتیلن یا پلی پروپیلن تشکیل خواهد شد.

۱۵- پوشش راک گارد

پوشش راک گارد در واقع یک اندود بتنی روی لوله است. راک گارد که یک پوشش کارگاهی محسوب می شود با پایه اندود بتن مسلح ایجاد می گردد و از توان مکانیکی فوق العاده ای برای جلوگیری از خوردگی لوله ها برخودار است. یکی دیگر از ویژگی­ های مطلوب این پوشش، قابلیت خم ­پذیری آن است. از این رو می­ توان در مناطق کوهستانی و نقاطی از آن استفاده کرد که خطوط لوله با رودخانه، راه­آهن یا دیگر محل ­ها برخورد دارد.

انواع پوشش داخلی لوله فولادی

برای این که از خوردگی داخل لوله جلوگیری شود و از طرفی نیز به­منظور دستیابی به اهدافی همچون بهبود جریان سیال، افزایش بهداشت و کاهش انتقال آلودگی، کاهش اصطکاک و کاهش رسوب از انواع پوشش لوله فولادی برای قسمت داخلی استفاده می ­شود که شامل موارد زیر است:

۱- پودر اپوکسی

استفاده گسترده از پودر اپوکسی برای جدار داخلی لوله ­ها باعث می­شود تا از واکنش شیمیایی میان سیال و سطح داخلی لوله­ های فولادی جلوگیری شود. از پوشش داخلی پودر اپوکسی، معمولا در خطوط لوله حامل آب دریا یا آب شور استفاده می شود که خاصیت ضدخوردگی به لوله ببخشد.

نکته: برای لوله های انتقال آب شُرب، حتما باید از پوشش داخلی اپوکسی استفاده کرد. نوع این پوشش با توجه به استانداردهای سازمان انتقال آب در هر شهر و با توجه به نوع آب انتقالی (سختی آب، شور یا شیرین بودن آن و …) متفاوت است.

۲- رنگ

رنگ ­آمیزی سطح داخلی لوله ­های فولادی بر اساس استانداردهای لازم و با درنظرگرفتن نوع کاربرد خطوط لوله انجام می ­شود. در این زمینه، کیفیت رنگ نیز بسیار حائز اهمیت خواهد بود.

۳- گالوانیزه

گالوانیزه کردن، این امکان را به تجهیزات فولادی می دهد تا از طریق حفاظت کاتدی، مقاومت مناسبی در برابر خوردگی و آسیب ­دیدگی نشان دهند؛ به همین منظور از این ماده برای پوشش داخلی لوله­ها استفاده می­ شود.

۴- ملات سیمانی

در ملات سیمانی از ترکیب ماسه، سیمان و آب استفاده می­ شود که تمامی سطح داخلی لوله را به­ صورت پاششی پوشش می ­دهد و برای لوله ­هایی با قطر ۴ اینچ و بالاتر کاربرد دارد.

انواع پوشش ترکیبی لوله فولادی

می ­توان از چند جزء مختلف برای تهیه پوشش استفاده کرد تا از این طریق، خواص و ویژگی­ های متنوع و مطلوبی را برای پوشش لوله های فولادی به ­وجود آورد. از جمله مهم ترین پوشش های ترکیبی لوله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱- پوشش پودر اپوکسی + پودر پلی استر

سیستم­ های پوششی که بر اساس پودر اپوکسی اجرا می­ شوند، یکی از مطمئن ­ترین راه­ های محافظت در برابر خوردگی هستند. در صورت ترکیب پودر اپوکسی با پودر پلی استر می ­توان انتظار داشت که مقاومت مناسبی در برابر اشعه UV خورشید برای لوله ایجاد شود.

۲- پوشش چند جزئی مایع

پوشش ­هایی که به ­عنوان چندجزئی شناخته می­ شوند، استفاده گسترده ­ای برای سازه­ های فولادی دارند. در واقع، ترکیب مواد مختلف با یکدیگر امکان برخورداری از قابلیت ­های هر پوشش را فراهم می­کند.

از جمله این پوشش ها می توان به پوشش دوجزئی اپوکسی مایع اشاره کرد. لوله های دارای این پوشش، معمولا در سازه های دریایی، سازه های فولادی در معرض آب شور، لوله های مدفون در خاک یا آب و یا پوشش روی لوله فاضلاب به طور گسترده استفاده می شوند.

عوامل تاثیرگذار در انتخاب پوشش لوله

برای انتخاب نوع پوششی که در بخش خارجی یا داخلی خطوط لوله مورد استفاده قرار می­گیرد باید مشخصه های مختلفی مد نظر قرار گیرد که به شرح زیر است:

• عوامل موثر در انتخاب پوشش خارجی: زمانی که قصد دارید از پوشش لوله های فولادی برای بخش خارجی آن استفاده کنید باید به عوامل محیطی، دمای سیال و نوع مسیر توجه داشته باشید.
• عوامل موثر در انتخاب پوشش داخلی: برای اعمال پوشش داخلی لوله ­ها لازم است تا ماهیت سیال و میزان خورنده ­بودن آن مورد بررسی قرار گیرد.

مزایای استفاده از پوشش لوله

در نظر داشته باشید که استفاده از پوشش­ های داخلی و خارجی، مزایای زیادی را به­ همراه دارد؛ به ­طوری که هنگام اعمال پوشش از نفوذ سیال جلوگیری می­ شود و می­ توان تست­ های هیدرواستاتیک را بهتر انجام داد. از همین رو زمان بهره ­برداری از خطوط کاهش پیدا می­ کند.

به همین دلیل است که برخی از کارخانه های بزرگ و معتبر علاوه بر تولید لوله، تولید پوشش لوله و خدمات پوشش دهی خطوط لوله های فولادی را نیز انجام می دهند. این کارخانه ها قابلیت ارائه انواع پوشش داخلی، خاررجی و ترکیبی را دارند. اگر مایل هستید این کارخانه های تولید لوله را بشناسید، حتما مقاله معرفی کارخانه های تولید لوله را بخوانید.

در ادامه می توانید مهم ترین مزایای استفاده از پوشش لوله را بیشتر بشناسید:

۱- ایجاد تنوع در کاربری

استفاده از پوشش برای لوله ها از جمله پوشش لوله گاز باعث می شود بسیاری از لوله های مناسب برای محیط داخلی، در فضای خارجی نیز تا سال ها بدون تعمیر و نگهداری قابل استفاده باشند. یا می توان از برخی لوله های پوشش دار در انواع محیط های معمولی، مرطوب و یا محیط های خورنده استفاده کرد. بر همین اساس، یکی از مزایای بسیار خوبی که به­کاربردن پوشش به­ همراه دارد، ایجاد تنوع در کاربری است.

۲- افزایش طول عمر

هدف اصلی از پوشش لوله های فولادی، افزایش مقاومت در برابر عواملی است که می­ تواند کیفیت و طول عمر این تجهیزات را پایین آورد. با استفاده از پوشش لوله، طول عمر لوله ها و مدت زمان استفاده از آن ها نیز افزایش پیدا می­ کند.

۳- کاهش هزینه نگهداری

خطوط لوله به ­طور مرتب در معرض آسیب ­قرار می ­گیرند و به همین دلیل، هزینه­ های بالایی برای تعمیر و نگهداری آن ها صرف می شود. این در حالی است که با استفاده از پوشش لوله های فولادی می ­توان این هزینه ­ها را تا حد امکان کاهش داد.

جمع ­بندی

انواع پوشش لوله های فولادی را می ­توان بر اساس مواد به کار رفته در پوشش، اعمال آن به صورت خارجی یا داخلی و هدف استفاده طبقه بندی کرد. لوله­ هایی که برای خدمت دهی در صنایع نفت و گاز، پالایشگاه­ های پتروشیمی و انتقال آب ساخته می­شوند به پوشش ­های بادوام نیاز دارند که در بخش خارجی و داخلی اعمال می ­شود و شامل مواد مختلفی همچون اپوکسی، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، گالوانیزه و دیگر موارد هستند.

با این که لوله ­های فولادی ممکن است برای چندین دهه و حتی تا ۱۰۰ سال هم دوام بیاورند، اما زمانی که آب یا هر نوع سیالی با آستر یا پوشش لوله­ ها در تماس باشد، کارایی بهتری خواهند داشت. با این حال، همچنان باید به­طور مداوم از آن ها نگهداری شود.

سوالات متداول