코팅 재료의 목적
강관 외부 표면의 코팅은 녹 발생을 방지하는 데 매우 중요합니다. 강관 표면의 녹은 강관의 기능, 품질 및 외관에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 코팅 공정은 강관 제품의 전반적인 품질에 상당한 영향을 미칩니다.
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코팅 재료에 대한 요구 사항
미국석유협회(API) 기준에 따르면 강관은 최소 3개월 동안 부식에 강해야 합니다. 그러나 더 긴 방청 기간에 대한 수요가 증가하면서 많은 사용자들이 옥외 보관 조건에서 3개월에서 6개월 동안의 내식성을 요구하고 있습니다. 내구성 외에도, 사용자들은 코팅이 매끄러운 표면을 유지하고, 외관에 영향을 줄 수 있는 튀거나 흘러내림 없이 방청제가 고르게 도포되기를 기대합니다.
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코팅 재료의 종류와 장단점
도시 지하 파이프 네트워크에서강관가스, 석유, 물 등의 수송에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 파이프의 코팅은 기존 아스팔트 재료에서 폴리에틸렌 수지 및 에폭시 수지 재료로 발전해 왔습니다. 폴리에틸렌 수지 코팅은 1980년대에 사용되기 시작했으며, 다양한 용도로 사용되면서 부품과 코팅 공정이 점진적으로 개선되었습니다.
3.1 석유 아스팔트 코팅
전통적인 방식층인 석유 아스팔트 코팅은 유리섬유 천으로 강화된 석유 아스팔트 층과 외부 보호용 폴리염화비닐 필름으로 구성됩니다. 뛰어난 방수성, 다양한 표면에 대한 우수한 접착력, 그리고 경제성을 제공합니다. 그러나 온도 변화에 취약하고, 저온에서 취성을 보이며, 특히 암반 토양에서 노화 및 균열이 발생하기 쉬운 단점이 있어 추가적인 보호 조치가 필요하고 비용이 증가한다는 단점이 있습니다.
3.2 콜타르 에폭시 코팅
에폭시 수지와 콜타르 아스팔트로 만든 콜타르 에폭시는 우수한 내수성, 내화학성, 내식성, 우수한 접착력, 기계적 강도 및 단열성을 나타냅니다. 그러나 시공 후 경화 시간이 길어 기상 조건에 따라 악영향을 받기 쉽습니다. 또한, 이 코팅 시스템에 사용되는 다양한 성분은 특수 보관이 필요하여 비용이 증가합니다.
3.3 에폭시 분말 코팅
1960년대에 도입된 에폭시 분체 도료는 전처리 및 예열된 파이프 표면에 분체를 정전기적으로 분사하여 치밀한 방식층을 형성하는 방식입니다. 에폭시 분체 도료의 장점은 넓은 온도 범위(-60°C ~ 100°C), 강력한 접착력, 음극 박리, 충격, 유연성 및 용접 손상에 대한 우수한 저항성입니다. 그러나 도막이 얇아 손상에 취약하고 정교한 생산 기술과 장비가 필요하여 현장 적용에 어려움이 있습니다. 여러 측면에서 우수하지만, 내열성과 전반적인 부식 방지 측면에서 폴리에틸렌에 비해 부족합니다.
3.4 폴리에틸렌 방식 코팅
폴리에틸렌은 뛰어난 내충격성과 높은 경도, 그리고 넓은 온도 범위를 제공합니다. 특히 저온에서 뛰어난 유연성과 내충격성으로 인해 러시아와 서유럽과 같은 한랭 지역에서 파이프라인에 널리 사용됩니다. 그러나 대구경 파이프에 적용하는 데는 응력 균열이 발생할 수 있고, 물 침투로 인해 코팅 아래 부식이 발생할 수 있어 재료 및 적용 기술에 대한 추가 연구와 개선이 필요합니다.
3.5 강력한 부식 방지 코팅
고내식성 코팅은 일반 코팅에 비해 현저히 향상된 내식성을 제공합니다. 극한 환경에서도 장기적인 효과를 발휘하며, 화학, 해양 및 용매 환경에서는 10~15년 이상, 산성, 알칼리성 또는 염분 환경에서는 5년 이상의 수명을 자랑합니다. 이러한 코팅은 일반적으로 건조 도막 두께가 200μm에서 2000μm에 이르므로 탁월한 보호력과 내구성을 보장합니다. 해양 구조물, 화학 장비, 저장 탱크 및 파이프라인에 널리 사용됩니다.
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코팅 재료의 일반적인 문제
코팅과 관련된 일반적인 문제로는 고르지 못한 도포, 부식 방지제 떨어짐, 거품 형성 등이 있습니다.
(1) 코팅 불균일 : 파이프 표면에 방청제가 불균일하게 분포되면 코팅 두께가 과도한 부분이 발생하여 낭비가 발생하고, 코팅이 얇거나 코팅되지 않은 부분은 파이프의 방청 성능을 저하시킵니다.
(2) 방식제의 떨어짐 현상 : 방식제가 파이프 표면에 물방울처럼 고형화되어 떨어지는 현상으로, 내식성에는 직접적인 영향을 주지 않으면서 미관상 좋지 않은 영향을 미칩니다.
(3) 기포발생 : 방청제 도포시 방청제 내부에 공기가 갇히게 되어 파이프 표면에 기포가 발생하여 외관 및 코팅효과에 영향을 미친다.
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코팅 품질 문제 분석
모든 문제는 다양한 원인과 요인에 의해 발생합니다. 특히, 문제의 품질이 두드러지는 강관 다발은 여러 가지 요인이 복합적으로 작용한 결과일 수 있습니다. 코팅 불균일의 원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 하나는 강관이 코팅 박스에 들어간 후 분사되어 발생하는 불균일 현상이며, 다른 하나는 분사되지 않아 발생하는 불균일 현상입니다.
첫 번째 현상의 원인은 쉽게 알 수 있습니다. 코팅 장비에 강관을 360° 회전하며 코팅 박스에 넣고 총 6개의 건(케이싱 라인에는 12개의 건이 있음)을 사용하여 분사합니다. 각 건에서 분사되는 유량이 다르면 강관의 여러 표면에 부식 방지제가 고르게 분포되지 않습니다.
두 번째 이유는 분무 요인 외에도 코팅 불균일 현상에 다른 원인이 있기 때문입니다. 강관에 녹이 유입되거나, 거칠기가 심하여 코팅이 고르게 분포되기 어려운 등 여러 요인이 있습니다. 강관 표면에는 유제(에멀젼)가 남아 수압을 측정하게 되는데, 이때 코팅이 유제와 접촉하여 방부제가 강관 표면에 부착되기 어려워 유제 코팅이 되지 않아 강관 전체의 코팅이 균일하지 않게 됩니다.
(1) 방식제가 물방울을 떨어뜨리는 원인. 강관의 단면은 원형이며, 방식제를 강관 표면에 분사할 때마다 중력의 영향으로 상단 및 가장자리의 방식제가 하단으로 흘러내려 물방울이 떨어지는 현상이 발생합니다. 다행히 강관 공장의 코팅 생산 라인에는 오븐 장비가 있어 강관 표면에 분사된 방식제를 적시에 가열하여 응고시켜 방식제의 유동성을 감소시킬 수 있습니다. 그러나 방식제의 점도가 높지 않거나, 분사 후 적시에 가열하지 않거나, 가열 온도가 높지 않거나, 노즐의 작동 상태가 좋지 않은 경우 방식제가 물방울을 떨어뜨릴 수 있습니다.
(2) 방식제 기포 발생 원인. 작업 현장 환경의 습도, 도료 분산 과다, 분산 공정 온도 저하로 인해 방부제 기포 발생 현상이 발생합니다. 습도가 높은 환경, 낮은 온도 조건에서 방부제가 분산되어 미세한 물방울로 분사되어 온도 저하를 유발합니다. 온도 저하 후 습도가 높은 공기 중의 수분이 응축되어 방부제와 혼합된 미세 물방울을 형성하고, 결국 도료 내부로 침투하여 도료 기포 발생 현상을 유발합니다.
게시 시간: 2023년 12월 15일