نقش قیر در تولید لوله

قیر یکی از مهم ترین مواد مهندسی در صنایع مختلف است و نقش آن تنها به حوزه راه سازی محدود نمی شود. یکی از مهم ترین کاربردهای قیر، استفاده از آن در تولید و پوشش دهی لوله های مختلف صنعتی است. لوله هایی که در صنایع نفت و گاز، آب و فاضلاب، انتقال سوخت، خطوط ساحلی، تاسیسات زیرزمینی و سازه های دریایی به کار می روند، همگی در معرض انواع عوامل مخرب قرار دارند. این عوامل شامل رطوبت، مواد شیمیایی، خوردگی، املاح محلول، فشار مکانیکی، سایش، ضربه، امواج الکتروشیمیایی و تنش های دمایی است. برای مقابله با چنین شرایط سخت، استفاده از پوشش های محافظ ضروری است و قیر یکی از اصلی ترین و موثرترین مواد برای افزایش دوام و طول عمر لوله هاست.

قیر به دلیل ساختار هیدروکربنی پایدار، چسبندگی بالا، مقاومت در برابر رطوبت و مواد خورنده، خاصیت عایق الکتریکی و قابلیت ترکیب با پلیمرهای تقویت کننده، یکی از بهترین مواد برای پوشش دهی لوله های فولادی، چدنی، بتنی و حتی لوله های پوشش دهی شده با الیاف است. در این مقاله به صورت تخصصی نقش قیر در تولید و محافظت لوله ها، انواع پوشش های قیری، فرآیند اجرای آن و استانداردهای مربوطه را بررسی می کنیم.

چرا قیر برای صنایع لوله مناسب است؟

قیر ویژگی هایی دارد که آن را برای محافظت لوله ها ایده آل می کند. مهم ترین این ویژگی ها عبارتند از:

۱. مقاومت بسیار عالی در برابر نفوذ رطوبت
۲. تشکیل یک لایه پیوسته و یکپارچه بدون درز
۳. مقاومت در برابر سولفات ها، کلریدها و مواد خورنده
۴. خاصیت چسبندگی بالا روی فلز، بتن و الیاف
۵. انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ترک
۶. پایداری در برابر جریان های الکتروشیمیایی که باعث خوردگی می شوند
۷. قابلیت اصلاح شدن با پلیمر و الیاف برای افزایش مقاومت مکانیکی

این ویژگی ها باعث می شوند لوله های قیر اندود شده در محیط هایی مانند خاک مرطوب، آب شور، زیرزمین و شرایط صنعتی شدید عملکرد بسیار خوبی داشته باشند.

قیر در پوشش دهی لوله های فولادی

فولاد یکی از متداول ترین مواد در صنعت لوله سازی است اما مشکل اصلی فولاد، حساسیت بالا به خوردگی است. برای جلوگیری از زنگ زدگی و آسیب های ناشی از تماس با آب و خاک، پوشش قیری روی سطح خارجی لوله اعمال می شود. این پوشش با ایجاد یک لایه محافظ غیر قابل نفوذ، از تماس مستقیم فلز با محیط جلوگیری می کند.

قیر مورد استفاده در این بخش معمولا شامل قیر اکسیده، قیر دمیده و قیر پلیمری است. لذاقیر اکسیده سختی بیشتری دارد و لایه ای مقاوم ایجاد می کند که در برابر سایش و ضربه نیز پایداری خوبی دارد. قیر پلیمری نیز برای شرایط شدید آب و هوایی مناسب است و مقاومت بیشتری در برابر ترک دارد. در بسیاری از پروژه های انتقال آب و نفت، پوشش قیری همراه با الیاف تقویت کننده و پارچه های مخصوص استفاده می شود تا دوام لوله بیشتر شود.

استفاده از قیر در تولید لوله های بتنی

لوله های بتنی معمولا در سیستم های فاضلاب، زهکشی و انتقال آب استفاده می شوند. بتن اگرچه مقاومت بالایی دارد، اما در برابر سولفات ها، رطوبت و یون های مهاجم موجود در خاک آسیب پذیر است. پوشش قیری داخل یا خارج لوله های بتنی باعث افزایش دوام آنها می شود.

پوشش داخلی قیری در لوله های فاضلاب بسیار اهمیت دارد زیرا مواد موجود در فاضلاب می توانند باعث خوردگی شیمیایی بتن شوند. قیر با ایجاد یک لایه آب گریز، از تماس مستقیم مواد خورنده با بتن جلوگیری می کند. در پوشش خارجی نیز قیر مانع نفوذ رطوبت خاک و رشد گیاهان در سطح لوله می شود که این عوامل در دراز مدت باعث ترک خوردگی و فرسودگی بتن می شوند.

قیر در تولید لوله های فاضلاب و زهکشی

در سیستم های فاضلاب، مواد اسیدی، گازهای خورنده، رطوبت مداوم و دمای بالا باعث تخریب لوله ها می شوند. به همین دلیل استفاده از پوشش قیری یا لوله های قیر اندود از گذشته تا امروز رایج بوده است. قیر مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارد و در محیط های آلوده عملکرد پایدار و طولانی مدت ارائه می دهد.

در لوله های زهکشی نیز قیر باعث افزایش مقاومت در برابر نفوذ رطوبت شده و از تخریب تدریجی لوله ها جلوگیری می کند. حتی در برخی موارد، لوله های فلزی باریک با قیر پر می شوند تا ساختار چسبنده و مقاوم در برابر ارتعاش ایجاد شود.

پوشش قیر و الیاف: یکی از بهترین سیستم های محافظتی

یکی از جدیدترین و موثرترین روش های پوشش دهی لوله، استفاده از قیر همراه با الیاف شیشه، الیاف پلی استر، الیاف جوت یا پارچه های صنعتی است. در این روش ابتدا یک لایه قیر داغ روی لوله پاشیده می شود، سپس پارچه الیاف روی آن قرار گرفته و دوباره قیر اجرا می شود. این سیستم چند لایه، مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه، بریدگی، فشار خارجی و خوردگی ایجاد می کند.

این روش در لوله های انتقال گاز، نفت خام، خطوط انتقال آب در مناطق صعب العبور و تاسیسات زیرزمینی استفاده می شود. لایه الیاف باعث جلوگیری از ترک و خستگی سطح می شود و قیر وظیفه حفاظت در برابر آب و رطوبت را بر عهده دارد.

قیر در پوشش دهی داخلی لوله های فلزی

در برخی کاربردهای صنعتی، از لایه های قیری برای پوشش دهی داخلی لوله ها نیز استفاده می شود. این پوشش ها معمولا برای انتقال مواد غیر خورنده یا نیمه خورنده، آب، دوغاب، مواد نفتی سبک و فاضلاب های صنعتی به کار می روند.

پوشش داخلی قیری باعث کاهش زبری سطح لوله نیز می شود؛ این مسئله جریان سیال را روان تر کرده و کاهش افت فشار را به همراه دارد. همچنین با کاهش تنش های داخلی، عمر لوله چند برابر می شود.

قیر و نقش آن در لوله های انتقال نفت و گاز

لوله های انتقال نفت و گاز در خاک یا زیر دریا دفن می شوند و یکی از حساس ترین تجهیزات صنعتی محسوب می شوند. خوردگی لوله در این سیستم ها می تواند خسارت های بسیار سنگینی ایجاد کند. به همین دلیل استفاده از پوشش های قیری یکی از اولین و اصلی ترین روش های محافظت از لوله های انتقال بوده و همچنان در بسیاری از کشورها استفاده می شود.

قیر با ایجاد لایه ضخیم و پیوسته روی لوله، مانع از تماس لوله با رطوبت و اکسیژن می شود. در برخی سیستم ها، پوشش قیر با لایه پلی اتیلن یا پلی اورتان ترکیب می شود تا مقاومت حرارتی افزایش پیدا کند. در مناطق ساحلی و خطوط دریایی، قیر پلیمری بهترین عملکرد را در برابر نمک دریا و امواج الکتروشیمیایی دارد.

کاربرد قیر در لوله های انتقال آب شور و آب دریا

آب شور یکی از مخرب ترین محیط ها برای لوله های فلزی و بتنی است. یون کلر باعث خوردگی شدید فلزات می شود. به همین دلیل لوله های انتقال آب شور معمولا با قیر اکسیده یا قیر پلیمری پوشش داده می شوند. این لایه قیری در برابر نمک بسیار مقاوم است و با کاهش واکنش الکتروشیمیایی، مانع خوردگی داخلی و خارجی لوله می شود.

قیر در محافظت از لوله های مدفون در خاک

لوله هایی که در خاک دفن می شوند، در معرض رطوبت دائم، فشار خاک، خوردگی، نمک های محلول، سولفات ها و باکتری های خورنده هستند. قیر یکی از بهترین مواد برای محافظت در برابر این عوامل است. چون علاوه بر مقاومت شیمیایی بالا، خاصیت آب گریزی دارد و یک لایه کاملا نفوذ ناپذیر ایجاد می کند.

استانداردهای پوشش قیری لوله

برای پوشش دهی لوله با قیر، استانداردهای مختلفی وجود دارد که مهم ترین آنها عبارتند از:

• ASTM D449
• ASTM D1227
• AWWA C203
• EN 10300

این استانداردها نحوه انتخاب نوع قیر، ضخامت پوشش، فرآیند اجرا، تست ها و کنترل کیفیت را تعیین می کنند.

آینده قیر در صنعت لوله سازی

با پیشرفت فناوری، قیرهای پلیمری، نانو قیرها و قیرهای چند جزئی جایگزین نسل قدیمی قیرها شده اند. این مواد جدید مقاومت بالاتری در برابر UV، فشار مکانیکی، امواج الکتروشیمیایی و تغییرات دمایی دارند. آینده صنعت لوله سازی بدون شک شامل پوشش های قیری پیشرفته است که عمر لوله ها را چند برابر افزایش می دهند.