Veel industrieën gebruiken buizen die gemaakt zijn van koolstof en koolstoflegeringen. Mensen gebruiken deze buizen om vloeistoffen en gassen te transporteren. Buizen van koolstofstaal hebben een hoge sterkte, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in de bouw, watersystemen en zelfs energiecentrales. Deze buizen zijn duurzaam, goedkoop en bestand tegen beschadiging. Ze hebben echter een grote tekortkoming die bekend staat als corrosie. Wanneer een koolstofstalen pijp niet zorgvuldig wordt behandeld, kan dit leiden tot lekken, defecten en dure reparaties. In dit artikel leggen we uit waarom koolstofstalen buizen gevoelig zijn voor corrosie, welke voorzorgsmaatregelen we kunnen nemen, hoe we het kunnen voorkomen en wat de beste oplossing is.
Samenstelling van koolstofstalen buizen
Koolstofstalen buizen zijn meestal gemaakt van ijzer, met kleine hoeveelheden koolstof (0,04-2,1% in gewicht). Dit maakt koolstofstaal sterk en taai. Buizen kunnen ook mangaan (0,30-1,60%), silicium, fosfor, 2,6% chroom of een kleine hoeveelheid zwavel bevatten, maar deze worden op zeer lage niveaus gehouden om schade aan de kwaliteit van de buis te voorkomen. Verschillende soorten staal, zoals laag-, middel- en hoogkoolstofstaal, veranderen de sterkte en flexibiliteit van de pijp. Laagkoolstofstaal is zacht en buigt gemakkelijk, terwijl hoogkoolstofstaal hard maar minder buigzaam is.
Corrosie van koolstofstalen buizen begrijpen
Blootstelling van koolstofstalen buizen aan chemicaliën, vocht en hoge temperaturen kan leiden tot ernstige schade. Het is normaal dat ijzer in staal een wisselwerking aangaat met zuurstof in de lucht en het water en roest (ijzeroxide) produceert. Dit tast het merk van de koolstofstalen buizen aan. Corrosie kan duidelijk zichtbaar zijn (zoals roest bovenop een pijp), maar ook onmerkbaar (binnenin de pijp). De gecorrodeerde wand kan na verloop van tijd van de pijp afschilferen, wat kan leiden tot lekken, drukverlies of volledige uitval.
| Soorten corrosie | Invloed op leidingen |
| Uniforme corrosie | Het tast het hele oppervlak van de stalen buizen aan en leidt tot algehele aantasting van het ijzer in aanwezigheid van vocht en andere chemicaliën. |
| Galvanische corrosie | Wanneer er water aanwezig is, gedraagt koolstofstaal zich als een anode en kan het zeer snel corroderen zodra het in contact komt met andere metalen zoals koper of roestvrij staal. |
| Putcorrosie/spleetcorrosie | Pitting is een vorm van corrosie waarbij diepe gaten ontstaan. Barstende erosie treedt op dicht bij elkaar en heeft een laag zuurstofgehalte. Ze kunnen sublimeren en zijn zeer giftig. |
| Microbiële corrosie | Sommige bacteriën produceren corrosieve stoffen in de pijp. Dit wordt microbiologisch aangetaste oorlog (Mic) genoemd en treft vaak industriële systemen. Sulfaatreducerende bacteriën zijn in dit geval de veroorzakers van corrosie. |
Het is absoluut noodzakelijk dat mensen zich ervan bewust zijn dat Corrosie niet ineens optreedt, maar na verloop van tijd, maar wel continu. Corrosie treedt bijvoorbeeld op bij leidingen die worden blootgesteld aan vocht, chemicaliën of zelfs hoge temperaturen. In de meeste gevallen treedt deze corrosie op boven 0 °C en neemt toe met een temperatuurstijging. Roest kan niet lang blijven bestaan in gesloten systemen, zoals water-, olie- of gasleidingen, enzovoort. Wanneer deze inwendige schade barst, gaat alles kapot. Dit komt omdat de pijpleiding niet regelmatig wordt gecontroleerd.
Veel voorkomende oorzaken van corrosie en hun gevolgen
Er zijn veel redenen die van invloed zijn op de kwaliteit van buizen van koolstofstaal en koolstoflegeringen:
| Oorzaken | Hoe het de pijp beïnvloedt |
| Blootstelling aan vocht of zuurstof | Corrosie van staal treedt op wanneer het in contact komt met water en zuurstof. In natte of vochtige omstandigheden treedt het zeer snel op, vooral in de buurt van de zee. |
| Zout (chloride-ionen) | Zout, zoals chloriden, kan de beschermende laag op staal van het zeewater afbreken. Het versnelt corrosie en leidt tot gevaarlijke slagen. |
| Kooldioxide / Zuurgraad | Kooldioxide in het beluchte water verandert enigszins in koolzuur. Het onderdrukt de pH en versnelt het corrosieproces, maar er is geen zuurstof. Op dezelfde manier wordt de corrosiesnelheid versneld door zwavelzuur. |
| Hoge temperatuur | Hete leidingen of hoge temperaturen zetten bewegende chemische reacties in gang en stress maakt scheuren of zwakke plekken waar roest begint. |
| Onjuist lassen | De verbindingen van de stalen buizen moeten worden gelast. Het zilver en de constructie van de afdichting van de verbindingen zijn belangrijke stappen om ervoor te zorgen dat de stalen pijp niet snel onderhevig is aan corrosie. |
Preventieve strategieën voor corrosie in koolstofstalen buizen
Om het oppervlak van de stalen buizen te beschermen tegen corrosie zijn er een paar methoden, zoals:
- Beschermende coating
De fabrikanten gebruiken verf, epoxylagen of verzinking. Deze creëren een barrière tussen staal en corrosieve elementen.
- Kathodische bescherming
Bij deze methode wordt de stalen pijp meestal bevestigd aan een opofferingsmetaal, zoals zink of magnesium, als corrosieremmer. Deze techniek beschermt de begraven of ondergedompelde pijpen goed.
- Erosie
Voeg chemicaliën toe aan de buisvloeistof om een beschermende film te creëren. Het vermindert innerlijke oorlog, vooral in olie- of waterleidingen.
- Ontwerp en materiaalselectie
Kies voor milieuvriendelijke koolstofstalen kwaliteit. Gebruik waar nodig buizen met polyethyleencoating of API-kwaliteitspijpen van hoge kwaliteit. Ontwerp het leidingontwerp om stabiele gebieden te vermijden en stresspunten te verminderen.
- Geïsoleerd metaal
Bij deze procedure gebruikt de fabrikant voeringen, slijtplaten of pijpschoenen om koolstofstaal van andere metalen te scheiden en galvanische corrosie te voorkomen.
- Ondersteunt het voorkomen van trillingen en wrijving
U-bouten, omhulsels, pijpschoenen en hangers verminderen mechanische slijtage en scheuren. Dit minimaliseert het risico op contactpunten.
- Milieubeheersing
Houd de plek droog, zorg dat de drainagegaten vrij zijn, gebruik afdichtmiddel en vermijd contact met een zure of zoute omgeving.
Bestaande oplossingen voor corrosiebeheer
Corrosie van koolstofstalen buizen is een ernstig probleem, maar er zijn tegenwoordig veel innovatieve oplossingen beschikbaar om de gevolgen aan te pakken en te verminderen.
1. Regelmatige inspectie en controle
Een van de meest effectieve maatregelen om Corrosie onder controle te houden is ervoor te zorgen dat het snel gebeurt. Door frequente inspecties is er een kans om kleine vormen van Corrosie of schade te identificeren voordat ze escaleren tot meer significante problemen. Ultrasone tests, radiografie (röntgenstralen) en visuele controles zijn de instrumenten die professionals gebruiken om de dikte en de positie van het oppervlak te controleren. Sommige bedrijven gebruiken ook slimme sensoren of Corrosiecontroles in de pijp om real-time gegevens te krijgen.
2. Pijpomhulling en -mof
Door pijpen in te pakken met beschermende tape, glasvezel of hars, creëer je een stevige barrière tegen vocht, zout en lucht. Deze methode wordt meestal gebruikt voor bovenlanden en buitenleidingen, vooral in gebieden met een hoge luchtvochtigheid of in de buurt van de zee.
3. Kathodisch beschermingssysteem
Dit is een zeer effectieve methode voor ondergrondse of onderwaterpijpen. Het werkt door een opofferingsgetal te gebruiken (bijv. zink of magnesium) of door een kleine elektrische stroom door de pijp te sturen. Het beschermt koolstofstaal door te voorkomen dat elektronen verloren gaan (een belangrijk onderdeel van het corrosieproces).
4. Steunen en schoenen voor pijpen
Mechanische slijtage en trillingen kunnen schade veroorzaken waar de buis de metalen oppervlakken raakt. Uitzonderlijke ondersteuning, zoals pijpschoenen, isolatoren en klemmen, vermindert de beweging, voorkomt wrijving en voorkomt dat het vocht vast komt te zitten. Dit is vooral nuttig in grote industriële systemen.
5. Corrosieremmende chemische stof
In pijpleidingen die water, olie of gas transporteren, kan de toevoeging van remmende chemicaliën de interne corrosie helpen vertragen. Deze chemicaliën bedekken de binnenkant van de pijp en voorkomen reacties tussen het staal en de vloeistof.
6. Reparatie en vervanging
Als een pijp al beschadigd is, kan deze worden schoongemaakt, of in plaats daarvan worden ontdaan van roest en worden gerepareerd door het beschadigde deel te vervangen. Als de roest echter diep of breed is, is het vervangen van dat deel van de pijp meestal een veiliger en betrouwbaarder alternatief.
Defensieve actieplannen van fabrikanten van koolstofstaalpijpen
Er zijn specifieke strategieën die een fabrikant kan gebruiken om te voorkomen dat de koolstofstalen pijp corrodeert. In de tabel staan de details van de voordelen van deze methoden:
| Strategie | Voordeel |
| Staal van laagzuiver staal | De gebruikte grondstoffen (laag geïmporteerd) en de gecontroleerde koolstofmaterialen moeten staal met een lage zuiverheidsgraad zijn om vroegtijdige corrosie te verminderen. |
| Internationale normen naleven | Neem normen, bijvoorbeeld ASTM A106/A53, ISO 3183, API of ASME, om te zorgen dat de corrosie aan de norm voldoet. |
| Coatings in de fabriek | Coat de pijpen met epoxy galvanisatie of polyethyleen voor verzending om verslechtering van de pijp te voorkomen. |
|
Aangepaste opties voor coating |
Beveelt PE-linkerbuizen, aangepaste bekleding, kathodisch systeem of specifieke coatings aan, afhankelijk van het gebruik door de klant. |
| Onderhoudsinstructies aanbieden | Bied eenvoudige instructies over pijpschoenen, onderhoud, inspectie, gebruik van obstakels en het ondersteuningsteam. |
FAQs
Wat zijn de populairste soorten corrosie op koolstofstalen buizen?
- Gelijkmatige corrosie: Het is gelijkmatig over het hele oppervlak.
- Roest: Er worden diepe en kleine gaten gevormd.
- Spleetcorrosie: Dit gebeurt bij voegen en ingesloten plaatsen.
- Galvanische corrosie: Dit vindt plaats wanneer koolstofstaal in contact komt met een ander metaal.
- Spanningscorrosiescheuren (SCC): Spanningscorrosiescheuren, die niet altijd zichtbaar zijn
Wat is de beste coating voor koolstofstalen buizen?
De epoxy presteert zowel binnen als buiten zeer goed. Galvaniseren zorgt voor een vochtwerende en wrijvingsbestendige laag op het staal. Buizen die zijn gecoat met polyethyleen doen het goed in complexe chemische omstandigheden of begraafomstandigheden in tal van situaties.
Wat zijn de symptomen van corrosie op mijn koolstofstalen buizen?
Controleer op roestvlekken, lekken, lage druk, verkleurd water of een ongewone geur. In het geval van onzichtbare of interne corrosie moet je ultrasone apparatuur, pigmentapparatuur of een niet-destructieve testmethode gebruiken.
Is het te repareren of moeten koolstofstalen buizen met corrosie worden vervangen?
Volgens mild Corrosion kan het gereinigd, geverfd en behangen worden. Als de muur echter te dun is of het gat geen bodem heeft, is het veilig om het te vervangen en in veel gevallen is het goedkoper.
Aan welke parameters moeten koolstofstalen buizen voldoen om roestbestendig te zijn?
- ASTM A106 / A53 voor normale pijpkarakteristieken
- ASME B36.10m voor pijpafmetingen
- ISO 3183 voor olie- en gaspijpleidingen
- API 570 voor inspectie tijdens gebruik
- NACE SP0169 voor richtlijnen voor kathodische bescherming.