Pijpconstructie en coatingsysteem
Met plastic-gecoate buizen voor kolenmijnen is een samengesteld product: een stalen last-dragende buis met een gebonden polymeerlaag op de interne boring, het externe oppervlak, of beide. De basisbuis is doorgaans een gelaste stalen buis volgens GB/T 3091-2015 of een naadloze buis volgens GB/T 8163-2018, geleverd in zwarte toestand en vervolgens voorbereid op het oppervlak door stralen of een chemische voorbehandeling. De coating wordt thermisch gebonden of elektrostatisch gespoten, zodat het polymeer een doorlopende film vormt die het buisoppervlak volgt, inclusief de laskap. Omdat het staal de druk draagt en het polymeer de corrosiebelasting, wordt elke laag afzonderlijk gespecificeerd: basisbuiskwaliteit, wanddikte, coatingmateriaal, coatingdikte en hechting zijn afzonderlijke aanvaardingsitems.
Corrosie- en slijtvastheid
Mijnwater is doorgaans agressief en bevat opgeloste sulfaten, chloriden en zwevende stoffen, met als bijkomend effect de zure drainage in sommige naden. Een doorlopende polymeervoering scheidt het staal van het medium, waardoor de elektrochemische corrosiecel wordt verwijderd en het interne wandverlies wordt voorkomen dat anders de levensduur zou verkorten. Uiterlijk beschermt de coating tegen vochtige mijnatmosfeer en zwerfstroom. De lage wrijvingsfactor van het polymeeroppervlak vermindert het drukverlies bij dezelfde stroming en verlaagt de hechting van fijne deeltjes, terwijl de veerkrachtige laag de impact absorbeert van vaste deeltjes die in de slurry worden meegevoerd. Voor lijnen die kolenslurry, waswater of opvulmateriaal verwerken, is deze combinatie van een gladde boring en een soepel oppervlak de belangrijkste reden dat het gecoate product langer meegaat dan een ongecoate stalen lijn. De integriteit van de coating bij afgesneden uiteinden en verbindingen moet na installatie worden hersteld, omdat blootliggend staal bij een verbinding bij voorkeur zal corroderen.
Drukbeheersing en gewrichten
De stalen wand neemt de interne druk op, dus de toegestane druk wordt precies zoals bij een ongecoate leiding berekend op basis van de wanddikte van de basisbuis. Distributielijnen in kolenmijnen gebruiken gewoonlijk kleine tot middelgrote diameters met gegroefde mechanische koppelingen met AWWA C606 of flens- en klemverbindingen in plaats van veldlassen. Mechanische verbindingen vermijden heet werk, wat belangrijk is bij gashoudende ondergrondse werkzaamheden en de installatie op krappe wegen vereenvoudigt. Omdat de koppeling op de buitendiameter afdicht, zijn de maatconsistentie van de buisuiteinden en de juiste groefvoering van cruciaal belang, en wordt de verbinding normaal gesproken na montage onder druk getest. Het lichte gewicht in vergelijking met een massieve stalen lijn met dezelfde boring vermindert ook de handmatige hanteringsbelasting aan de voorkant, waar de toegangs- en hefapparatuur beperkt zijn.
Veiligheidseisen voor ondergronds gebruik
Polymeerproducten die in ondergrondse kolenmijnen worden geïnstalleerd, zijn onderworpen aan aanvullende brand- en statische elektriciteitsvereisten die verder gaan dan die welke gelden voor bovengrondse pijpleidingen. Coatings zijn geformuleerd als vlamvertragende kwaliteiten en worden geëvalueerd door middel van vlamvoortplantingstests, terwijl antistatische kwaliteiten worden geëvalueerd door oppervlakteweerstandsmetingen, zodat de statische lading die wordt gegenereerd door vloeistofstroming of door mechanisch hanteren kan verdwijnen in plaats van zich op te hopen. Ook de slagvastheid bij lage temperaturen, de weerstand tegen veroudering onder de mijnatmosfeer en de weerstand tegen de ter plaatse gebruikte oliën en hydraulische vloeistoffen worden gecontroleerd. De basisbuis wordt besteld met een gespecificeerde vloeigrens en slagvastheid, en het geheel wordt geleverd met materiaalcertificaten waarmee de coatingbatch en de staalwarmte via de projectadministratie kunnen worden getraceerd.
Selectie- en installatie-opmerkingen
De selectie begint op basis van de ontwerpdruk en -temperatuur, de mediumchemie en het vastestofgehalte, en bepaalt vervolgens de basisbuiswand en het coatingtype en de dikte. Tijdens het hanteren moeten gecoate buizen over de gehele lengte worden ondersteund en mogen ze niet over rotsen worden gesleept, en moeten de afgesneden uiteinden worden afgewerkt en afgedicht. Bochten en fittingen worden normaal gesproken in de fabriek gecoat volgens dezelfde specificaties als de rechte delen, en steunen moeten puntbelasting van de coating vermijden. De inbedrijfstelling omvat een visuele inspectie van de boring, verificatie van de dichtheid van de verbindingen en, indien gespecificeerd, een vakantie- of vonktest van de externe coating om te bevestigen dat er tijdens de installatie geen gaatjes zijn ontstaan. Registratie van de laagdikte- en hechtingstestresultaten per batch vormen het normale bewijs van conformiteit met de aankoopspecificatie.
Veelgestelde vragen
Q:Waarom gebruik maken van met plastic-gecoate buizen in plaats van blanke stalen buizen in een kolenmijn?
A: Mijnwater is corrosief en bevat vaak schurende vaste stoffen. De polymeerlaag isoleert het staal van het medium, waardoor het interne wandverlies en drukverlies worden verminderd en de levensduur wordt verlengd in vergelijking met een ongecoate lijn.
Q:Zijn de verbindingen gelast of mechanisch?
A: De meeste ondergrondse distributielijnen zijn geassembleerd met gegroefde mechanische koppelingen of flensverbindingen om heet werk in gasrijke omgevingen te minimaliseren en een snellere installatie mogelijk te maken. Waar lassen is toegestaan, wordt de coating plaatselijk verwijderd en wordt de verbinding na het testen gecoat.
Q:Moeten de coatings vlamvertragend en antistatisch zijn?
A: Ja voor ondergrondse polymeerproducten. Vlamvoortplanting en oppervlakteweerstand zijn de twee routinecriteria, en de aankoopspecificatie moet de eis vermelden, samen met de toe te passen testmethode.
Q:Verlaagt de coating de drukwaarde?
A: Nee. De stalen wand draagt de druk, dus de beoordeling wordt berekend op basis van de wanddikte, diameter en toegestane spanning van de buis van de basisbuis. De coating verandert alleen het wrijvingsverlies en de corrosietolerantie.
Q:Welke wanddikte moet besteld worden?
A: Begin met de ontwerpdruk, de ontwerptemperatuur en de toegestane spanning van de basisbuis, voeg de vereiste corrosie- en slijtagetoeslag toe en selecteer vervolgens de dichtstbijzijnde standaardwanddikte die voldoet aan de berekening en de verbindingsmethode.
Q:Hoe wordt de kwaliteit van de coating na installatie gecontroleerd?
A: Visuele inspectie van de boring en verbindingen, diktemeting op monstersecties en vakantie- of vonktesten van de externe coating, ondersteund door batchtestrapporten voor hechting en impactprestaties.