Tecnología de decapado de tubos de acero al carbono sin costura

Tecnología de decapado de tubos de acero al carbono sin costura

1. Antes del discurso

La instalación de equipos de transmisión hidráulica consiste en conectar los componentes hidráulicos y de válvulas con las tuberías según los requisitos de los planos y fijar sus posiciones. Por lo tanto, en la instalación de sistemas hidráulicos, además de los equipos de la estación de bombeo, la instalación de tuberías es una parte importante del trabajo. El proceso de instalación de tuberías es el decapado circular en línea de las tuberías, especialmente las de acero al carbono sin costura. Debido a su mayor corrosión que las de acero inoxidable, y al contacto con el agua, el proceso de desoxidación de las tuberías de acero al carbono sin costura es más complejo que el de las de acero inoxidable. Sin embargo, dado que el material es mucho más económico que el de las tuberías de acero inoxidable, más del 90% de los sistemas hidráulicos de ingeniería utilizan tuberías de acero al carbono sin costura. Por lo tanto, el decapado de las tuberías de acero al carbono es una parte fundamental de la tecnología de construcción de tuberías. Las ventajas y desventajas del decapado son un indicador clave de la calidad de las tuberías y están directamente relacionadas con la limpieza del sistema hidráulico y su correcto funcionamiento. 2. Características del proceso y campo de aplicación

Para garantizar la calidad de construcción de las tuberías hidráulicas, tras su corte, fabricación y soldadura, se debe realizar un decapado antes del lavado circulante. Este proceso es crucial, ya que la calidad del decapado afectará directamente la calidad y el progreso de la construcción de todo el sistema hidráulico. Si bien el decapado con ácido clorhídrico es eficaz, es fácil que se produzcan accidentes que afecten la calidad y la seguridad si no se presta atención. Si bien la velocidad de corrosión del ácido clorhídrico sobre el hierro es lenta, con la disolución del óxido, una mayor cantidad de hierro queda expuesta directamente a los iones de hidrógeno, acelerando gradualmente la velocidad de disolución. Con la disolución del hierro, el contenido de carbono del tubo de acero aumenta considerablemente, haciéndolo quebradizo. El hidrógeno producido por la reacción penetra en la pared del tubo, provocando su fragilización. Además, una disolución excesiva de hierro reduce el espesor de la pared del tubo y reduce la resistencia a la presión. La reducción del rendimiento de las tuberías puede afectar su uso y vida útil, e incluso puede provocar roturas accidentales. El ácido clorhídrico puede causar graves daños al operador, lo que resulta muy inconveniente durante la operación y tiene un gran impacto en el medio ambiente.

3. Condiciones y requisitos previos para el decapado circulante de tubos de acero al carbono sin costura

3.1 Métodos y requisitos generales para el decapado de tuberías

El decapado de tuberías de acero al carbono sin costura se realiza mediante acción química. Su objetivo es eliminar el óxido y la grasa del recipiente sobre la superficie, obteniendo una superficie metálica brillante y garantizando la pureza de la pared de la tubería. El tratamiento antioxidante posterior al decapado también protege el metal de la pared inferior del tubo y previene la corrosión. El decapado de tuberías es un elemento clave en la construcción de tuberías. Existen diversos métodos de decapado para tuberías. Los métodos actuales incluyen el decapado en tanque y el decapado por circulación, que se dividen en decapado en línea y decapado fuera de línea. El decapado por circulación consiste en conectar la tubería con una manguera o una junta flexible para formar un bucle y utilizar una bomba de ácido para bombear el líquido ácido hacia la tubería para el decapado por circulación. No se puede desmontar la tubería instalada, siempre que los componentes hidráulicos estén desconectados y conectados con una manguera, lo que se conoce como decapado por circulación de línea. Si se retiran accesorios o tuberías cortas que no son aptas para formar un bucle en la posición de instalación, la manguera o conector local se conecta a un bucle para el decapado circulatorio, lo que se denomina decapado circulatorio fuera de línea.

Los requisitos generales para el decapado circulatorio de tuberías son los siguientes:

(1) Debe existir una fórmula correcta; es decir, la solución de decapado debe ser capaz de eliminar completamente el óxido de la pared de la tubería mediante acción química y no debe causar corrosión excesiva ni reoxidación.

(2) Debe existir un circuito de decapado adecuado para garantizar que todas las partes de la pared de la tubería se decapan de forma completa y uniforme.

(3) Debe existir un flujo de proceso razonable y procedimientos operativos estrictos, y equipos de trabajo especializados deben estar equipados para abordar los problemas durante el proceso de decapado a tiempo y garantizar su correcto desarrollo.

(4) Tras el decapado y la neutralización, el agua debe limpiarse a fondo y lavarse con aceite hidráulico a tiempo para garantizar una lubricación uniforme de todas las partes de la tubería y la eliminación de las partículas en suspensión generadas durante el decapado.

3.2 Requisitos de las instalaciones y la construcción para el decapado circulante

3.2.1 Requisitos de las instalaciones y el personal para el decapado circulante

Cuando cada equipo de decapado esté en proceso de decapado, se deben contar con entre 8 y 12 operarios para formar el circuito de decapado. Esto garantizará el decapado normal y continuo del sistema, el reajuste oportuno de las tuberías y el inicio oportuno del lavado con aceite circulante.

3.2.2 Selección del sitio de decapado

El sitio de decapado circulante suele ubicarse en la parte superior del depósito subterráneo de petróleo o cerca de la estación de petróleo del sistema de tuberías de decapado que se va a decapar. Generalmente, debe cumplir con las siguientes condiciones:

(1) No debe afectar la construcción del sitio; en caso de fugas de ácido, no es fácil dañar los componentes eléctricos, mecánicos y de precisión.

(2) Asegúrese de que la conexión de la tubería sea sencilla y que la manguera de goma para el decapado circulante sea lo más corta posible.

(3) Debe estar cerca de fuentes de agua, electricidad y aire, lo que facilita la descarga de todo tipo de aguas residuales.

3.2.3 Requisitos de las condiciones externas

(1) Requisitos de agua para el decapado

Durante el decapado, el consumo de agua es elevado y los requisitos de calidad del agua son más altos; generalmente se utiliza agua del grifo o agua industrial. La cantidad de agua utilizada para el decapado varía según el circuito del sistema a decapar. Generalmente, se debe garantizar que:

Presión P = 0,5 mpa

Caudal: 100-200 m³/h

(2) Requisitos del aire comprimido

El aire comprimido se utiliza habitualmente para purgar y secar tuberías de decapado circulante, lo que requiere aire comprimido seco, un caudal elevado y una presión suficiente. Si no se dispone de un sistema de suministro de aire comprimido centralizado, cada dispositivo de decapado debe estar equipado con un compresor de aire y una bolsa de aire para limpiar a tiempo los residuos y el agua de la tubería hidráulica después del decapado.

3.3 Requisitos de cortocircuito para el circuito de decapado circulante

El cortocircuito del circuito de decapado es un elemento importante en todo el proceso de decapado. Es fundamental para evitar fugas y evitar que el ácido no pueda reciclarse, así como para abordar los puntos muertos. En primer lugar, al realizar una inspección in situ del trazado de las tuberías de todo el sistema hidráulico, se presta especial atención a los puntos altos, bajos y lejanos. Posteriormente, y de acuerdo con el principio de rentabilidad y racionalidad, el sistema de tuberías se divide en varios circuitos. La conexión del circuito de decapado sigue el principio de baja a alta presión. Su objetivo es que la tubería se llene de ácido en todas sus partes, evitando la formación de bolsas de aire en su pared interna sin necesidad de decapado.

Generalmente, los circuitos P, T y L se utilizan como un circuito para realizar un decapado desechable. Este circuito es más importante, pero también más complejo, especialmente cuando el sistema es relativamente grande y la plataforma de válvulas (bastidor) es mayor, lo que aumenta la dificultad del decapado. En términos relativos, el tubo P es más importante. La calidad del decapado del tubo P afecta directamente la limpieza del sistema y el correcto funcionamiento de la plataforma de válvulas después del funcionamiento normal, ya que el aceite de control de la válvula hidráulica proviene del aceite a presión del tubo P.

Cabe mencionar que, al considerar el cortocircuito del circuito de decapado, se debe tener en cuenta el esquema de limpieza del sistema hidráulico: si se utiliza la bomba de trabajo del sistema para el lavado o un dispositivo de lavado independiente, y si el lavado se lleva a la plataforma de válvulas (la servoválvula se cortocircuita mediante la placa de lavado). El método de cortocircuito y los materiales utilizados varían según el esquema de lavado. Si la bomba del sistema se utiliza para el lavado y se introduce en la plataforma de válvulas durante el mismo, las válvulas P, T y L principales entrarán sin cambios en la tubería principal del sistema después del decapado circulante, y la presión de lavado suele ser de 2 a 5 MPa. Por lo tanto, la válvula de derivación y el sello de la válvula utilizados en la derivación corta deben soportar una presión de 5 MPa. En comparación con el esquema con dispositivo de lavado independiente, este esquema ofrece las ventajas de un tiempo de lavado corto, es económico y práctico, y es digno de elogio en la práctica de la ingeniería.

Las tuberías con el mismo diámetro o con una pequeña variación de diámetro se colocan en el mismo circuito para el decapado. Las tuberías de mayor diámetro se disponen en la parte delantera del circuito, mientras que las de menor diámetro se disponen en la trasera. El circuito de decapado comienza en el tanque de decapado y termina en el tanque de decapado. Si la presión de decapado no supera los 0,4 MPa, el circuito puede ser más largo, pero la conexión de la tubería delgada no debe ser demasiado larga, ya que esto afectará el efecto del decapado. Asimismo, las tuberías de acero delgadas provocarán un aumento excesivo de la temperatura y la temperatura del líquido demasiado alta, lo que afectará directamente el efecto de la pasivación del decapado. En particular, la temperatura de pasivación no debe superar los 50 °C, ya que de lo contrario se destruirá. Las tuberías hidráulicas de diámetro pequeño (menos de 60 mm) deben conectarse directamente al tanque mediante una manguera para facilitar la inspección del retorno de líquido de la tubería pequeña.

En los circuitos con diámetros de tubería superiores a 60 mm, el punto alto debe estar equipado con una válvula de escape. Si el punto más alto del diámetro de la tubería es particularmente grande (más de 219 mm), debido a su gran volumen de escape, es necesario conducir por separado la manguera de regreso a la caja de decapado para verificar si hay flujo de líquido, a fin de comprobar si el aire en la tubería en el punto más alto está agotado y lleno de ácido. Si la presión de la fuente de aire es baja (menos de 0,3 MPa), entonces el diámetro de la tubería por encima de 42 mm debe agregarse al punto más bajo de la válvula de purga para evitar el líquido de pasivación residual. El ajuste de la válvula de escape y la válvula de drenaje generalmente se realiza durante la instalación de la tubería, mientras que el diseño de la tubería del sistema hidráulico a menudo ignora el ajuste de la válvula de escape y la válvula de drenaje. Por lo tanto, una omisión en la instalación de la tubería causará que algunos puntos de la válvula de purga debido a las limitaciones de espacio y sean difíciles de llenar. Para reemplazar la válvula de escape o la válvula de drenaje, se debe utilizar un taladro magnético para evitar que los residuos de hierro caigan en la tubería. Al conectar bridas temporales o bridas reductoras temporales, se debe tener en cuenta el drenaje y el escape de la tubería para evitar la formación de líquido de pasivación residual y bolsas de aire. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la instalación de las tuberías temporales debe ser la misma que la de las tuberías convencionales. Se debe utilizar soldadura por arco y soldadura eléctrica.

3.4 Estándares de calidad para el decapado

Tras el decapado de la tubería, se realizará una inspección de calidad. Los estándares de calidad son:

(1) La pared interior de la tubería debe ser de color blanco grisáceo, y se debe eliminar el óxido y la contaminación por aceite. La limpieza de la pared interior del tubo es Hf (equivalente a Sa3).

(2) Las piezas decapadas no deben presentar decapado o presentar un decapado mínimo. La pared interior del tubo debe ser neutra (el decapado se refiere al acero sumergido en una solución de lavado ácido durante un tiempo prolongado, disolviéndose el metal en ácido, lo que provoca que la superficie del acero se engrose y adquiera una textura de panal). El decapado insuficiente se refiere a la inmersión del acero en la solución de lavado ácido durante un corto periodo de tiempo o a una concentración insuficiente de ácido, lo que deja una fina capa de óxido o hierro después del decapado, y la ceniza negra se limpia a mano. Este fenómeno se denomina decapado insuficiente.

(3) Tras el decapado, la tubería se lava mediante circulación de aceite, y los resultados de la inspección deben cumplir con los requisitos de limpieza del plano de diseño.

3.5 Disposiciones generales para el decapado de tuberías

(1) La disposición del dispositivo de decapado debe ser adecuada para la construcción profesional del sitio. En caso de fugas de ácido, agua, etc., se deben evitar daños en equipos y aparatos eléctricos. Es fácil instalar la manguera temporal para el decapado y transportar la tubería cerca. Es importante contar con buena ventilación, cerca de fuentes de agua, aire y electricidad, y contar con un sistema de alcantarillado conveniente.

(2) Si se detectan manchas de aceite en la tubería, es necesario desengrasarla antes del decapado.

(3) La concentración, la temperatura y el tiempo de la solución ácida deben ajustarse según el grado de corrosión de la tubería para evitar un decapado excesivo.

(4) Al preparar la mezcla ácida, primero se debe verter agua en el tanque y luego se prepara el ácido para evitar que explote al entrar en contacto con el agua. Si se requiere usar equipo de protección de goma, el ácido debe administrarse lentamente. Al introducir o extraer la tubería del tanque de ácido, no la sujete directamente con la mano. Utilice herramientas especiales para manipularla con cuidado y evitar que el agua ácida dañe a las personas.

(5) La tubería temporal del circuito de decapado debe ser soldada con arco de argón y eléctrica como tubería formal, sin descuidar la operación.

(6) El aceite de lavado crudo debe ser el mismo que el del sistema de lubricación hidráulica correspondiente o intercambiable.