Эпоксидная обмазка на основе дегтя угля — это двухкомпонентное покрытие, объединяющее деготь угля с эпоксидной смолой — исторически стандарт для погребённых трубопроводов, морской эксплуатации и водоприёмных сооружений, сейчас в значительной мере заменено FBE и эпоксидной смолой с стеклянной стружкой из-за экологических ограничений на соединения ПАУ в некоторых регионах.
В этом руководстве объясняется, из чего состоит эпоксидная обмазка на основе дегтя угля, почему она доминировала в спецификациях для трубопроводов и морских объектов на протяжении четырёх десятилетий, где она остаётся технически действительной и легально разрешённой, и что нужно указывать, когда это не так. Для инженеров, закупающих антикоррозионные покрытия для трубопроводов и водохранилищ, понимание региональной картины ограничений существенно перед принятием решения о продукте.
Из чего сделана эпоксидная обмазка на основе дегтя угля?
Эпоксидная обмазка на основе дегтя угля сочетает две разные химические системы. Основание — деготь угля, плотный ароматический побочный продукт переработки угля — смешан с эпоксидной смолой. В качестве затвердителя служит полиамида или аминогидрид. При смешивании сеть эпоксидной смолы захватывает деготь угля в жёсткую, химически устойчивую матрицу.
Деготь угля вносит основную защиту: низкая паро-водная проницаемость, устойчивость к каталитическому отсоединению, высокая устойчивость к проникновению углеводородов и прочное сцепление с поверхностями, подготовленными поверхностной очисткой. Эпоксидная смола обеспечивает прочность сцепления, твёрдость и устойчивость к механическим повреждениям.
Получаемое покрытие имеет очень большой слой — обычно 400–600 мкм по DFT на один слой — чёрное или очень тёмно-коричневого цвета, с характерным ароматическим запахом от полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), присутствующих в фракции дегтя угля.
Почему эпоксидная обмазка на основе дегтя угля была стандартом так долго?
С 1950-х до 1990-х годов эпоксидная обмазка на основе дегтя угля доминировала в спецификациях на трубопроводы и морские покрытия по трём практическим причинам:
- Исключительные барьерные свойства: деготь угля обеспечивает одну из самых низких скоростей парообразного проникновения воды, достижимую для покрытия, наносимого кистью или распылением
- Устойчивость к каталитическому отсоединению: критично для погребённых и immersed стальных элементов, защищённых системами катодной защиты
- Толерантность к поверхности: эпоксидная обмазка на основе дегтя угля прилипает к очищенным от очистки поверхностям с минимальным остаточным загрязнением и демонстрирует достаточную работоспособность на стали, подготовленной ручной шлифовкой по стандарту St 3 — необычно для покрытия с высоким уровнем барьера
- Высокая толщина слоя за одну-две обработки: 400 мкм DFT, достигаемая при одной обработке, снижает затраты на рабочую силу
- Низкая материальная себестоимость по сравнению с эффективностью💡 ПО НАШЕМУ ОПЫТУ: предел поверхности по эпоксидной смоле, получаемый из дегтя угля, был критическим преимуществом в полевых условиях. Строительство трубопроводов до 1980-х годов часто происходило при ограниченном доступе, неблагоприятной погоде и неустойчивом оборудовании для пескоструйной обработки. Эпоксидная смола на основе дегтя угля обеспечивала приемлемую производительность в условиях, которые привели бы к преждевременной потере эффективности эпоксидной смолы с высоким содержанием цинковой по краске или тонкослойной эпоксидной смолы.
Запрещен ли дегтевой эпоксид?
Предположение, что дегтевой эпоксид универсально запрещен, является неправильным — ограничения применяются к конкретным юрисдикциям и конкретным применениям, а не глобально и не единообразно.
| Регион / Стандарт | Статус | Ключевое ограничение | Заметки |
|---|---|---|---|
| Европейский Союз | Ограничено (REACH) | Содержaние ПАУ ограничено | Ограничены formulations с высоким содержанием ПАУ; версии с низким содержанием ПАУ могут использоваться в некоторых промышленных сферах |
| Соединенное Королевство (после Brexit) | Следует собственному эквиваленту REACH | Похожие ограничения по ПАУ в отношении ЕС | Контакт с питьевой водой: запрещено по одобрению WRAS/ACS |
| Россия | Не запрещено в целом | Ограничения по VOC действуют в некоторых штатах | По-прежнему используется для закапываемых трубопроводов, морских сооружений; не одобрено для контакта с питьевой водой |
| Ближний Восток / ГКК | В активном использовании | Нет общих ограничений | Широко применимо для водопроводных и морских инфраструктур |
| Юго-Восточная Азия | В активном использовании | Региональные вариации | Общеупотребительно в Индонезии, Вьетнаме, Малайзии для закопанных и морских применений |
| Контакт с питьевой водой (во всем мире) | Запрещено | Выщелачивание НКП в водоснабжение | Требуются покрытия FBE или одобренные эпоксидные покрытия для контакта с питьевой водой |
| Австралия / Новая Зеландия | Ограничено | Регулирование в рамках субъектов федерации по охране окружающей среды | Снижение использования; для новых трубопроводов предпочтение FBE |
⚠️ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Применение эпоксидного покрытия на основе каменноугольного дегтя на любой поверхности, контактирующей с питьевой водой, запрещено во всех регулируемых рынках независимо от локальных ограничений по содержанию НКП. Соединения НКП, присутствующие в каменноугольной смоле, тогда как попадают в воду, и классифицируются как вероятные канцерогены. Не существует соответствующей по требованиям формулы для контакта с питьевой водой.
Данные показывают последовательную тенденцию: каменноугольная эпоксидная смола по-прежнему коммерчески жизнеспособна и активно указывается в нерегламентированных закопанных подземных трубопроводах и морской экспозиции в регионе Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии и частях Африки и Южной Америки. Предположение “она запрещена” лишает инженеров доступа к технически обоснованному варианту на рынках, где она полностью легальна.
Где каменноугольная эпоксидная смолаStill остается правильным выбором?
В юрисдикциях, где она по-прежнему допускается, каменноугольная эпоксидная смола технически уместна в следующих условиях:
- Погруженный стальной трубопровод, работающий при температуре ниже 65°C, при наличии катодной защиты
- Зоны погружения Marine — сваи, причальные сооружения, всасывающие конструкции — где основными требованиями являются высокая стойкость к росту осадков и к катодной диссинбондированности
- Обслуживание балластного бака с перекраской по существующей угольно-темплоновой смоле — совместимость гарантирована, перекрытие предотвращает дорогостоящую повторную зачистку до поверхности
- Структуры промышленной бытовой канализации с высоким содержанием углеводородов — ароматическая стойкость угольной смолы эпоксидной смолы делает её предпочтительнее стандартных эпоксидных смол⚠️ ВНИМАНИЕ: угольная смола эпоксид не подходит при рабочей температуре выше 65°C. Превышение этого порога смола угольной фракции смягчается, снижает барьерные свойства и увеличивает риск катодной диссинбондированности. Для сервисного buried или immersed при повышенной температуре необходима стеклянная стружка-epoxy или FBE.
Как coal tar epoxy сравнивается с современными альтернативами?
Три системы покрытия охватывают большинство применений, которыми ранее доминировала coal tar epoxy. Выбор зависит от условий эксплуатации, метода нанесения и местоположения проекта.
| Коэффициент производительности | Битумный эпоксидный покрытие | Эпоксид с стекловолокном | Эпоксидное покрытие с термореактивной связкой (FBE) |
|---|---|---|---|
| Основное применение | Кисть/распыление, полевые или заводские | Кисть/распыление, полевые или заводские | Только заводское применение (термическая полировка) |
| Типичный DFT | 400–600 мкм | 300–500 мкм | 350–500 мкм |
| Паропроницаемость | Очень низкая (лучший в классе) | Низкая | Очень низкая |
| Стойкость к катодной диссинбондированности | Отлично | Хорошо | Отлично |
| Максимальная рабочая температура (погружение) | 65°C | 80–100°C | 80–95°C |
| Стойкость к механическим повреждениям | Умеренный | Высокая (стеклянная арматура) | Умеренный |
| Возможность повторного покрытия для обслуживания | Трудно — ограниченная совместимость финишных покрытий | Хорошо — возможно перекрыть эпоксидной краской | Не подлежат локальному ремонту по месту нанесения |
| Экологические ограничения | Ограничения PAH применяются | Нет | Нет |
| Относительная стоимость (материал) | Низкая | Средняя | Низкий (производственный масштаб) |
| Практичность применения на объекте | Да | Да | No |
💡 ТЕХНИЧЕСКАЯ НЮАНСА: эпоксидная система на основе стеклянной стружки превосходит эпоксидную систему на основе каменноугольной смолы по механическим свойствам и полностью пригодна для повторной окраски совместимыми эпоксидными системами — что делает её превосходной для конструкций, требующих периодической повторной покраски. Если вы на рынке с ограничениями и нуждаетесь в прямой замене эпоксидной системы на основе каменноугольной смолы, эпоксидная система на основе стеклянной стружки является инженерной заменой, а не обычной эпоксидной системой с высоким слоем покрытия.
The Руководство по системе покрытий для offshore зоны брызг детально охватывает производительность эпоксидной системы на основе стеклянной стружки в морском погружении и в зоне брызг — условия, в которых она наиболее прямо заменяет эпоксидную систему на основе каменноугольной смолы.
Проблемы обслуживания и повторной покраски
Наиболее значимое техническое ограничение существующих покрытий на основе каменноугольной смолы — несовместимость повторной покраски — каменноугольная эпоксидная смола не принимает большинство современных верхних покрытий напрямую.
- Эпоксидная смола на основе каменноугольной смолы несовместима с цинковыми грунтами — адгезионные нарушения часто возникают, когда поверх старой каменноугольной эпоксидной смолы наноситсяMaintenanceCoat с высоким содержанием цинка
- Водостойкие верхние покрытия из полиуретана поверх каменноугольной эпоксидной смолы проявляют пропитывание: пластизаторы каменноугольной смолы мигрируют в полиуретановую пленку и вызывают постоянное обесцвечивание и размягчение
- Двухкомпонентные эпоксидные верхние покрытия обычно совместимы но требуют тщательной подготовки поверхности — промывка под высоким давлением чистой водой, электроточение щёткой для удаления мела и обезжиривание перед перекрытием
- Наиболее безопасный подход к обслуживанию для существующих поверхностей на основе каменноугольной эпоксидной смолы — перекрыть их продуктом той же разновидности каменноугольной эпоксидной смолы — это гарантирует совместимость и избегает пропитывания
Ни в коем случае не использовать растворители на основе акрила или алкида в качестве верхних покрытий поверх каменноугольной эпоксидной смолы — ароматические растворители в некоторых алкидах будут атаковать фракцию каменноугольной смолы и вызывать подъём и слоение всей системы.
Требования к охране труда и безопасности при нанесении
Коксохимический битумный эпоксид требует полного СИЗ при нанесении из-за содержания ПАУ. В юрисдикциях, где он остается законным, требуются следующие меры контроля:
- Респираторная защита: респиратор с подачей воздуха (SCBA) или фильтрующий респиратор с угольным фильтром органических паров в закрытых пространствах
- Защита кожи: перчатки с химической стойкостью, костюм целиком, защита лица — битумная деготь известна как сенсибилизатор кожи
- Работа в confined space: требуется непрерывный контроль воздуха на VOC и пары ПАУ
- Утилизация отходов: материалы, загрязненные битумным дегтем, классифицируются как опасные отходы во многих юрисдикциях — уточняйте местные регламенты по маршруту удаления
Часто задаваемые вопросы
Для чего на самом деле используется покрытие на основе битумного дегтя в текущих активных проектах?
Эпоксидное покрытие на основе битумного дегтя по-прежнему активно применяется для внешнего покрытия закапываемых стальных магистралей (при температуре эксплуатации ниже 65°C с катодной защитой), морских сооружений, таких как свайные пирсы и всасывающие решетки, а также для повторного покрытия существующих поверхностей на основе битумного дегтя в балластных емкостях и промышленных водоотводах. На Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии оно по-прежнему широко применяется для водопроводных трубопроводов и морской инфраструктуры без регуляторных препятствий. Использование для контакта с питьевой водой запрещено во всем мире — ни одна текущая формула не соответствует требованиям для подачи питьевой воды.
Каков предел рабочей температуры для эпоксидного покрытия на основе битумного дегтя, и что произойдет, если этот предел превышен?
Максимальная рабочая температура эпоксидной смолы на основе битумного дегтя в условиях закопки или погружения — 65°C. Выше этого порога фракция битумного дегтя смягчается — снижается барьерная роль покрытия и значительно увеличивается подверженность катиодному отслаиванию под действием импульсной катодной защиты. Этот режим выхода из строя прогрессивен и часто не обнаруживается до следующего цикла инспекции, к тому времени активная коррозия в областях отслаивания может быть уже значительной. Для условий закопки или погружения выше 65°C требуется стекловолоконная эпоксидная смола с фракцией стеклоткани (класс 80–100°C) или FBE (80–95°C).
Какой современный альтернативный заменитель эпоксидного покрытия на основе битумного дегтя в ограниченном рынке?
Стекловолоконная эпоксидная смола — правильная инженерная замена — не стандартная высокомодульная эпоксидная смола. Стандартная эпоксидная смола BPA высокого слоя не обеспечивает такой же скорости паров воды или сопротивления катиодному отслаиванию, как эпоксид на основе битумного дегтя. Стекловолоконная эпоксидная смола достигает сопоставимой барьерной эффективности за счет reinforcement слоя стеклянной фракции, добавляет механическую ударопрочность, которой не хватает битумному эпоксиду, не имеет ограничений по ПАУ и полностью совместима с системами обслуживания эпоксидных покрытий. Там, где ранее требовалась 400–600 мкм битумная эпоксидная смола, укажите стекловолоконную эпоксидную смолу толщиной 300–500 мкм с подтвержденными данными теста катиодного отслаивания из технического паспорта продукта.
Можно ли нанести стандартное эпоксидное верхнее покрытие непосредственно на существующую aged битумную эпоксидную смолу?
Только при надлежащей подготовке и выборе продукта. Застарелые поверхности битумной эпоксидной смолы должны быть подвергнуты высокой мощности промывке для удаления известкового слоя, слаботрещащий обрабатываемый, а затем протерты растворителем перед нанесением любого верхнего слоя. Двухкомпонентные эпоксидные верхние покрытия обычно совместимы после такой подготовки. Цинко-обогащенные грунты и полиuretаны несовместимы — цинкосодержащие покрытия показывают адгезионные отказы, а полиуретаны подвержены пожелтению/побелению из-за миграции пластификатора битумного дегтя. Самый безопасный подход к техническому обслуживанию битумной эпоксидной смолы — перекрывать тем же типом битумной эпоксидной смолы, что обеспечивает совместимость между слоями и устраняет риск bleed-through.
Соответствует ли битумная эпоксидная смола требованиям ISO 12944 для закопанных или погружных условий?
ISO 12944 охватывает категории атмосферной коррозии (C1–CX) для конструкционных сталей. Покрытие под землей и погружение выходит за пределы области применения ISO 12944 — применимы соответствующие стандарты ISO 21809 (Внешние покрытия для закопанных или погружённых в воду трубопроводов) и проектно-специфические инженерные требования к трубопроводам. Коалтовая смола эпоксидная на основе дегтя угля упоминается в старых спецификациях трубопроводов и в некоторых национальных нормах для подземного обслуживания — но для новых проектов трубопроводов FBE в соответствии с ISO 21809 и системы эпоксидной смолы на основе стеклянной хлопьев в значительной степени заменили coal tar epoxy как в письменных спецификациях, даже на рынках, где coal tar epoxy остаётся законным.
Альтернативы coal tar epoxy от Huili Coating
Huili Coating производит эпоксид на основе стеклянной хлопьев и системы эпоксидного покрытия для стальных трубопроводов и морских конструкций — охватывая применения, где ранее использовался coal tar epoxy, с полными данными химической стойкости, результатами теста на отслаивание катиодного типа и документацией по применению для погружённых и залегающих условий эксплуатации.
Чтобы получить рекомендацию по системе и документацию по продукту для вашего проекта бака с топливом, отправьте ваши данные через форму запроса проекта Huili Coating:
- Тип применения: закопанный трубопровод, морское погружение, балластный отсек, промышленное водоотведение
- Диапазон рабочих температур (окружающая среда, повышенная — указать максимальную)
- Тип катодной защиты, если применимо (индукционный ток или самоподдерживающий анод)
- Юрисдикция регулирования и любые требования по ограничению ПАУ
- Текущее состояние покрытия, если проект по обслуживанию или повторному покрытию
- Необходимая конечная чистота поверхности (DFT) и цель срока службы
- Местонахождение объекта и способ нанесения (производство на месте или в цеху)
Техническая команда ответит рекомендацией по системе, данными теста на отслаивание катиодного типа и полным документам TDS, соответствующим вашим условиям эксплуатации и требованиям регуляторных органов.
