Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Kaivan Raissi
احمد ساعت چی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sina Saeedi
سینا سعیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Evaluation of Properties and Electrochemical Investigation of Cathodic Disbondment of Polyurethane Coats
By diffusion of water and other factors which cause cathodic disbondment in the polymeric coat and reaching metal/polymer interface, hydroxyl is produced and makes the interface alkaline. The alkalinized interface causes disbondment of polymeric coat from metallic substrate. The scope of this project is to evaluate the cathodic disbondment of polyurethane coat which is used to protect oil and gas pipe lines. The quantity of cathodic disbondment of a polymeric coat depends on two parameters. These two parameters are adhesiveness of polymeric coat to metal substrate and resistance of polymeric coat to diffusion of water and other factors which cause cathodic disbondment. For having a valid study on cathodic disbondment phenomenon, these specifications should be evaluated. In this project, according to Iranian gas standards, these parameters are studied. The resistance of the polymeric coating to diffusion of water and other factors is studied by two quantitative tests including water absorption test and chemical resisitance test performed in acidic solution, alkaline solution, pure water and saline solution. o the amount of absorbed water and reagents in saturated condition is measured and compared to the standards. Also, adhesiveness is studied by two qualitative test including resistance to removal test and hot water soak test and one quantitative test including pull-off strength of coatings using portable adhesion testers. It is shown that both specifications of the polyurethane is in the standard range. After investigating these two parameters, cathodic disbondment is measured. For evaluating cathodic disbondment, a simple electrochemical cell is set up and specimen is connected to negative terminal of a rectifier and the positive terminal is connected to a platinum electrode, so the specimen is under cathodic protection for a assessed period of time. The measured quantity of cathodic disbondment is more than what assessed in the standard. Noting that the resistance of the polyurethane to diffusion of water and other reagents and also adhesiveness of polymeric coat to the metal substrate are in the standards range, it can be concluded that surface unevenness of polymeric coat, created by using a brush for painting, causes residual stress in polymeric coat. The created residual stress aids the disbonding of polymeric coat from metal substrate and increases the amount of cathodic disbondment. One of affective parameters on cathodic disbondment is the thickness of polymeric coat. For evaluating the parameter of thickness, cathodic disbondment and coat resistance of three different polyurethane thickness are measured. Three double electrochemical cell is set up for this test to measure the polymeric coat resistance and the quantity of cathodic disbondment coincidely. Specimens as the chathodic disbondment test are under cathodic protection for the same period of time. It is shown that increasing the coat thickness, will increases the polarizatio resistance and pores resistance of olymeric coat and the quantity of cathodic disbondment decreases. Also by electrochemical test is shown that pores of a polymeric coat have an important role in efficiency of coat. Increasing the amount of pores of a polymeric coat, will increase the quantity of cathodic disbondment. So it is concluded that increasing the thickness of coat, will increase the resistance of polymeric coat and reduces the cathodic disbondment of a non porous polymeric coat. key words Cathodic Disbondment, Cathodic Protection, Polyurethane, Pipe line
با نفوذ آب و سایر عوامل ایجاد کننده ی جدایش کاتدی به داخل پوشش پلیمری و رسیدن آن ها به فصل مشترک فلز/پوشش، در فصل مشترک فلز/پوشش یون هیدروکسیل تولید می شود و قلیایی شدن فصل مشترک فلز/پوشش، باعث جدایش پوشش پلیمری از زیر لایه فلزی می گردد. هدف از انجام این پروژه بررسی جدایش کاتدی پوشش پلی یورتان مورد استفاده برای حفاظت از خطوط لوله انتقال نفت و گاز می باشد. مقدار جدایش کاتدی پوشش پلیمری به دو ویژگی مهم پلیمر بستگی دارد. این دو ویژگی عبارت هستند از: چسبندگی پوشش پلیمری به زیر لایه فلزی و هم چنین مقاومت پوشش پلیمری در برابرنفوذ آب و سایر عوامل ایجاد کننده ی جدایش کاتدی. به منظور ارزیابی بهتر پدیده ی جدایش کاتدی پوشش پلی یورتان، این دو ویژگی باید بررسی شوند. در این پروژه طبق استانداردهای شرکت ملی گاز ایران، این ویژگی ها بررسی می شوند. مقاومت پوشش در برابر نفوذ آب و سایر عوامل ایجاد کننده جدایش کاتدی با انجام دو آزمایش کمی شامل آزمون جذب آب و آزمون مقاومت شیمیایی در محلول های اسیدی، قلیایی، آب مقطر و آب نمک بررسی می شود و مقدار واکنشگر جذب شده در حالت اشباع اندازه گیری و با استانداردهای مربوطه مقایسه می شود. چسبندگی پوشش نیز با انجام دو آزمون کیفی شامل آزمون مقاومت به جدایش و آزمون خیساندن در آب داغ و یک آزمون کمی تحت عنوان آزمون چسبندگی توسط دستگاه قابل حمل، بررسی می شود و نشان داده می شود که این دو وِیژگی پلی یورتان مورد استفاده در محدوده ی استاندارد تعیین شده توسط شرکت ملی گاز ایران قرار دارد. پس از بررسی این وِِیژگی های پلی یورتان، مقدار جدایش کاتدی پوشش یورتانی اندازه گیری می شود. برای این کار یک سلول الکتروشیمیایی ساده ساخته می شود و نمونه ها به به قطب منفی رکتیفایر متصل می شوند. قطب مثبت نیز به یک الکترود پلاتینی متصل می گردد و نمونه تحت حفاظت کاتدی قرار می گیرد. بعد از پایان زمان آزمایش، مقدار جدایش کاتدی اندازه گیری شده در این پروژه بیشتر از حدی است که در استاندارد تعیین شده است. با توجه به این که پوشش یورتانی مورد آزمایش هم از لحاظ چسبندگی و هم از لحاظ مقاومت در برابر نفوذ آب و سایر عوامل ایجاد کننده ی جدایش کاتدی در محدوده استاندارد قرار دارد می توان نتیجه گرفت که ناهمواری های سطح پوشش که ناشی از اعمال پوشش به وسیله قلم مو است منجر به ایجاد تنش های داخلی در پوشش می شود. این تنش های داخلی به جدایش پوشش از زیر لایه فلزی کمک می کنند و باعث افزایش مقدار جدایش کاتدی می شود. یکی از عوامل تاثیر گذار بر روی جدایش کاتدی پوشش پلیمری، ضخامت پوشش است. در این پروژه این عامل بررسی می شود و برای این منظور، جدایش کاتدی پوشش پلی یورتان در سه ضخامت مختلف اندازه گیری و مقایسه می شود. برای بررسی جدایش کاتدی هر یک از نمونه ها یک سلول الکتروشیمیایی مضاعف یا دوگانه ساخته می شود. (دو سلول الکتروشیمیایی هم مرکز) ساخته می شود تا مقاومت تخلخل و مقاومت پلاریزاسیون نمونه ای که تحت آزمون جدایش کاتدی قرار دارد، اندازه گیری شود. هماتتد آزمون جدایش کاتدی، نمونه ها به مدت مشخص تحت حفاظت کاتدی قرار می گیرند. مشاهده می شود که با افزایش ضخامت پوشش یورتانی، مقدار مقاومت تخلخل های پوشش و مقاومت پلاریزاسیون پوشش پلیمری افزایش و مقدار جدایش کاتدی اندازه گیری شده کاهش می یابد. هم چنین با بررسی های الکتروشیمیایی نشان داده می شود تخلخل های پوشش، نقش مهمی در کارایی پوشش پلیمری دارند و افزایش مقدار تخلخل های پوشش پلیمری باعث افزایش میزان جدایش کاتدی می شود. بنابراین به شرط متخلخل نبودن پوشش، با افزایش ضخامت پوشش یورتانی؛ مقدار جدایش کاتدی پوشش کاهش می یابد. کلمات کلیدی جدایش کاتدی ، حفاظت کاتدی ، پلی یورتان ، خط لوله

ارتقاء امنیت وب با وف بومی