Изоляция стальных газопроводов: обзор материалов для изоляции и технологий их нанесения

Защита газопроводов от коррозии изоляционными покрытиями (пассивная защита)

Работы по нанесению изоляционных покрытий на трубы осуществляется в базовых условиях на механизированных линиях изоляции в соответствии с технологическими инструкциями, разра­ботанными для каждого типа покрытия. Качество покрытий должно соответствовать требованиям технических условий на каждый вид покрытия.

Основные нормативные требования к наружным покрытиям подземных газопроводов, а также структура покрытий, регламенти­руемых ГОСТ 9.602 и РД 153-39.4-091, должны быть изложены в ТУ.

В качестве основных материалов для формирования защитных покрытий установлены: полиэтилен; полиэтиленовые липкие ленты; термоусаживающиеся липкие ленты; битумные и битумно-полимер­ные мастики; наплавляемые битумно-полимерные материалы; поли­мерно-битумные ленты; композиции на основе хлорсульфированного полиэтилена, полиэфирных смол и полиуретанов. Применяемые материалы и покрытия на их основе должны соответствовать требо­ваниям технических условий и иметь сертификаты качества или тех­нические паспорта.

Изоляционные работы на месте укладки газопроводов допуска­ется выполнять ручным способом только при изоляции сварных сты­ков, мелких фасонных частей, а также резервуаров СУГ, исправлении повреждений покрытий, возникших при транспортировании труб, в размере не более 10% площади покрытия, а также при ремонте участков газопроводов длиной не более 10 м. При температуре воз­духа ниже минус 25 °С проведение изоляционных работ запрещается на всех этапах строительно-монтажных работ по изоляции труб, на­несению покрытий на сварные стыковые соединения газопровода, ремонту мест повреждений, изоляции; проводится контроль пока­зателей качества покрытий, толщины, адгезии, диэлектрической сплошности. Качество работ по очистке, праймированию поверх­ности и нанесению покрытий на трубы, выполняемых в заводских условиях и производственных базах строительно-монтажных орга­низаций, проверяет и принимает отдел технического контроля и ла­боратория предприятия.

Проверку качества изоляционных работ на трассе осуществляют инженерно-технические работники строительно-монтажных орга­низаций, выполняющих изоляционные работы, а также технический надзор заказчика или организации, эксплуатирующей трубопроводы. Качество очистки проверяют осмотром внешней поверхности труб. Качество нанесенного на трубы защитного покрытия определяют внешним осмотром, измерением толщины, проверкой сплошности и адгезии к металлу. Газопровод укладывают в траншею, присыпают грунтом на 20—25 см и проверяют отсутствие непосредственного электрического контакта между металлом трубопровода и грунтом с выявлением дефектов в защитном покрытии. Требования к ка­честву изоляционных покрытий приведены в таблице ниже.

Толщину защитных покрытий контролируют приборным мето­дом неразрушающего контроля с применением толщиномеров и дру­гих измерительных приборов:

• для экструдированного полиэтилена и битумно-мастичных покрытий — в базовых и заводских условиях на каждой десятой тру­бе одной партии не менее чем в четырех точках по окружности трубы и в местах, вызывающих сомнения;
• для битумно-мастичных покрытий — в трассовых условиях на 10% сварных стыков труб, изолируемых вручную, в тех же точках;
• для битумно-мастичных покрытий на резервуарах — в одной точке на каждом квадратном метре поверхности, а в местах переги­бов изоляционных покрытий — через 1 м подлине окружности.

Толщину защитного покрытия из полимерных липких лент про­веряют при намотке ленты внешним осмотром по количеству слоев навиваемой ленты и ширине нахлеста ленты.

Требования по качеству изоляционных покрытий

из экструди­рованного полиэтилена

комбинированного мастично ленточного

из полиэтиленовых липких лент

на основе битумных мастик

Толщина покрытия, мм, не менее, в зависимости от диаметра труб

d от 57 до 820 — 4,0

d от 159 (вкл.) — 7,5; св. 159-9,0

Адгезия к стальной поверхности трубы при 20 °С кгс/см 2 , не менее

Ударная прочность, Дж на 1 мм толщины покрытия

4,0 (на всю тол­щину покрытия)

d от 76 до 159-4,25

d от 76 до 159 — 4,25

d от 325 до 530 — 6,0 на всю шири­ну покрытия

d от 176 до 530 — 6,0 на всю толщину покрытия

d от 219 до 530 — 5,0

d от 219 до 530 — 5,0

Величина напряжения при контроле сплош­ности на 1 мм покры­тия, кВ

Переходное электро­сопротивление на закон­ченном строительством газопроводе, Ом м 2 , не менее

Адгезию защитных покрытий и стали контролируют приборным методом с применением адгезимеров. Для мастичных битумных по­крытий допускается определение адгезии методом выреза треуголь­ника с углом 45° и отслаивания покрытия от вершины угла. Адгезия считается удовлетворительной, если при отслоении 50% мастики остается на металле. Адгезию покрытия из полиэтиленовых липких лент определяют через сутки после нанесения на трубы и стыки.

Сплошность покрытия труб в базовых и заводских условиях кон­тролируют по всей поверхности приборным методом неразруша­ющего контроля с помощью искрового дефектоскопа при напряжении 4,0 или 5,0 кВ на 1 мм толщины покрытия после процесса изоляции труб, а также на трассе после ремонта покрытий трубопроводов, изо­ляции стыков и резервуаров в соответствии с требованиями табл. 6.1.

Проверку защитного покрытия после присыпки газопровода на отсутствие внешних повреждений, вызывающих непосредственный электрический контакт между металлом трубопровода и грунтом, производят приборами в соответствии со специальной инструкцией, составленной применительно к схеме приборов. Дефектные места, а также повреждения защитного покрытия, выявленные во время проверки его качества, исправляют до окончательной засыпки га­зопровода. При этом обеспечиваются однотипность, монолитность защитного покрытия. После исправления отремонтированные мес­та подлежат вторичной проверке.

По окончании строительства защитное покрытие уложенных трубопроводов и резервуаров принимают представители заказчика с оформлением акта на скрытые работы. При сдаче защитного покры­тия газопровода по требованию представителя заказчика предъявляют: сертификаты (паспорта) на каждую партию материалов или результа­ты лабораторных испытаний материалов — данные лабораторных испытаний проб, взятых из котлов в процессе приготовления битум­ной мастики, журнал изоляционных работ; акт проверки качества защитного покрытия.

Наиболее прогрессивным покрытием для труб диаметром от 57 до 220 мм является покрытие из экструдированного полиэтилена, нанесенное на трубу по жесткому адгезиву.

Покрытие из полиэтиленовых липких лент отечественного и за­рубежного производства наносится на трубы диаметром от 45 до 530 мм. Структура покрытия весьма усиленного типа включает два слоя полиэтиленовой липкой ленты толщиной 0,63 мм, нанесенной по специальной битумно-полимерной грунтовке, и наружную оберт­ку из оберточной полиэтиленовой ленты с липким слоем.

Покрытие на основе битумных мастик должно состоять из не­скольких армированных слоев мастики, нанесенных на трубу по би­тумному праймеру (праймер — битумная грунтовка, изготовляемая из битума, растворенного в бензине; соотношение битума и бензина 1:3 по объему или 1:2 по массе).

Структура покрытия включает: грунтовку битумную (праймер); мастику; армирующий слой; мастику; армирующий слой; мастику; обертку из бумаги. Для изготовления покрытий рекомендуется при­менять битумно-резиновую (ГОСТ 15836), битумно-атактическую, битумно-полимерную мастики, а также мастику «Асмол».

В качестве армирующих материалов для мастичных битумных покрытий применяют стеклохолсты ВВ-К, ВВ-Г, нетканое полимер­ное полотно марки С1.100-80-0444, стеклоткань. Допускается при­менять стеклохолсты других марок, соответствующие основным показателям, установленным в нормативно-технической докумен­тации на ВВ-К и ВВ-Г.

Важнейшими условиями, определяющими эффективность за­щитного покрытия и продолжительность срока его службы, являет­ся качественная очистка и праймирование поверхности труб, а также соблюдение температурного режима в процессе изготовления мас­тики и нанесения ее на трубы.

Толщина наносимого изоляционного слоя, его сплошность и прилипаемость, степень пропитки армирующей обмотки зависят от вязкости мастики, регулируемой изменением температуры в ван­не в зависимости от температуры окружающей среды.

Изоляция стальных газопроводов: обзор материалов для изоляции и технологий их нанесения

Основным компонентом изоляционных покрытий являются битумы. Это – остаточные продукты переработки нефти, представляющие собой твердую, плавкую или вязкожидкую смесь углеводородов и их производных. Компонентами грунтового состава битумов служат минеральные масла, смолы и асфальтены (Марки битумов БНИ-1У, БНИ-У, БН)

На основе битумов изготавливают битумные мастики. Они представляют собой смесь битума с наполнителями и пластификаторами и бывают 3-х типов: битумно-минеральные, битумно-резиновые и битумно-полимерные.

Широкое применение имеют битумно-минеральные мастики. В качестве наполнителей данных мастик используют доломитизированный известняк, асфальтовый известняк или доломит, а в качестве пластификатора – зеленое масло. Мастики приготовляют следующим образом. Битумный котёл загружают кусками битума и нагревают до 150 о С. Затем при перемешивании добавляют наполнитель и повышают температуру до 180 о С. Мастика готова.

Битумно-резиновые мастики должны удовлетворять требованиям ГОСТ 15836-76 и иметь более высокие технические свойства, чем битумно-минеральные. В качестве наполнителей в них используют резиновую крошку, получаемую дроблением старой амортизированной резины. Пластификаторами могут служить кроме зеленого масла, веретенное и трансформаторное, полидиен.

Для противокоррозионных покрытий трубопроводов широко используются битумно-резиновые мастики заводского изготовления типа МБР. (МБР-65,75,90,100). Мастику МБР-90 используют в летнее время, МБР-100 в летнее время в южных районах, МБР-65,75 – в зимнее время.

Из битумно-полимерных мастик наибольшее распространение получили битумно-полидиеновая (битудиен), битумно-полиэтиленовая, (битулен), битумно-полидиено-полипропиленовая (БПП). При выполнении изоляционных работ при температурах до – 15 о С применяется зеленое масло, при t до – 25 о С – полидиен или низкомолекулярный полиизобутилен марок П-8 и П-20 или 5% раствор полиизобутилена, П-200 в зеленом масле. Мастики битудиен-3 (t_раз – 70 о С) и битулен – 80 используются в зимнее время, а мастики битудиен-Л и битудиен-90 в летнее.

Битумно-полиэтиленовую мастику (битулен) приготовляют с добавкой к битуму порошкообразного нестабилизированного полиэтилена высокой плотности в количестве 5%. Мастики приготовляют в полевых и заводских условиях термомеханическим способом путем смешения полиэтилена высокой плотности при t = 140 о С.

По сравнению с битумно-резиновыми мастиками битулены имеют большую вязкость и устойчивость, меньше деформируются под действием сжимающих напряжений, меньше растворяются в ароматических углеводородах.

Битумную грунтовку (праймер), представляющую собой раствор битума в бензине, наносят на поверхность труб для улучшения прилипаемости изоляционных мастик с металлической поверхностью трубопровода. Для приготовления грунтовки применяется битум марок БНН-1У-3, или БН-1У, который подогревают до температуры 100 о С и тонкой струей вливают в бензин с перемешиванием.

Для усиления изоляции применяются армирующие обертки из бризола, гидроизола или стекловолокнистого материала. Бризол приготовляют на основе битума и дробленной старой вулканизированной резины с добавлением асбеста и пластификаторов. Бывает 3-х марок: БР-С (средней термостойкости) для работ при температуре воздуха – 5 +30 о С; БР-М (морозостойкий) для работ при температуре воздуха – 10 +20 о С без подогрева, а при температуре воздуха – 10 – 25 о С с подогревом; БР-Т (термостойкий), применяемый в южных районах при t воздуха 5 45 о С. Кроме того, применяется бризол БР-П с повышенным сопротивлением разрыву.

Недостатки бризола: слипаемость при 30 о С, хрупкость при отрицательных температурах ниже – 15 о С (без подогрева), недостаточно высокая водостойкость и прочность.

Гидроизол – беспокровный материал, изготовленный пропиткой асбестовой бумаги нефтяными битумами. Из-за высокой водонасыщаемости его полностью вытеснил бризол.

Стеклохолст – стекловолокнистый рулонный материал, состоящий из штапельных стеклянных волокон, скрепленных синтетическим связующим. В качестве связующего используют поливинилацетатную эмульсию, мочевиноформадегильную смолу. Стеклохолст обладает хорошими диэлектрическими свойствами, малой гигроскопичностью и высокой химической стойкостью. Его применяют при температурах воздуха от – 30 о С до 30 о С. Обладает высокой прочностью и меньшей стоимостью по сравнению с бризолом.

Изоляционные покрытия на трубы наносятся в заводских условиях. Для изоляции газопроводов применяют поливинилхлоридные и полиэтиленовые пленки, покрытые с одной стороны слоем клея. Защита пленок от механических повреждений обеспечивается наложением оберток из бризола, пленочного материала ПДБ (полимерно-дегтевобитумный материал, состоящий из битума, полиэтилена высокого давления, полиэтилена низкого давления, полизобутилена, газогенераторной смолы.

Из пластифицированного поливинилхлорида используются следующие изоляционные ленты: в осенне-летний период – ПИЛ и ПВХ – СЛ, – 20 о С, в зимнее время – ЛМЛ (морозостойкая – 60 о С); для изоляции горячих участков газопровода в условиях жаркого климата – теплостойкие ленты ЛТЛ. Данные ленты обладают высокими антикоррозионными свойствами, химической стойкостью к растворителям, влагоустойчивы.

Применяют также полимерные композиции, наносимые на трубы в порошкообразном или жидком виде, обладающие высокой химической стойкостью. Наносят их на трубы методом горячего напыления в виде сплошного покрытия требуемой толщины. Применяется напыление порошка полиэтилена высокой плотности.

Перспективным методом является индустриальный способ нанесения полимерных покрытий на трубы в заводских условиях из порошков полимеров в псевдосжиженном состоянии на основе электронной технологии. Толщина покрытия 1 мм – время нанесения 35-60с. К порошкообразному полиэтилену добавляется стабилизатор (тилкофен), антистаритель (сажа), наполнитель (окись хрома).

Широкое применение получили порошкообразные эпоксидные полиэфирные, виниловые, фенольные и др. смолы в сочетании с антикоррозионными добавками. Такие покрытия толщиной 0,15-0,25 мм наносят на нагретую поверхность труб методом электростатического напыления.

Используются и жидкие полимерные композиции на основе эпоксидных и фурановых смол, модифицированных каменноугольными, полиэфирными, полиамидными смолами. Наиболее распространены 2 вида полимерных композиций: эпоксидно-каменноугольная (ЭКК) и фурило-каменноугольная (ФКК). Данные покрытия имеют высокую адгезию к металлу, химическую стойкость, термо – и морозостойкость, технологичность. Их толщина 0,5-1 мм при наружной изоляции и 0,3 мм – при внутренней изоляции труб.

Лакокрасочные материалы. Применяются для защиты трубопроводов от коррозии. Обладают способностью после нанесения на поверхность изделия образовывать прочную эластичную пленку. В состав лакокрасочных материалов входят: пленкообразующее вещество, наполнитель, пигмент, растворитель. В качестве пленкобразующих веществ используются высыхающие масла, синтетические и натуральные каучуки и смолы, клеи, белки, олифы и лаки (растворы природных высокомолекулярных и синтетических полимерных веществ в легколетучем растворителе).

Лакокрасочные материалы применяют в виде грунтовок, покровных эмалей и лаков, наносимых на наружную и внутреннюю поверхности трубопроводов.

Для покрытия наружной поверхности труб используют грунтовки на основе фенолформальдегидной смолы, с растворителем – сольвент каменноугольный (грунтовки марок ФЛ-103к, ФЛ-013), сополимера хлорвинила и винилиденхлорида с растворителем Р-4 (грунтовки марок ХС-010), поливинилбутиралевой смолы (грунтовка ВЛ-08). Покровные лаки и эмали изготовляют на основе перхлорвиниловой смолы (эмали ПХВ-714, ПХВ-715, лак ХСЛ), пентафталевой смолы с растворителем Р-4.

Для защиты газопроводов от коррозии также применяют лак этиноль, являющийся полупродуктом производства синтетического каучука. Это – маслянистая жидкость коричневого цвета. На его основе приготовляют эмали.

В настоящее время широко применяются защитные лакокрасочные покрытия, наносимые на внутреннюю поверхность трубопроводов. При этом уменьшается шероховатость поверхности труб и их гидравлическое сопротивление, что приводит к увеличению пропускной способности труб на 10%. Для данной цели используют бакелитовый лак марки А в сочетании с алюминиевой пудрой и растворителем, а также грунтовки и эмали на основе синтетических смол: перхлорвиниловой, поливинилбутиралевой, эпоксидной. Широко используются покрытия на основе эпоксидных смол (ЭД-5 и ЭД-6) и эпоксидных лаков (Э-4100 и Э-4001), обладающих высокой адгезией к металлу, термо-и химической стойкостью.

Все стальные трубопроводы, укладываемые в грунт, должны иметь защитные изоляционные покрытия. В зависимости от используемых материалов изоляционные покрытия могут быть:

– из липких полимерных лент;

– из экструдированного полиэтилена.

В зависимости от условий прокладки трубопровода изоляционные покрытия могут быть двух типов: нормальные и усиленные Структура изоляционных покрытий из различных материалов приведена в табл. 2.1.

Авто реклама

Защитные изоляционные покрытия на стальные трубы наносятся механизированным способом в заводских условиях или в условиях производственных баз строительно-монтажных организаций. Изоляция трубопровода липкими лентами производится на месте укладки. Ручным способом выполняются работы при изоляции сварных стыков, фасонных частей трубопровода, запорной арматуры, при исправлении повреждений покрытия, а также при ремонте изоляционного покрытия. Битумные мастики наносятся на просушенную, очищенную от грязи, ржавчины, окалины и пыли и покрытую грунтовкой поверхность трубы. Битумная грунтовка приготовляется из неэтилированного бензина Б70, А76 или А72 и битума БН-90/10 или БН-70/30 (ГОСТ 6617-76), или БНИ-1У (ГОСТ 9812-74).

Для приготовления битумной грунтовки необходимое количество битума, предварительно расплавленного, обезвоженного и охлажденного до температуры 70 о С, вливают в соответствующее количество бензина при непрерывном перемешивании. Соотношение битума и бензина должно быть 1:3 по объему или 1:2 по массе. Приготовленная грунтовка может храниться в герметически закрытой таре не более 10 суток. Для повышения механической прочности покрытия из битумных мастик в их конструкцию должны входит армирующие слои из стекловолокнистых материалов. Каждый слой мастики армируется стеклохолстом. Для армирования применяются стеклохолсты марок ВВ-К (ТУ 21-33-43-79) и ВВ-Г (ТУ 21-23-44-79). Для приготовления битумной мастик битум нагревается в специальном котле при температуре 140. 150 о С до полного расплавления и выдерживается при температуре 170. 180 о С для обезвоживания. После полного обезвоживания в битум добавляется наполнитель.

В качестве наполнителя могут быть использованы следующие материалы:

– атактический полипропилен (ТУ 6-05-131-2-78);

– доломинизированный известняк (ГОСТ 8267-75);

– асбест хризалитовый (ГОСТ 12871-67);

– талькомагнезит молотый (ГОСТ 21235-75);

– низкомолекулярный полиэтилен (ТУ 6-05-10-75).

Для предупреждения коксования битумных мастик не следует держать их при температуре свыше 190 о С более 1 часа. Признаком коксования битума является появление на поверхности расплавленной массы пузырей и зеленовато-желтого дыма.

Структура защитных покрытий усиленного типа

Конструкция и материал покрытия

Толщина слоя или количество слоев

1. Покрытия на основе битумных мастик

2.Покрытие на основе полимерных липких лент

3. Покрытия из экструдированного полиэтилена

Полиэтилен экструдированный для труб диаметром 500 мм и выше

Примечание: Допускается применять покрытия других структур, обеспечивающих защиту по норматино-технической документации.

Поверхность изолируемых труб до нанесения грунтовки просушивается, очищается от грязи, ржавчины, неплотно сцепленной с металлом, окалины и пыли. После очистки поверхность металла должна быть шероховатой для обеспечения совместно с грунтовкой достаточное сцепление изоляционного покрытия с трубой. Очистка труб производится специальными очистными машинами. Фасонные поверхности и зоны сварных соединений очищаются вручную плоскими или вращающимися щетками. Грунтовка наносится сразу же после очистки поверхности трубы, ровным слоем без пропусков, сгустков и пузырей. Толщина высушенного слоя грунтовки не должна превышать 0.05 мм. Нанесение покрытия на трубу должно производиться не позднее, чем через сутки после нанесения грунтовки.

Мастика наносится по окружности и длине трубы ровным слоем заданной толщины без пузырей и посторонних включений. Слой армирующей обмотки из стеклохолста должен накладываться на горячую мастику по спирали с нахлестом и определенным натяжением, исключающим пустоты, морщины и складки и обеспечивающим непрерывность слоя и необходимую толщину защитного покрытия.

Производство изоляционных работ зимой в трассовых условиях допускается при температуре воздуха не ниже минус 25 о С и при отсутствии атмосферных осадков. Битумные мастики рекомендуются к применению на газопроводах диаметром до 500 мм с температурой эксплуатации до 35 о С. Надежность битумного покрытия значительно повышается с увеличением числа армирующих слоев стеклохолста с применением защитных оберток. В качестве полимерных мастик в настоящее время наиболее эффективной является двухкомпонентная мастика “Фрусис-1000А”. Мастика наносится в трассовых условиях и предназначена для антикоррозионной защиты горячих участков подземных коммуникаций компрессорных станций.

Время отвержения мастики 30. 60 мин.,

Толщина наносимого покрытия 2.5. 3.0 мм,

Эксплуатационная температура до 80 о С.

Мастика может с успехом применяться как на прямолинейных участках газопроводов, так и на участках сложной конфигурации ( запорная арматура, фланцы, отводы и т.п. ).

Покрытие на основе полимерной мастики “Фрисус-1000А” по своим защитным свойствам приближается к заводскому полиэтиленовому покрытию.

В качестве полимерных покрытий на трубопроводах газовой промышленности используются ленты, в основном, зарубежного производства. Эти покрытия являются наиболее распространенным типом изоляционного материала. Существуют различные марки полимерных лент, отличающихся, в основном, допустимой температурой эксплуатации. Краткие характеристики полимерных материалов приведены в таблице Количество слоев липкой ленты и обертки зависит от типа изоляционного покрытия.

Для нанесения на трубы липких полимерных лент и обертки механизированным способом выпускаются специальные изоляционные машины. Некоторые фирмы (например, американская CRC) выпускают агрегаты, в которых объединены очистная и изоляционная машины. Изоляционную машину перед нанесением покрытия из полимерных лент необходимо отрегулировать по скорости поступательного движения машины и углам установки пуль в соответствии с шириной ленты и величины нахлеста. Для обеспечения равномерной и ровной укладки витков ленты шпули должны осуществлять торможение, создающее необходимое натяжение ленты (около 1 кгс/см ширины). Последний и первый витки ленты следует всегда наносить без натяжения. Для этого из рулона надо размотать немного ленты и конец ее свободно наложить на трубу.

Весьма важно при нанесении липких лент любым способом следить за тем, чтобы строго соблюдалась нахлестка витков и на покрытии не образовывалось складок, морщин и пузырей. При возникновении дефектов ленту необходимо снять с трубы, и, устранив дефект, намотать вновь. Воздушные прослойки между трубой и полимерной лентой допускаются лишь в зоне сварных швов. Участки трубы с нанесенным пленочным покрытием не должны подвергаться воздействию солнечной радиации. Условия эксплуатации и технологи применения липких лент изложены в “ Инструкции по применению новых изоляционных материалов при капитальном ремонте магистральных газопроводов и компрессорных станций. Р51-155-90 ”.

Перед нанесением полиэтиленового покрытия трубы нагреваются в газопламенной печи до 220 о С. Затем, на трубу, совершающую вращательно-поступательное движение, из экструдера через щелевую головку выдавливается лента адгезива толщиной 0.15. 0.2 и шириной 200. 250 мм. Следом, поверх слоя адрезива из другого экструдерра наносится в несколько слоев основное покрытие из полиэтилена. Температура изоляционных материалов на выходе из щелевых головок составляет 200. 220 о С. Толщина покрытия определяется кратностью нахлеста спирально наматываемой ленты, что регулируется частотой вращения и осевым перемещением трубы. Для получения покрытия толщиной 2.5. 3.0 мм выполняется четырех-пятикратный нахлест ленты. Для уплотнения покрытия используется прижимной ролик с фторопластовым покрытием. В результате уплотнения отдельные слои полиэтилена соединяются между собой, образуя монолитное покрытие. После нанесения покрытия трубы охлаждаются водой до температуры 60. 70 о С. Трубы с заводской изоляцией поставляются в комплекте с термоусаживающимися муфтами для изоляции сварных стыков. Контроль качества защитных покрытий подземных трубопроводов должен осуществляться на всех этапах изоляционно-укладочных работ, по завершении строительства, а также в процессе эксплуатации. Качество нанесенного на трубы защитного покрытия определяется внешним осмотром, измерением толщины, проверкой сплошности и адгезии к металлу. В процессе наложения изоляционного покрытия осуществляется визуальный контроль по всей длине трубы. При этом фиксируются пропуски, трещины, сгустки, складки и гофры, мелкие отверстия. Толщину покрытия следует измерять инструментальным способом через каждые 100 метров изолируемых труб, а также во всех местах, вызывающих сомнение и выборочно по требованию заказчика. Проверка сплошности мастичного покрытия производится дефектоскопом при напряжении 4 кВ на 1 мм толщины покрытия; покрытия из липкой ленты при напряжении 6 кВ.

Сцепление мастичного покрытия с трубой проверяется адгезиметром или вручную надрезом покрытия по двум сходящимся под углом 45. 60 0 линиями и отрывом покрытия от вершины угла подреза. Защитное покрытие считается хорошо прилипшим, если оно отрывается от металла кусочками и часть его остается на трубе. Сопротивление отрыва, определенное адгезиметром, должно быть не менее 50 н/м ” (5 кгс/см 2 ) при температуре воздуха плюс 25 о С. Прилипаемость липких лент определяется отрывом ленты от ленты и ленты от поверхности трубы через сутки после наложения покрытия. Для этого в покрытии делается ножом два разреза под углом 60 0 , и если лента не отслаивается, а поднимается при помощи ножа с некоторым усилием, то адгезия (прилипаемость) считается удовлетворительной. Дефектные места покрытия, выявленные во время проверки его качества, должны быть исправлены до засыпки трубопровода. После исправления ремонтируемые места проверятся вторично.

Участки трубопровода, уложенные в грунт, до их сварки в единую нитку, подвергаются интегральной оценки качества защитного покрытия методом катодной поляризации или методом интегральной оценки на переменном (пульсирующем) токе. В процессе эксплуатации трубопровода необходимо периодически осуществлять контроль состояния изоляционного покрытия с целью выявления и устранения сквозных повреждений.

Технология изоляционных работ на газопроводах в трассовых условиях с применением полимерно-битумных лент типа ЛИТКОР и ПИРМА

Универсальным материалом для изоляции стыков и ремонта мест повреждений мастичных битумных покрытий, а также покрытий из экструдированного полиэтилена и полиэтиленовых липких лент являются полимерно-битумные ленты типа ЛИТКОР и ПИРМА.

Изоляцию стыковых соединений и фасонных элементов трубопроводов с различными видами покрытий с применением полимерно-битумных лент типа ЛИТКОР и ПИРМА необходимо производить по следующей технологии:

• • сушка и подогрев изолируемой поверхности (в зимнее и сырое время года);
• • очистка изолируемой поверхности (ручная — металлическими щетками или механизированная — шлифмашинками);
• • обработка концевых участков полиэтиленового покрытия (50- 70 мм) щетками для придания глянцевой поверхности шероховатости (или снятие на конце примыкающего к стыку мастичного покрытия);
• • нанесение на изолируемую поверхность кистью или валиком битумного праймера (раствор битума БНИ-IV или БНИ-V в бензине в соотношении 1:3 по объему) или праймера ПЛ-М;

• нанесение по битумному праймеру заранее заготовленной полосы полимерно-битумной ленты.

Нанесение ленты следует производить путем навивки по спирали или методом «в обхват», предварительно освободив липкую мастичную сторону ленты от антиадгезийной прокладки и нагревая мастичный слой пламенем паяльной лампы или пропановой горелки до начала его подплавления. Прогретую ленту слегка натягивают и прижимают к изолируемой поверхности трубопровода. Во избежание образования пузырей и плотного прилегания к трубе ленту дополнительно прикатывают валиком. При нанесении ленты на трубу величина нахлеста ленты на ленту должна составлять не менее 20 мм, нахлеста ленты на покрытие трубы — не менее 70 мм.

Ширина навиваемой полосы ленты при спиральной навивке должна быть не более 150 мм. Двухслойное покрытие формируется с одной бобины с нахлестом 1520 мм. При изоляции углов поворота и мест врезок необходимо применять ленту шириной 90 мм. Для газопроводов диаметром до 159 мм включительно допускается формирование покрытия из двух слоев изоляционной полимерно-битумной ленты общей толщиной не менее 4,0 мм (толщина каждого слоя ленты не менее 2,0 мм). Для труб больших диаметров рекомендуется применять поверх двух слоев изоляционной полимерно-битумной ленты один слой оберточной ленты (полиэтиленовой или поливинилхлоридной) толщиной не менее 0,5 мм.

Сформированное покрытие стыка из полимерно-битумных лент ЛИТКОР или ПИРМА должно удовлетворять следующим требованиям:

• • иметь величину нахлеста на покрытие трубы не менее 70 мм;
• • копировать рельеф изолируемой поверхности без гофр, быть плотным, без пазух и воздушных включений;
• • толщина двухслойного покрытия весьма усиленного типа должна быть не менее 4,0 мм;
• • адгезия покрытия из полимерно-битумных лент ЛИТКОР или ПИРМА к поверхности трубы и полимерному покрытию при 20 °С должна составлять не менее 1,5 кгс/см 2 ;
• • покрытие должно быть сплошным при проверке исправным дефектоскопом при напряжении на щупе 20 кВ на всю толщину покрытия.

Полимерно-битумные ленты ЛИТКОР и ПИРМА являются технологичными для ремонта как мастичных, так и полимерных покрытий.

Технология ремонта мест повреждений с применением указанных выше полимерно-битумных лент состоит из следующих технологических этапов:

• зачистка покрытия вокруг оголенного участка трубопровода;

• • нанесение на оголенную металлическую поверхность битумного праймера и его высушивание;
• • наклеивание заплаты на запраймированный участок, вырезанный из полимерно-битумной ленты по форме поврежденного участка изоляции. Мастичный слой заплаты перед наклеиванием под- плавляют пламенем паяльной лампы или газовой горелки;
• • подплавление и наложение поверх первого слоя второго слоя заплаты с перекрыванием его не менее чем по 50 мм во все стороны. Для получения твердого покрытия его прикатывают валиком (через антиадгезионную бумагу);
• • для предотвращения сдвиговых деформаций при засыпке трубопровода грунтом (особенно на трубопроводах больших диаметров) поверх заплаты накладывают кольцевой бандаж из любой полимерной ленты с липким слоем (например, полиэтиленовой или поливинилхлоридной).

Ленты Л ИТКОР и ПИРМА предназначены для ремонта покрытий на действующих подземных газопроводах с температурой транспортируемого продукта не выше 40 °С, а также изоляции стыков газопроводов, фасонных элементов, в частности конденсатосборников, углов поворотов, колен вновь прокладываемых подземных газопроводов из труб как с покрытием из экструдированного полиэтилена, так и с покрытием на основе битумных мастик. Лента может применяться вместо горячих битумных мастик при ремонте мастичных битумных покрытий, а также покрытий из экструдированного полиэтилена и полимерных липких лент. Ленты можно применять при стыковке трубопроводов с разными видами покрытий, для изоляции заглушек и шин для устройства КУ при монтаже электрохимзащиты.

Основные способы изоляции газопроводов

Изоляция газопроводов – необходимое и важное действие, направленное на защиту трубопровода от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. Теплоизоляция не только уменьшает потерю тепла, но и увеличивает качество эксплуатации магистрали.

Материалы изоляции для газопровода

Изоляция для поверхностных газовых труб осуществляется различными материалами, к которым предъявляются следующие требования:

• Изоляционный утеплитель должен равномерно ложиться по всей площади поверхности трубы.
• Должен обладать высокой степенью гидроизоляции и защитой от ультрафиолета.
• Устойчивостью к химическим реагентам.
• Он должен защищать поверхность газопровода от механического воздействия, то есть быть устойчивым к повреждениям.

Нанесение изоляции на поверхности газопровода с помощью горелки

Данные требования необходимо соблюдать, так как трубопроводы, транспортирующие газ, находятся под давлением с повышенными эксплуатационными нагрузками. Повреждение поверхности или некачественное изготовление приведет к большим трудностям при транспортировке газа по системе.

Виды и характеристики изоляторов

К основным типам изоляционных материалов для газопровода относятся:

• Битумные мастики. Они бывают полимерные, минеральные, резиновые. Они представляют собой остаточные продукты нефтяной промышленности вязкой консистенции. В добавки к углеродному составу вводят минеральные масла, атактический полипропилен, доломит, резиновую крошку. Для увеличения эластичности в битумные мастики добавляют специальные присадки, усиливающие защиту от растрескивания.
• Ленточные. Их производят из ПВХ и полиэтилена. Они имеют клейкую поверхность с одной стороны, которая крепится на поверхности трубы.

У каждого вида есть свои преимущества, но изолируют трубы только в заводских условиях.

Антикоррозийное покрытие газовой системы

Технология нанесения

Перед нанесением изолятора поверхность предварительно очищается от ржавчины, остатков плавки и окалины. После труба грунтуется для увеличения защиты от коррозии и лучшего сцепления с ленточными материалами. Далее наносится битумная мастика или наматывается липкая лента из полиэтилена. Обе операции производятся специальной машиной.

После нанесения изоляционного материала трубопровод подвергают тщательной проверке на наличие дефектов, трещин, неровностей. Проверка проводится специальными измерительными приборами.

Толщину защитных покрытий контролируют с помощью толщемеров. Для каждого вида покрытия есть свои показатели уровня плотности:

• Для битумно-мастичного покрытия этот показатель соответствует от 7,5 до 9 мм.
• Для липких лент из ПВХ данный показатель от 1,8 до 3 мм.
• Толщина полиэтиленовой изоленты варьируется от 2,5 до3,5 мм.

Для усиления изоляции газовой системы материал наносят в несколько слоев: первый – грунтовка, далее 2-3 слоя ленты из полиэтилена, верхний – оберточный. Такое покрытие способно выдерживать большие нагрузки при давлении и сохранять свои функции при температурах от 45 до – 35 градусов. Обычно лента наносится на заводе, но для трубопроводов сложной конфигурации изоляция наносится вручную.

В трассовых условиях, когда требуется нанесение непосредственно в непростых погодных условиях, ленту использовать нельзя, применяют битумные мастики. Ручная работа допускается только для изоляции стыков труб, при ремонтных работах на поверхности.

Накладывание битумной ленты

Технология нанесения изоляционного покрытия при помощи битумных мастик во время ремонтных работ включает следующие действия:

• Проведение очистки изолируемой площади. Для этого используют металлические щетки и наждачную бумагу.
• Обрабатывают концы, прилегающих к обрабатываемому участку. Для этого необходимо отрезать часть материала на расстоянии 1,5 см.

Сварка концов трубопровода

• Сушат и подогреваю стык в зимнее время.
• Наносят на подготовленную поверхность битумную мастику кистью или валиком.
• Разогревают примыкающие стыки газовой горелкой.
• Наносят на разогретую мастику армирующий материал или стекловату.
• Затем накладывают еще один слой горячей битумной мастики.

Каждое действие следует проводить с особой аккуратностью, так как речь идет о работе с химическим материалом и применением нагревательных приборов.

Особенности изоляции подземных газопроводов

Изоляция для подземных газопроводов необходима для защиты трубопровода от воздействия коррозийных процессов, в связи с повышенной влажностью грунта, а также для устранения воздействия блуждающих токов.

Производство труб с ППУ изоляцией

Воздействие блуждающих токов пагубно сказывается на металлических трубах. Они способны вывести из строя трубопровод уже в течение первого года эксплуатации. Токи образуются в местах прохождения электросетей, автомагистралей и железнодорожных путей. Если газопровод проложен рядом с подобными коммуникациями следует применить особенную защиту. Лучшим изолятором в данном случае является пенополиуретан (ППУ).

К преимуществам этого изолятора относят:

• Низкий коэффициент теплопроводности.
• Небольшая плотность материала.
• Устойчивость к перепадам температур и колебаний давления.
• Увеличения сроков эксплуатации трубопровода.
• Легкость в монтаже при ремонтных работах.

Для изоляции с помощью ППУ используют два способа нанесения:

• Нанесение материала в заводских условиях.
• Защита коммуникаций после монтажа трубопровода.

Трубы с ППУ изоляцией, нанесенной в заводских условиях, регулируются ГОСТом №30732. По данному нормативу выпускают два вида труб: обычные и с усиленным исполнением. Они отличаются технологичными характеристиками и эксплуатационными качествами. Технология производства труб с ППУ изоляцией выглядит следующим образом:

• Изготавливается верхняя оболочка из полиэтилена с применением технологии экструзии. Для ее производства используют специальную пресс-машину, в которую подается жидкий полиэтилен под давлением, а затем он застывает. После полного отвердевания оболочку достают и вставляют внутренней частью в трубу.
• Промежуток между стенкой трубы и внутренней поверхности оболочки заполняется жидким пенополиуретаном, который впоследствии застывает.

Изолирование труб в заводских условиях считается более надежным и долговечным. Для усиления защиты от проникновения влаги сверху оболочка покрывается полиэтиленом.

Пенополиуретановое покрытие – идеальное решение для газовой системы

У данной изоляции есть еще одно преимущество – возможность установки электронных датчиков контроля за газопроводом. Она позволяет выявить малейшие неисправности в системе и оперативно их устранить.

Во время монтажа трубопровода концы соединяемых труб накрываются асбестовой тканью, чтобы защитить покрытие от повреждений при нагревании. Для соединения концов труб лучше использовать термоусадочные муфты. Они не уступают по эксплуатационным показателям ППУ и будут прекрасно защищать всю систему в целом.

ИЗОЛЯЦИЯ ГАЗОПРОВОДА

Что это такое?

Это интересно:

Термоусаживающиеся манжеты используют для надежной защиты стыков и соединений газопровода при проведении строительных и ремонтных работ. Диаметр приспособлений больше, чем диаметр трубы, что позволяет без затруднений зафиксировать муфту на поверхности газопровода. Технология монтажа изделия основана на нагревании манжеты. После остывания она существенно уменьшается в размерах и плотно облегает конструкцию. Получается монолитное соединение, надежно защищающее газопровод от различных негативных факторов внешней среды.

Изоляция газопровода — это покрытие наружной поверхности трубы специальными мастиками и оберточными лентами для защиты металла от различных факторов внешней среды.

Инфографика «Изоляция газопровода»

Для чего это нужно?

Главное предназначение изоляции газопровода — препятствовать возникновению коррозии , сохраняя без изменений все физические и химические характеристики трубы. Газопровод значительной протяженности может подвергаться различным влияниям и нагрузкам. А это значит, что защита одной и той же газовой магистрали на разных участках, в частности при пересечениях с автомобильными и железными дорогами, водными преградами, может потребовать разных изоляционных материалов и методов их нанесения. Изоляция должна быть водонепроницаема, диэлектрически надежна, химически устойчива в грунтах, механически прочна и эластична, должна хорошо прилипать к трубе.

Существует два основных способа изоляции трубы: предварительное нанесение изоляционного слоя в заводских условиях и защита газопровода уже после монтажа. В зависимости от предназначения изоляционные покрытия бывают нормального, усиленного и весьма усиленного типа. Для изоляции, в основном, применяют покрытия, изготовленные на битумной основе, а также полимерные (пластмассовые) материалы.

Как это происходит?

Технология строительства газопровода предусматривает изоляцию трубы исключительно в заводских условиях. Нанесение защиты в местах нахождения газовой магистрали допустимо только при проведении капитального и текущего ремонта газопровода. В полевых условиях эти работы полностью механизированы. Процесс нанесения изоляционного покрытия обеспечивают очистные и изоляционные машины (комбайны). Ручной способ изоляции применяют только при защите отдельных стыков или небольших участков газовой магистрали.

Важное значение имеет подготовка трубы к изоляции. С помощью трубоочистных машин и специальных щеток газопровод очищают до металлического блеска от загрязнений и продуктов коррозии . Затем на газопровод наносится грунтовка толщиной в десятую часть миллиметра и после ее высыхания — горячая битумная мастика. Ее накладывают в несколько слоев — в зависимости от требований, предъявляемых к изоляции. Далее — черед пленки. Ею обертывают трубу по спирали таким образом, чтобы она прилегала максимально плотно — без морщин и складок (гофр). После этого толщину и сплошность защитных покрытий проверяют методом неразрушающего контроля с применением толщиномеров, искровых дефектоскопов и других измерительных приборов.

Нанесение изоляционного покрытия

Как у нас?

В ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» при капитальном строительстве газопроводов используются трубы только с заводской изоляцией в полимерном исполнении. Нанесение защиты в заводских условиях обеспечивает долговечность и надежность покрытия. При выполнении таких работ изоляция наносится только на места сварных стыков газопровода. Их изолируют специальным материалом — термоусаживающимися манжетами.

Другие виды работ на предприятии предусматривают нанесение изоляции уже непосредственно на месте нахождения объекта. В частности, битумно-уретановую мастику («Биурс») используют при изоляции переходов «земля — воздух» на компрессорных и газораспределительных станциях, линейной части газопровода, а также при защите крановых узлов. Двухкомпонентную мастику наносят специальными установками методом напыления на изолируемую поверхность.

Еще один вид изоляционной защиты применяется при капитальном ремонте газопровода (переизоляции) — это рулонный армированный материал с пленочным покрытием. Такой тип изоляции состоит из грунтового слоя, слоя армированной мастики и пленочного покрытия (обертки).

Толщина изоляционных покрытий трубы варьируется от пятнадцати до тридцати пяти миллиметров — в зависимости от технических характеристик и условий прокладки газопровода .