Билет №27.
Типы изоляций при ремонте трубопроводов.
Защита трубопроводов от коррозии путем нанесения изоляционного покрытия считается пассивным методом. Изоляционные покрытия, применяемые на подземных магистральных трубопроводах, должны удовлетворять следующим основным требованиям: - обладать высокими диэлектрическими свойствами; - быть сплошными; - обладать хорошей адгезией; - быть водонепроницаемыми, механически прочными, эластичными и термостойкими. Конструкция покрытия должна допускать возможность механизации их нанесения на трубы, а используемые материалы должны быть недорогими, недефицитными и долговечными. В зависимости от используемых материалов различают покрытия на основе битумных мастик, полимерных липких лент, эпоксидных полимеров, каменноугольных пеков и др.
Битумные мастики. В настоящее время битумные мастики в основном используют в составе комбинированных изоляционных покрытий, состоящих из нескольких слоев: грунтовки, мастики, армирующей и защитной обёртки.
Грунтовка представляет собой раствор битума в бензине. После ее нанесения бензин испаряется и на трубе остается тонкая пленка битума, заполнившего все микронеровности металла. Грунтовка служит для обеспечения более полного контакта, а, следовательно, лучшей прилипаемости основного изоляционного слоя – битумной мастики – к трубе. Битумная мастика – представляет собой смесь тугоплавкого битума, наполнителей (минеральных – асбеста, доломита, известняка, талька; органических – резиновой крошки; полимерных – атактического полипропилена, низкомолекулярного полиэтилена, полидиена) и пластификаторов (полиизобутилена, полидиена, масла осевого, автола). Каждый из компонентов мастики выполняет свою роль. Битум обеспечивает необходимое электросопротивление покрытия, наполнители – механическую прочность мастики, пластификаторы – ее эластичность. Битумная мастика может наноситься в один или два слоя. В последнем случае между слоями мастики для увеличения механической прочности покрытия наносят слой армирующей обертки из стеклохолста. Для защиты слоя битумной мастики от механических повреждений она покрывается сверху защитной оберткой (бризол, бикарул и др.)
В зависимости от количества и толщины слоев мастики различают битумные покрытия нормального типа (общей толщиной 4 мм) и усиленного типа (толщиной 6 мм). Недостаток - сползание, что особенно заметно при нанесении битумных мастик в трассовых условиях. Достоинство – высокая сопротивляемость стресс-коррозии металла труб.
Полимерные покрытия
Покрытия пленочного типа. В качестве основы полимерных изоляционных лент используют пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ) и полиэтилен (ПЭ). Ценными качествами ПЭ являются: доступность; устойчивость к воздействию кислот, щелочей, растворов солей; эластичность; нерастворимость в воде и многих известных растворителях; отличные электрические показатели. Недостатки: низкая адгезия; необратимые деформации под нагрузкой; проницаемость для кислорода (что способствует старению). В результате старения полиэтилен охрупчивается, растрескивается, теряет прочность. Под гофрами практически всегда обнаруживается подпленочная коррозия.
Покрытия из полимерных изоляционных лент представляют собой многослойные системы, состоящие из пленки-основы, подклеивающего слоя и слоя адгезионного праймера (грунтовки).
Покрытия экструдированным полиэтиленом
Этот вид изоляции выполняется только в заводских условиях. Изоляционное покрытие на основе экструдированного полиэтилена может быть двухслойным (праймер сэвилен + расплав полиэтилена), а также трехслойным (совместное использование порошкового эпоксидного праймера + сэвилена + расплава полиэтилена). Сэвилен, который используется в качестве адгезионного подслоя, с характеристиками, обеспечивающими адгезию на уровне 3,5 кгс/см, выпускается в основном за рубежом.
Эпоксидные покрытия
Для создания изолирующего покрытия используют порошок, который наносится распылителями в электростатическом поле. Эпоксидный порошок представляет собой смесь эпоксидной смолы, отвердителя, пигмента, наполнителей, тиксотропной и поверхностно-активной добавок.
Недостатком этого покрытия является повышенная диффузия водяного пара, которая в 5-10 раз превышает эти показатели для полиэтилена. Поэтому при выборе эпоксидных покрытий для защиты трубопровода необходимо учитывать условия эксплуатации (состав грунта, температуру, количество осадков и т. п.). Для ремонтных работ, связанных с заменой изоляции трубопроводов, находящихся в эксплуатации, эпоксидные покрытия малопригодны, так как требуют высокой степени очистки поверхности трубопроводов перед нанесением (очистка до металлического блеска дробеструйной обработкой). Поддерживать необходимые технологические параметры нанесения и отверждения покрытий в трассовых условиях весьма затруднительно.
Полиуретановые покрытия
Преимущества: высокая адгезия, сплошность, прочность при ударе, высокое удельное сопротивление, малое катодное отслаивание и водопоглощение, монолитность. Наносятся на поверхность трубы путем напыления. Поэтому нет проблемы изоляции стыков, фасонных деталей, арматуры и т. д. Как правило, они применяются для особых условий эксплуатации, так как являются достаточно дорогими. Эти покрытия рекомендуются для высоких температур перекачиваемого продукта (до 80 0С), фасонных деталей и др. Одним из представителей полиуретановых покрытий является покрытие "Биурс", рекомендованное для применения в системе ОАО "Газпром".
Комбинированные полимерно-битумные защитные покрытия
Применение современных битумных, полимерно-битумных, асмольных мастик в сочетании с полимерными оберточными лентами позволяет получать комбинированные полимерно-битумные покрытия, которые являются более надежными, по сравнению с мастичными покрытиями.
Комбинированные полимерно-битумные покрытия можно разделить по технологии их нанесения на трубопровод на покрытия горячего и холодного нанесения.
Покрытия горячего нанесения предполагают формирование покрытия из расплава мастики, защищенного полимерной лентой. Покрытия холодного нанесения изготовляют в заводских условиях и поставляются на трассу в рулонах.
Покрытия на основе каменноугольных пеков
Каменноугольные пекu являются тяжелыми остатками перегонки каменноугольного дегтя, который получают нагреванием без доступа воздуха твердых видов топлива (каменный и бурый уголь, горючий сланец, торф, древесина). Он представляет собой густую вязкую массу черно-коричневого цвета. По своим физико-химическим характеристикам пеки похожи на нефтяные битумы. Покрытия из мастик на основе каменноугольных пеков характеризуются высокой стабильностью эксплуатационных показателей в течение длительного времени. Токсичны.