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

Планируете газифицировать свой дом или модернизировать газоснабжение? Трубопровод — одно из самых ценных и опасных коммуникаций, поэтому его надежная защита крайне важна.

Согласитесь, повреждение газопровода и потеря этого топлива могут долгое время оставаться незамеченными, а значит, привести к самым страшным последствиям. Лучше все внимательно изучить заранее и перестраховаться, устраивая охрану, не так ли?

Если вас интересует изоляция стальных газопроводов, в этой статье вы получите ответы на такие вопросы: зачем она нужна, что это такое, в каких случаях и как используется каждый тип изоляционного материала, как качество подкладка проверена. Мы упомянем все типы трубопроводов: от магистральных до труб низкого давления, от наземных до подводных, ответим на все ваши вопросы.

Функции изоляции трубопроводов

Сегодня практически все постройки каждого населенного пункта подключены к газопроводу, сложно представить жизнь современного человека без голубого топлива. Представьте, сколько труб нужно для реализации такой цепочки поставок!

Они простираются над нашими головами, под нашими ногами, в глубину земли и даже по морскому дну. Каждый дюйм этой газовой сети должен быть надежно и абсолютно безопасно защищен, потому что утечка может привести к крупномасштабной аварии с разрушением, а иногда и со смертельным исходом.Современные подземные газопроводы прокладываются в основном в полимерных трубах — они не боятся коррозии и воздействия блуждающих токов и поддерживают наилучшую температуру

Полиэтиленовые трубопроводы не нуждаются в дополнительной защите, но их нельзя везде использовать и замена стоит дорого, поэтому большинство газопроводов — стальные.

Чтобы сталь не ржавела и не разрушалась, ее обрабатывают специальными составами и материалами, изолирующими ее поверхность от окружающей среды. Основные функции таких покрытий — защита от влаги, химических воздействий, механических воздействий и диэлектрическая защита.Активная электрохимическая защита формирует катодный заряд на поверхности трубки, обеспечивая ее электрическую стабильность и предотвращая влияние внешних токов

Помимо покрытия, для надежной защиты от блуждающих и продолжительных токов на подземных газопроводах организована электрохимическая катодная защита, обеспечивающая отвод этих зарядов по специальному проводнику на дренажную подстанцию.

Для надземного трубопровода защита менее прочная, потому что ее легче обновить, а трубы подвергаются только воздействию атмосферной влаги, регулярно пересыхая. Для морских трубопроводов, напротив, помимо надежной защиты от агрессивной среды требуется дополнительный утяжелитель, чтобы труба лежала на дне неподвижно под волнами.

Нормативные документы и их требования

Существуют 3 основных документа, регулирующих организацию защиты трубопроводов. РД 153-39.4-091-01 «Инструкция по защите городских подземных труб от коррозии». Как следует из названия, он не распространяется на изоляцию газовых труб диаметром более 83 см — междугородних и международных, а также труб, проложенных над землей или под водой.

ГОСТ 9.602-89 — сопутствующий документ, содержащий все нормы и расчеты по защите подземных газопроводов. Если в инструкции поясняется, как и из чего оборудовать утеплитель, то в ГОСТе указано, сколько всего требуется — от счетчиков материала и инструментов до оборудования и рабочего времени рабочих.

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. Этот стандарт заполняет пробел в инструкциях по трубопроводам магистрали. Их защита должна быть особенно надежной и иметь свою специфику, поэтому нормы вашей организации изложены в отдельном документе.Как правило, газопроводы республиканского и международного значения имеют диаметр более 830 мм, их установка и обслуживание трудоемки и дороги

Эти документы регулируют следующие вопросы:

• какие материалы можно использовать на трубопроводе данного типа в данных условиях;
• сколько нужна усиленная изоляция, нужна ли электрохимическая защита;
• кто и когда обязан обеспечить трубопровод необходимой защитой;
• технология нанесения изоляции на заводе и в полевых условиях, а также для ремонта повреждений;
• нормы расхода материалов и стоимости прочих ресурсов на работу;
• порядок контроля качества покрытия и нормативы качественных показателей по всем параметрам для каждого типа утеплителя.

Поэтому в этих документах поэтапно описывается весь процесс изоляции труб, от заводского выпуска до проверки после установки и во время эксплуатации. Больше нет места для творчества, потому что это соображения безопасности.

В случае повреждения или некачественного нанесения изоляционного покрытия сталь в земле быстро заржавеет, а это грозит утечкой газа и возгоранием

Существуют также отдельные списки, в которых перечислены все рекомендуемые производители материалов и изоляции для трубопроводов.

Учитывая сложность работ и немалое количество нормативов, которые необходимо соблюдать, даже не рассчитывайте заниматься изоляцией трубопровода самостоятельно, а газовая служба не примет работы стороннего мастера.

Виды изоляционных материалов

В зависимости от условий эксплуатации и удобства использования существует множество видов покрытий для изоляции газопроводов. Достаточно защитить наземные газопроводы двумя слоями грунтовки и двумя слоями краски или эмали.

Трубы, которые будут использоваться на морском дне, покрыты слоем бетона поверх основной изоляции для дополнительного веса и защиты.

Далее мы поговорим о средствах защиты стальных труб под землей.

Полимерные защитные покрытия

Экструдированный полиэтилен — самая совершенная и универсальная защита. Применяется на трубах диаметром 57-2020 мм, плотно прилегает, образует идеально однородный сплошной слой, защищает от температурных и механических воздействий, а также прост в использовании.

В таком покрытии стальная труба по защитным характеристикам практически не уступает полимерным аналогам. Эта защита состоит всего из 2-х слоев: твердого адгезионного клея и, собственно, полиэтилена. Несмотря на это, такой сильно армированный вид покрытия на трубах большого диаметра может достигать 3,5 мм.

Экструдированный полипропилен отличается высокой механической прочностью: с его помощью вы можете протягивать трубы через люки, при закрытых методах прокладки и не беспокоиться о том, что изоляция будет повреждена трением или налипанием на камни и почву. Внешне и по конструкции этот вид утеплителя не отличается от полиэтилена, только на 0,3 — 0,5 мм тоньше.

Полимерные клейкие ленты изготавливаются из полиэтилена и поливинилхлорида, при этом предпочтение отдается первым, так как они имеют в 4 раза более прочную адгезию и лучше защищают трубы. Чаще всего липкие ленты из ПЭТ используются для ремонта и изоляции стыков труб, облицованных экструдированным полиэтиленом, но есть и трубы, которые оборачиваются ими на заводе по всей длине.При необходимости полимерные клейкие ленты позволяют полностью заменить ограждение трубки в полевых условиях, но для этого требуется специальная автоматическая установка

Также существует комбинированная полиэтиленовая пленка, в которой загрунтованная туба сначала оборачивается полимерной липкой лентой и сверху защищается слоем экструдированного полиэтилена. Применяется на трубах диаметром до 53 см, а общая толщина не превышает 3 мм.

Утеплитель на основе битумных мастик

Такой утеплитель принципиально отличается по составу и свойствам, в основном, по способу нанесения. Адгезия битума как к трубе, так и к слоям между ними обеспечивается нагревом и плавлением самого материала, а не адгезивной грунтовкой, как в случае с ПЭТ.

Это покрытие наносится на специальную битумную грунтовку и состоит из 2-3 слоев шпатлевки, каждый из которых армирован, и внешней защитной бумажной пленки. В результате образуется сплошное покрытие, полностью повторяющее форму трубы, где стекловолокно или армирующая сетка как бы ввариваются в толщу защиты.В качестве армирующего материала используется стекловолокно, сетка из стекловолокна или нетканый полимерный материал. Ленты из стекловолокна наматываются с небольшим нахлестом, образуя сплошной слой

Сама мастика, помимо битума, содержит различные включения — полимерные, минеральные или резиновые, — которые придают материалу разные свойства. В него также добавляются модифицирующие и пластифицирующие добавки, которые придают эластичность, гибкость, устойчивость к критическим температурам и прочность естественной гидрофобности и адгезионной способности.

Также существуют ленты, соединяющие битум в качестве клея и специальные полимерные ленты. Два основных типа таких покрытий: PALT с термоусадочной лентой и LITKOR с полимерно-битумной лентой. Последнее, в частности, необходимо для защиты соединений между трубами с разными видами изоляции.

Изоляционные материалы для мелких элементов

Отводы основания, углы, колена, сифоны конденсата и другие соединения трубопроводов также нуждаются в защите.мелкие детали удобнее утеплять на месте установки, но предпочтительнее заводская вагонка, так как она более однородная и надежная

Для этого есть специальные покрытия: ПАП-М105 и Полур. Первый состоит из двух слоев полимеризованной полиэфирной смолы, армированной стекловолокном.

Polur состоит в основном из полиуретана, дополненного технологическими добавками и разделенного на основной компонент и отвердитель. С помощью этих двух составов происходит изоляция арматуры на заводе, в мастерских и непосредственно на трассе.

Как применяется изоляция?

Основная часть изоляции наносится на газовые трубы, а часто и на фасонные части газопровода, на заводе, даже на стадии их изготовления. Однако при установке трубопровода возникает необходимость утеплять стыки, что выполняется в маршрутных условиях, то есть непосредственно на месте установки.

Кроме того, в полевых условиях те же материалы используются для ремонта защитного покрытия, если повреждено не более 10%, а иногда и для полной переизоляции отдельного участка. К тому же танки изолируются вручную, прямо на пути.

Если возможно, сварные швы и фитинги должны быть изолированы таким же покрытием, что и основная труба, или, насколько это возможно, аналогичным покрытием.

Работы по утеплению трубопроводов возможны при температуре выше -25 ° С, а для полимерных липких лент — выше +10 °. Если идет дождь или снег, на рабочем месте должен быть безопасный навес, который исключает попадание осадков на изолированную поверхность.

На надземных трубопроводах трубопровода

Этот тип труб находится в наименее агрессивной среде, поэтому риск образования ржавчины значительно снижен. К тому же повреждения на нем гораздо легче заметить и отремонтировать, поэтому надземные газопроводы не требуют изоляции как таковой.

Для защиты от атмосферных осадков и атмосферной влаги по нормам достаточно покрытия из 2 слоев грунтовки и 2 слоев лака, эмали или лака.Как правило, оцинкованный кожух используется для защиты дымовых труб, требующих теплоизоляции. Под кожух помещается только утеплитель, дополнительной защиты не требуется

Однако при сложных условиях эксплуатации применяется теплоизоляция газопроводов — смазки, стеклоэмалевые покрытия и алюминиевые или цинковые кожухи, которые не должны касаться самой трубы.

Изоляция подземных газопроводов

В земле трубы постоянно подвергаются воздействию влаги и часто химических соединений и блуждающих токов. Все это может привести к коррозии металла и утечкам газа, поэтому стараются обеспечить максимально надежную изоляцию.

Каждый подземный стальной трубопровод защищен дважды: пассивно — изоляционным покрытием трубы и активно — дренажем или гашением тока катодной защитой.

Большинство материалов, о которых мы говорили ранее, можно использовать как для основной, так и для заводской изоляции, а также для путевой изоляции. Об основных этапах и сложностях такой работы мы поговорим далее.

Изоляция полиэтиленом и полипропиленом на заводе выполняется в несколько этапов:

1. Сушильные трубы.
2. Дробеструйная обработка до металлического блеска.
3. Трубы отопления.
4. Нанесение липкой основы на вращающуюся трубку.
5. Нанесение путем экструзии, хранения или обертывания слоем полиэтилена.
6. Уплотнение специальным роликом с оболочкой из ПТФЭ.
7. Водяное охлаждение до 70 — 80.
8. Контроль качества получаемого покрытия.

Все процессы полностью автоматизированы, ведь точность компьютера — гарантия качества продукции.Часто перед нанесением клея трубку покрывают тонким эпоксидным слоем для лучшей защиты и адгезии. Согласно нормативным документам в этом нет необходимости

В полевых условиях все этапы должны быть сохранены, но они реализуются с помощью переносного оборудования: мельниц и очистителей песка, газовых горелок и паяльных ламп. Кроме того, существуют специальные комплекты для герметизации стыков и ремонта повреждений, например, термоусадочные манжеты из ПЭТ или пластиковая лента.

Для нанесения битумной изоляции трубы также полируют, но с помощью проволочных щеток, оставляя чистую, но не гладкую поверхность. На очищенные трубы заливается грунтовка, состоящая из битума и бензина, и протирается полотенцами, а в условиях трассы — ветошью или щетками.Грунтовка для битумной изоляции состоит из битума и очищенного бензина в соотношении 1: 3 по объему. Чрезвычайно важно нанести его тонким ровным слоем, чтобы покрытие прилипло к трубе

Не более суток необходимо нанести основное покрытие: 2-3 слоя шпатлевки, разделенных армирующим материалом и защищенных снаружи слоем бумаги.

Для армирования используется стекловолокно, нетканое полимерное полотно или сетка. Они наматываются равномерно, с небольшим натяжением и перекрытием.

Изоляция поля

Если необходимо устранить повреждение изоляции подземного трубопровода или соединить трубы с разными типами изоляции, важно правильно выбрать материалы.

Покрытия PALT и LITKOR используются только в путевых условиях. Оба наносятся на битумную грунтовку, но для первой необходимо сначала нанести слой битума и укрепить его, а затем намотать ленту прямо на горячую шпаклевку. Во втором случае битум является нижним слоем самой ленты, поэтому он наматывается непосредственно на грунтовку, предварительно проплавленную горелкой.

Несмотря на внешнее сходство, ленты Litkor не следует путать с липкими лентами из ПЭТ, поскольку использование неподходящей грунтовки непоправимо испортит качество утеплителя.

Ремонтируют трубы с экструдированным ПЭТ-покрытием специальными термоусадочными заплатами или битумно-полимерными лентами ЛИТКОР. Когда завод облицован скотчем ПЭТ, его используют для ремонта, как и Полилен. Это возможно только в теплое время года, потому что лента не липнет на морозе и плохо переносит поплавки.

Для изоляции мест сварки труб, футерованных экструдированным полиэтиленом, используются специальные манжеты, которые фиксируются термоусадкой

Битумное покрытие ремонтируют такими же битумными мастиками с армированием, битумно-полимерными лентами ЛИТКОР или аналогичным рулонным материалом Изопласт-П.

с помощью лент LITKOR всегда можно соединить разные трубы в любой комбинации, а если в нативном покрытии обеих труб нет битума, прямые соединения также можно изолировать с помощью липких лент Polylen.

Изоляция труб под водой

Газопроводы, которые будут обслуживать морское дно, особенно тщательно изолированы, поскольку эта среда опасна как химическими, так и механическими повреждениями, а перебои в работе трубы, как правило, означают перебои в международных поставках газа.

Основная часть защиты трубы получается на заводе. После очистки и высыхания их вскрывают эпоксидным компаундом, затем на него наносят клей и слой полиэтилена. На этом этапе трубы аналогичны аналогичным земляным трубам, за исключением первого слоя эпоксидной смолы, который дублируется на внутренней поверхности.

Однако это еще не все: на подготовленные трубы заводом устанавливается катодная защита, затем возводится арматурный каркас и заливается внешний слой бетона, часто с железной рудой в качестве наполнителя.Бетон поверх основного утеплителя не только защитит от повреждений, но и надежно прибьет трубу к низу

В результате такой многослойной отделки вес составляет 1 мл, трубы могут достигать 2 тонн. Транспортировать такие трубы очень проблематично, поэтому они не слишком длинные, а на каждый километр морского трубопровода приходится несколько десятков сварных стыков, каждый из которых должен быть надежно изолирован.

Соединение и изоляция стыков происходит на специальной барже, оснащенной всем необходимым. Здесь свариваются трубы, стык тщательно очищается с помощью дробеструйной машины. Магистральные трубы имеют огромный диаметр, поэтому их обогревают индукционными, а не пропановыми горелками: это быстрее, равномернее и безопаснее.

Затем наносится грунтовка и устанавливается термоусадочная трубка, фиксируемая стопорной пластиной. Манжета нагревается сначала по центру, по шву, а затем постепенно усаживается с помощью газовых горелок от центра к краям. После контроля качества этого этапа устанавливается лайнер-пленка для заливки ППУ. После высыхания трубку опускают на дно и засыпают щебнем.

Контроль качества изоляции

Охрана стальных газопроводов — мероприятие ответственное, поэтому каждая проведенная операция подлежит тщательной проверке, с составлением акта выполненных негласных работ и их регистрацией в паспорте трубопровода. Каким бы качественным и правильно не был выбран утеплитель, он не справится с возложенными на него функциями, если была нарушена технология работы.

Основными параметрами готового покрытия, которые необходимо проверить, являются толщина, сплошность и адгезия к трубе. Они измеряются специальными электронными приборами: щупами, датчиками искрообразования и адгезиометрами соответственно. Они не повреждают покрытие, поэтому позволяют без дополнительных затрат проверить все сомнительные точки.

На заводе

На заводах и производственных базах толщина покрытия проверяется на 10% труб каждой партии, в 4 местах с разных сторон по кругу на каждой трубе, а также на сомнительных участках.Изоляция труб, применяемая производителем, всегда более однородная, более качественная и более надежная, чем изоляция, устанавливаемая на месте, даже с использованием аналогичных материалов

Адгезия, то есть прочность сцепления с металлом и между слоями, стандарты также требуют проверки 10% продукта за одну партию или каждые 100 м.

Сплошность покрытия, то есть отсутствие проколов, царапин и других нарушений проверяется на всех утепленных изделиях на всей площади.

Кроме того, можно проверить диэлектрическую целостность покрытия, ударопрочность, площадь отслоения после катодной поляризации и другие испытания. При утеплении битумными покрытиями испытание физических свойств каждой партии мастики проводится не реже одного раза в день.

Установка или ремонт на месте

В условиях протекания также проверяется качество изоляции: непрерывность — всегда и полностью, а также толщина и адгезия — каждые 10 сварных швов.

Кроме того, проверяется ширина нахлеста на заводской вагонке, а также рельефность утеплителя, на отсутствие ряби, морщин, воздушных подушек и других дефектов.При плохой адгезии изоленты к трубе со временем она отклеится и труба не будет защищена от окружающей среды

Кроме того, регулярно проверяется целостность изоляции на существующих трубопроводах. Для этого даже не нужно копать, а при подозрении на повреждение трубы вскрывают и проверяют не только толщину, целостность и адгезию, но и диэлектрические свойства изоляции.

Выводы и полезные видео по теме

Теперь вы знаете все — или почти все — о назначении и материалах для изоляции различных стальных газопроводов, а также имеете представление об особенностях их применения и контроля качества защиты.

А для большей наглядности предлагаем посмотреть видео, в котором подробно рассказывается об утеплении сварных швов битумно-полимерной лентой:

Установка термоусадочной муфты на сварной шов:

Возможно, вы уже сталкивались с такими работами, видели их реализацию или принимали непосредственное участие. Добавьте или оцените предоставленную информацию. Мы будем рады услышать ваше мнение в обсуждении ниже.