Изоляционные материалы

Изоляция стальных газопроводов: материалы для изоляции и способы их нанесения

Собираетесь газифицировать дом или модернизировать подвод газа? Газопровод – одна из наиболее ценных и опасных коммуникаций, поэтому её надежная защита крайне важна.

Согласитесь, повреждение газовой трубы и утечка этого горючего, может довольно долго оставаться незамеченной, а, затем, привести к самым плачевным последствиям. Лучше заранее всё тщательно изучить и перестраховаться при обустройстве защиты, правда?

Если вам интересна изоляция стальных газопроводов, в этой статье вы получите ответы на такие вопросы: зачем она нужна, какая бывает, в каких случаях и как используют каждый вид изоляционного материала, как проводят проверку качества покрытия. Упомянем все виды газопроводов: от магистральных до труб низкого давления, от надземных до подводных, ответим на все возникающие вопросы.

Функции изоляции газопровода

Сегодня к газопроводу подключено практически каждое здание в каждом населённом пункте, без голубого топлива сложно представить себе жизнь современного человека. Только вообразите, какое количество труб необходимо для реализации такой сети поставок!

Они тянутся над нашими головами, под ногами, глубоко в земле, и даже по морскому дну. Каждый сантиметр этой газовой паутины должен быть надёжно защищен и абсолютно безопасен, ведь утечка может привести к масштабной аварии, с разрушениями, а иногда и жертвами.

Современные подземные газопроводы прокладывают, в основном, в полимерных трубах – им не страшна ни коррозия, ни воздействие блуждающих токов, и температуру они сохраняют лучше

Полиэтиленовые газопроводы не нуждаются в дополнительной защите, но использовать их можно не везде, а замена стоит дорого, поэтому большинство труб с газом – стальные.

Чтобы сталь не ржавела и не разрушалась, её обрабатывают специальными составами и материалами, изолирующими её поверхность от окружающей среды. Основные функции таких покрытий – защита от влаги, химических влияний, механических воздействий, а также диэлектрическая защита.

Активная электрохимическая защита формирует на поверхности трубы катодный заряд, обеспечивая её электрическую стабильность и предотвращая влияние сторонних токов

Кроме покрытия, для надёжной защиты от блуждающих и постоянных токов, на подземных газопроводах организуют электрохимическую катодную защиту, которая обеспечивает отвод этих зарядов через специальный проводник к дренажной подстанции.

Для надземного трубопровода защита менее солидная, ведь её легче обновлять, а трубы подвергаются воздействию только атмосферной влаги, регулярно просыхая. Для морских же газопроводов – напротив, кроме надежной защиты от агрессивной среды требуется дополнительный слой утяжеления, чтобы труба неподвижно лежала на дне, под волнами.

Нормативные документы и их требования

Существует 3 основных документа, регламентирующих организацию защиты газопроводов. РД 153-39.4-091-01 «Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии». Как ясно из названия, она не распространяется на изоляцию газовых труб, диаметр которых больше 83 см – межгородские и международные, а также на трубы, проложенные над землёй или под водой.

ГОСТ 9.602-89 – смежный документ, в котором приведены все нормы и расчеты по защите подземных газопроводов. Если инструкция поясняет, как и из чего обустроить изоляцию, то ГОСТ указывает, сколько чего потребуется – от метров материала и инструментов до оборудования и трудовых часов работников.

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. Этот стандарт восполняет пробел в Инструкции касательно магистральных трубопроводов. Их защита должна быть особенно надёжна и имеет свою специфику, поэтому нормы её организации вынесены в отдельный документ.

Как правило, газопроводы государственного и международного значения имеют диаметр более 830 мм, их установка и обслуживание – дело трудоёмкое и дорогостоящее

Этими документами регламентируются следующие вопросы:

• какие виды материалов разрешено использовать на данном типе газопровода в данных условиях;
• насколько усиленная изоляция необходима, нужна ли электрохимическая защита;
• кто и когда обязан обеспечить газопровод необходимой защитой;
• технология нанесения изоляции на заводе и в полевых условиях, а также для ремонта повреждений;
• нормы расхода материалов и затрат других ресурсов для проведения работ;
• порядок проверки качества покрытия и нормативы показателей качества по всем параметрам для каждого типа изоляции.

Таким образом, в этих документах пошагово расписан весь процесс изоляции труб, от выпуска на заводе до проверки после монтажа и в ходе эксплуатации. Никакого пространства для творчества не остаётся, ведь это вопросы безопасности.

В случае повреждения или некачественного нанесения изоляционного покрытия, сталь в грунте довольно быстро ржавеет, а это грозит утечкой газа и пожаром

Также существуют отдельные списки, в которых перечислены все рекомендуемые материалы и производители изоляции для газопроводов.

Учитывая сложность работ и немалое количество норм, которые необходимо соблюдать, даже не рассчитывайте справиться с изоляцией газопровода самостоятельно, да и газовая служба не примет работы, выполненные сторонним мастером.

Виды материалов для изоляции

Исходя из условий эксплуатации и удобности в применении, существует немало видов покрытий для изоляции газовых труб. Надземные газопроводы достаточно защитить 2 слоями грунтовки и 2 слоями краски или эмали.

Трубы, которые будут служить на морском дне, поверх основной изоляции покрывают слоем бетона, для утяжеления и дополнительной защиты.

Далее же мы поговорим о средствах защиты стальных труб под землёй.

Полимерные защитные покрытия

Экструдированный полиэтилен – наиболее прогрессивная и универсальная защита. Он применяется на трубах с диаметром 57 – 2020 мм, плотно приклеивается, образует идеально равномерный сплошной слой, защищает от температурных и механических воздействий, а также удобен в работе.

В таком покрытии стальная труба практически не уступает по характеристикам защиты полимерным аналогам. Эта защита состоит всего из 2 слоёв – жесткий подклеивающий адгезив и, собственно, полиэтилен. Несмотря на это, такое покрытие весьма усиленного типа на трубах большого диаметра может достигать 3,5 мм.

Экструдированный полипропилен специфичен своей высокой механической прочностью: с ним можно протаскивать трубы через скважины, для закрытых способов прокладки, и не переживать, что от трения или зацепа за камни и грунт изоляция повредится. Внешне и по строению этот тип изоляции не отличается от полиэтиленовой, только на 0,3 – 0,5 мм тоньше.

Полимерные липкие ленты бывают полиэтиленовыми и поливинилхлоридные, при этом первые предпочтительнее, поскольку в 4 раза крепче приклеиваются и лучше защищают трубы. Чаще липкие ПЭТ ленты используют для ремонта и изоляции стыков труб с покрытием из экструдированного полиэтилена, но есть и трубы, обмотанные ими на заводе по всей длине.

В случае необходимости, полимерные липкие ленты позволяют полностью заменить защиту трубы в полевых условиях – но для этого нужна специальная автоматизированная установка

Также существует комбинированное ПЭТ покрытие, в котором загрунтованную трубу сначала обматывают липкой полимерной лентой, а поверх неё защищают слоем экструдированного полиэтилена. Используется оно на трубах диаметром до 53 см, а общая толщина не превышает 3 мм.

Изоляция на основе битумных мастик

Такая изоляция принципиально отличается по составу и свойствам, в первую очередь – по способу нанесения. Адгезия битума как к трубе, так и слоёв между собой, обеспечивается нагревом и подплавлением самого материала, а не клеевой грунтовкой, как в случае и ПЭТ.

Наносится такое покрытие на специальный битумный праймер, а состоит из 2 -3 слоёв мастики, каждый из которых армируется, и наружной бумажной защитной обёртки. В результате формируется сплошное покрытие, полностью повторяющее форму трубы, где армирующее стекловолокно или сетка как бы впаяны в толщу защиты.

В качестве армирующего материала используют стеклохолсты, стеклосетку или нетканое полимерное полотно. Ленты стекловолокна наматывают с небольшим нахлёстом для формирования сплошного слоя

Сама мастика помимо битума содержит разные вкрапления – полимерные, минеральные или резиновые – обеспечивающие разные свойства материала. Также в него добавляют модифицирующие добавки и пластификаторы, которые к естественной гидрофобности и способности к адгезии добавляют эластичность, гибкость, устойчивость к критическим температурам и долговечность.

Существуют также ленты, соединяющие битум в качестве клея и специальные полимерные ленты. Основные 2 типа таких покрытий – ПАЛТ, с термоусаживающейся лентой, и ЛИТКОР, из полимерно-битумной ленты. Последний, в частности, необходим для защиты соединений между трубами с различным видом изоляции.

Материалы для изоляции мелких элементов

Цокольные выводы, углы, колена, конденсатосборники и другие фасонные элементы газопроводов также нуждаются в защите.

Удобнее мелкие детали изолировать на месте монтажа, но заводское покрытие предпочтительнее, потому как оно более равномерное и надёжное

Для этого существуют специальные покрытия: ПАП-М105 и Полур. Первый представляет собой два слоя отвержденной полиэфирной смолы, армированных стекловолокном.

Полур же состоит, в основном, из полиуретана, дополненного технологическими добавками и разделённого на основной компонент и отвердитель. С помощью этих двух составов фасонные соединения изолируют и на заводе, и в мастерских, и непосредственно на трассе.

Как наносится изоляция?

Основная часть изоляции наносится на газовые трубы, а зачастую и на фасонные детали газопровода, в заводских условиях, ещё на этапе их производства. Однако, при монтаже трубопровода возникает необходимость изоляции стыков, которую проводят в трассовых условиях – то есть непосредственно на месте укладки.

Кроме того, в полевых условиях этими же материалами проводят ремонт защитного покрытия, если повреждено не больше 10%, а изредка – даже полную переизоляцию отдельного участка. Также вручную, непосредственно на трассе, изолируют резервуары.

По возможности, сварные швы и фасонные элементы изолируют тем же покрытием, что и основную трубу – или максимально схожим.

Проведение работ по изоляции газопровода возможно при температуре выше -25 °С, а для полимерных липких лент – выше +10 °С. Если идёт дождь или снег, над местом проведения работ должен быть надёжный навес, который сделает невозможным попадание осадков на изолируемую поверхность.

На трубы надземного газопровода

Этот тип газопроводов расположен в наименее агрессивной окружающей среде, а потому риск появления ржавчины значительно снижен. Кроме того, повреждения на нём заметить и восстановить гораздо проще, поэтому изоляции как таковой надземные газопроводы не требуют.

Для защиты от осадков и атмосферной влаги, согласно нормативам, достаточно покрытия в 2 слоя грунтовки и 2 слоя краски, эмали или лака.

Оцинкованным кожухом как правило защищают газоотводные трубы, требующие теплоизоляции. Под кожух укладывается только утеплитель, дополнительной защиты не требуется

Однако, в случае сложных условий эксплуатации, применяется тепловая изоляция газопроводов — консистентные смазки, стеклоэмалевые покрытия, а также алюминиевые или цинковые кожухи, которые не должны касаться самой трубы.

Изоляция подземных газопроводов

В земле трубы постоянно подвергаются воздействию влаги, а зачастую, химических соединений и блуждающих токов. Всё это может привести к коррозии металла и утечке газа, поэтому изоляцию стараются обеспечить максимально надежно.

Каждый подземный стальной газопровод защищен вдвойне: пассивно – изоляционным покрытием трубы, и активно – через отвод или подавление тока катодной защитой.

Большинство материалов, о которых мы рассказывали ранее, можно использовать как для базовой, заводской изоляции, так и на трассе. Об основных этапах и тонкостях проведения таких работ расскажем далее.

Полиэтиленовую и полипропиленовую изоляцию на заводе реализуют в несколько этапов:

1. Сушка труб.
2. Очистка дробью до металлического блеска.
3. Нагрев труб.
4. Нанесение на вращающуюся трубу клеевой основы.
5. Нанесение методом экструзии, чулком или намоткой ленты полиэтиленового слоя.
6. Уплотнение специальным валиком с фторопластовой оболочкой.
7. Водяное охлаждение до 70 – 80 °С.
8. Контроль качества полученного покрытия.

Все процессы полностью автоматизированы, ведь компьютерная точность – залог качества продукции.

Зачастую перед нанесением адгезива, трубу покрывают тонким эпоксидным слоем для лучшей защиты и адгезии. По нормативным документам это не обязательно

В полевых условиях все этапы должны быть сохранены, но реализуются за счет портативного оборудования – шлифмашинки и пескоструйные очистители, газовые горелки и паяльные лампы. Кроме того, существуют специальные комплекты материалов для изоляции стыков и ремонта повреждений – например, термоусадочная ПЭТ манжета или липкая полимерная лента.

Для нанесения битумной изоляции трубы также начищают, но уже с помощью металлических щеток, оставляющих чистую, но не гладкую поверхность. Праймер, состоящий из битума и бензина, наливают на очищенные трубы и растирают полотенцами, а в условиях трассы – тряпками или кистями.

Грунтовка под битумную изоляцию изготавливается из битума и очищенного бензина в соотношении 1:3 по объёму. Наносить её тонким равномерным слоем крайне важно для адгезии покрытия к трубе

Не больше, чем через сутки, необходимо нанести основное покрытие: 2-3 слоя мастики, разделённые армирующим материалом и защищенные снаружи слоем бумаги.

Для армирования используют стеклохолст, нетканое полимерное полотно или сетку. Наматывают их спирально, равномерно, с небольшим натяжением и нахлёстом.

Нанесение изоляции в полевых условиях

При необходимости ремонта повреждений изоляции подземного газопровода, или соединения труб с разным типом изоляции, важно правильно подобрать используемые материалы.

Покрытия ПАЛТ и ЛИТКОР используются только в трассовых условиях. Оба наносятся на битумный праймер, но для первого необходимо сначала нанесли слой битума и армировать его, а потом, прямо на горячую мастику наматывать ленту. Во втором же случае битум – это нижний слой самой ленты, поэтому её наматывают сразу на праймер, предварительно оплавив горелкой.

Несмотря на внешнее сходство, нельзя путать ленты Литкор с липкими ПЭТ лентами, ведь использование несоответствующей грунтовки безнадёжно испортит качество изоляции.

Ремонтируют трубы с экструзионным ПЭТ покрытием специальными термоусаживающимися заплатами или битумно-полимерными лентами ЛИТКОР. При заводском покрытии липкой ПЭТ лентой, для ремонта используют её же, типа Полилен. Это возможно только в тёплое время года, ведь лента на морозе не клеится и подплавки не терпит.

Для изоляции мест сварки труб с покрытием из экструдированного полиэтилена применяют специальные манжеты, фиксирующиеся с помощью термоусадки

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

Соединять разные трубы абсолютно в любых сочетаниях всегда можно лентами ЛИТКОР, а если в родном покрытии обеих труб отсутствует битум, то прямые соединения можно изолировать и липкими лентами Полилен.

Изоляция труб под водой

Газопроводы, которые будут служить на морском дне, изолируют особенно тщательно, ведь эта среда опасна и химическими, и механическими повреждении, а перебои в работе трубы, как правило, обозначают перебои в международных поставках газа.

Основную часть защиты трубы получают ещё на заводе. После чистки и сушки их вскрывают эпоксидным составом, затем наносят адгезив, а по нему – полиэтиленовый слой. На данном этапе трубы похожи на аналогичные сухопутные, кроме первого эпоксидного слоя, который дублируется и на внутренней поверхности.

Однако, это ещё не всё: на подготовленные трубы уже на заводе устанавливают катодную защиту, а потом сооружают каркас армирования и заливают наружный бетонный слой, зачастую – с железной рудой в качестве наполнителя.

Обетонирование поверх основной изоляции не только защитит от любых повреждений, но и надёжно пригвоздит трубу ко дну

В результате такой многослойной отделки, вес 1 м.п. трубы может достигать 2 тонн. Транспортировать такие тубы весьма проблематично, поэтому слишком длинными их не выпускают, и на каждый километр морского газопровода приходится несколько десятков сварных швов, каждый из которых должен быть надёжно изолирован.

Соединение и изоляция стыков проходит на специальной барже, оборудованной всем необходимым. Здесь трубы сваривают, шов тщательно зачищается с помощью дробемётной установки. Магистральные трубы имеют огромный диаметр, поэтому нагревают их индукционными, а не пропановыми горелками – получается быстрее, равномернее и безопаснее.

Затем наносится праймер и устанавливается термоусадочная манжета, фиксируемая замковой пластиной. Манжета прогревается сначала посередине, по сварному шву, а потом постепенно усаживается с помощью газовых горелок вся, от центра к краям. После контроля качества этого этапа, устанавливают футеровочный кожух для заливки ППУ. После его высыхания трубу опускают на дно и засыпают щебнем.

Проверка качества нанесения изоляции

Защита стальных газопроводов – ответственное мероприятие, поэтому каждая выполненная операция подлежит тщательной проверке, с составлением акта выполненных скрытых работ и занесением их в паспорт трубопровода. Каким бы качественным и правильно подобранным ни был материал изоляции, он не справится с возложенными на него функциями, если была нарушена технология проведения работ.

Основные параметры готового покрытия, подлежащие проверке – это толщина, сплошность и адгезия к трубе. Измеряют их специальными электронными приборами: толщиномерами, искровыми дефектоскопами и адгезиметрами соответственно. Они не повреждают покрытие, поэтому позволяют контролировать все сомнительные точки без лишних затрат.

В заводских условиях

На заводах и производственных базах толщину покрытия проверяют на 10% труб каждой партии, в 4 местах с разных сторон по кругу на каждой трубе, а также на сомнительных участках.

Изоляция, нанесённая на трубы заводом-изготовителем, всегда равномернее, качественнее и надёжнее, чем организованная в полевых условиях, даже при использовании аналогичных материалов

Адгезию, или силу прилипания к металлу и между слоями, нормативы требуют проверять также на 10% продукции в партии или через каждые 100 м.

Сплошность покрытия, то есть отсутствие проколов, задирания и других сквозных нарушений, проверяется на всей изолируемой продукции по всей площади.

Кроме того, может проверяться диэлектрическая сплошность покрытия, прочность на удар, площадь отслаивания после катодной поляризации и другие испытания. При изоляции битумными покрытиями, пробу на физические свойства берут с каждой партии мастики, как минимум – ежедневно.

На месте монтажа или ремонта

В трассовых условиях также проверяют качество изоляции, на сплошность – всегда и полностью, а на толщину и адгезию – каждый 10-й заизолированный сварной шов.

Кроме того, проверяется ширина нахлёста на заводское покрытие, а также рельеф изоляции – на отсутствие гофр, морщин, воздушных подушек и других дефектов.

При слабой адгезии изоляционной ленты к трубе, со временем она будет отслаиваться, и труба окажется незащищенной от окружающей среды

Кроме того, на уже существующих газопроводах регулярно проверяется сплошность изоляции. Для этого их не потребуется даже откапывать, а в случае возникновения подозрений на повреждения, трубы оголяют и проверяют не только толщину, сплошность и адгезию, но и диэлектрические свойства изоляции.

Выводы и полезное видео по теме

Теперь вы знаете всё – или почти всё – о назначении и материалах для изоляции различных стальных газопроводов, а также имеете представление об особенностях их нанесения и проверки качества защиты.

А для большей наглядности предлагаем посмотреть видео, где подробно рассказывается о изоляции сварных стыков битумно-полимерной лентой:

Установка термоусаживающейся манжеты на сварной шов:

Возможно, вы уже сталкивались с подобными работами, наблюдали за их проведением или принимали непосредственное участие. Пожалуйста дополните или оцените изложенную информацию. Будем рады узнать ваше мнение в обсуждении ниже.

Изоляционные материалы

Трубопровод — это объект, который постоянно контактирует с внешней средой, он не может быть полностью изолирован от нее. Поэтому на его поверхности происходят не очень благоприятные, с точки зрения техники, процессы, например – коррозия (рис. 24).

Коррозия металлов – это процесс, вызывающий разрушение металла или изменение его свойств в результате химического либо электрохимического воздействия окружающей среды.

Рис. 24 Разрушение нефтесборного трубопровода диаметром 426 мм

На коррозию влияют такие факторы, как неоднородность состава металла, неоднородность условий на поверхности металла, состав транспортируемой среды. Следует сделать вывод, что коррозия металлов – процесс неизбежный, но зная механизм протекания коррозии, можно затормозить его таким образом, чтобы обеспечить сохранение работоспособности трубопроводов в течение достаточно длительного времени. Для этого применяют разнообразные изоляционные материалы.

Изоляционные материалы.

Основное условие борьбы с грунтовой коррозией подземных трубопроводов, а также с воздушной коррозией надземных трубопроводов – предотвращение непосредственного контакта металла труб с агрессивной средой, что достигается созданием на поверхности трубопровода специальной оболочки, называемой изоляционным покрытием. Хорошее изоляционное покрытие исключает также попадание блуждающих токов на трубопровод, а,

следовательно, защищает его от электрохимической коррозии. Изоляционное покрытие имеет определенную конструкцию в зависимости от коррозионной активности грунтов.

Магистральные трубопроводы имеют комплексную защиту, состоящую из изоляционного покрытия в сочетании с электрозащитой. Эффективность электрозащиты и ее стоимость во многом зависят от правильности выбора типа изоляционного покрытия, от свойств материала покрытия и качества его нанесения. В связи с этим ко всем материалам, применяемым для изоляции трубопроводов, предъявляют жесткие требования по соблюдению определенных физико-механических свойств, композиционного состава, геометрических размеров, состоянию поверхности, загрязненности примесями и т.п. Комплекс таких требований входит в технические условия, по которым и поставляют изоляционные материалы.

Изоляционные материалы для защиты газонефтепроводов можно подразделить на следующие:

• полимерные,
• битумные,
• лакокрасочные,
• стеклоэмалевые и др.

Покрытия на основе этих материалов называются соответственно полимерными, битумными и т.д.

Изоляционное покрытие, как правило, многослойное и может состоять из слоев различных материалов (например, битумно-резиновые) или слоев одного материала (например, покрытие из полимерных лент, порошков или стеклоэмали, не считая грунтовки). Тип и общая толщина изоляционного покрытия зависят от коррозионной активности грунта, характеризующегося определенным значением его электросопротивления, а также от назначения трубопроводов, наличия блуждающих токов и других местных условий.

Применяют нормальный и усиленный тип изоляционных покрытий. Усиленный тип изоляционного покрытия используют всегда при прокладке трубопроводов диаметром 1020 мм и более в солончаковых и поливных почвах, на подводных переходах и поймах рек, на переходах через железные и автомобильные дороги и в других осложненных условиях прокладки.

Выбор материала для изоляционного покрытия определяется комплексом предъявляемых к нему требований. Изоляционное покрытие не должно разрушаться в процессе укладки и засыпки трубопровода и должно надежно защищать его от коррозии в процессе эксплуатации.

Поэтому оно должно быть:

• плотным;
• прочным;
• обладать хорошей сцепляемостью с материалом трубопровода (адгезией);
• высокой теплоустойчивостью и морозостойкостью;
• высоким электросопротивлением, не содержать водорастворимых примесей;
• быть стойким против насыщения влагой (набухания);
• возможностью механизации процесса нанесения изоляционного покрытия как в базовых, так и в полевых условиях;
• быть не дефицитным (широкое применение находят только те материалы, которые имеются в достаточном количестве);
• экономичностью (стоимость изоляционного покрытия должна быть во много раз меньше стоимости защищаемого объекта).

В настоящее время трубопроводы в основном изолируются: полимерными ленточными покрытиям; битумными, битум-полимерным, асфальто-смолистыми мастиками с применением полимерных ленточных обёрток; полимерными покрытиями заводского нанесения с изоляцией сварных стыков термоусаживающимися лентами и манжетами.

Полимерные материалы

Полимерные материалы – основные и перспективные для изоляции трубопроводов. По сравнению с другими материалами они обладают рядом преимуществ: лучшей водостойкостью, большим электросопротивлением и сроком службы, удобством и экономичностью использования. Полимерные материалы применяют в виде полимерных лент в базовых или трассовых условиях, или в виде полимерных композиций, наносимых на поверхность труб в порошкообразном или жидком виде в заводских или базовых условиях

Полимерные ленты.

Полимерные ленты предназначены для изоляции наземных и подземных трубопроводов диаметром не выше 1420 мм. (рис. 25). Они подразделяются на две группы: основные функции защитного покрытия исполняет полимерная пленка, а клей служит для приклеивания этой пленки к трубе; защитной изоляцией является клей, а пленка играет роль подложки и обертки. Имеются также ленты, в которых изоляционными свойствами обладают оба элемента — и полимерная пленка, и клей. Поверх полимерных лент применяют защитные от механических повреждений обертки. Использование полимерных лент упрощает технологию изоляционных работ на базе или трассе, повышает производительность труда по сравнению с использованием битумного покрытия.

Полимерные ленты применяют с битумно-полимерными, полимерные и даже простыми битумными грунтовками. На поверхность труб грунтовку

наносят распылением или специальными очистными, или комбинированными с изоляционными машинами.

Рис. 25 Нанесение полимерных лент в трассовых условиях

Также широко известны изоляционные ленты из полиэтилена (рис. 26). Такая лента обладает высоким электрическим сопротивлением, лучшей прилипаемостью, меньшим водопоглощением, высокой химической стойкостью, особенно к минеральным кислотам и щелочам, и сохраняет механическую прочность в более широком интервале температур, чем поливинилхлоридные ленты. Полиэтиленовую ленту можно наносить на трубопроводы при отрицательных температурах, вплоть до -40 ºС. Изготавливают также дублированные полиэтиленовые ленты, обладающие значительно более высокой прочностью и морозостойкостью, а также стабильностью характеристик в широком интервале температур.

Рис. 26 Лента полиэтиленовая для изоляции газонефтепроводов Перед началом гидроизоляции трубы необходимо:

• определить месторасположение газовой трубы и уточнить каких размеров труба;
• для просчета количества и определения необходимой изоляции рекомендуем обращаться к нашим специалистам за консультацией;
• определить способ нанесения ручной / механической машинкой гидроизоляции на трубу и температуру окружающей среды (рис. 27).

Рис. 27 Изоляция газовых труб крупного диаметра.

Битумные материалы

Для изоляции магистральных трубопроводов также применяют специальные изоляционные или строительные твердые нефтяные битумы. Их получают окислением или обработкой паром остаточных продуктов после прямой перегонки или после крекинга нефти или нефтепродуктов.

Битум представляет собой твердую, плавкую или вязкожидкую смесь углеводородов и их неметаллических производных, хорошо растворимых в сероуглероде, хлороформе и других органических растворителях. По своей структуре битум – полимерное вещество, имеющее длинные цепи молекул. Этим объясняется его высокая пластичность и эластичность в твердом состоянии. На основе нефтяного битума для изоляции газонефтепроводов изготавливают мастики, грунтовки, рулонные обертки (рис. 28).

Рис. 28 Битумные материалы для изоляции магистральных трубопроводов

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы – поверхностные пленкообразующие покрытия, так как при нанесении их на какую-нибудь поверхность они способны высыхать с образованием твердой эластичной пленки. Их широко применяют для защиты от коррозии наружной и внутренней поверхности газонефтепроводов, резервуаров, различных подземных, надземных и подводных строительных конструкций и т.д. Пленкообразующее покрытие – сравнительно тонкий защитный слой.

В состав лакокрасочных материалов входят пленкообразующее вещество, наполнитель, пигмент, растворитель. В качестве пленкообразующих веществ применяют: высыхающие масла (главным образом растительные), группу олиф, представляющих собой предварительно обработанные масла, синтетические и натуральные каучуки, синтетические искусственные и природные смолы, некоторые продукты переработки нефти, которые характеризуются высокой полимеризационной способностью при обычных условиях (при небольшом повышении температуры) и т.д. Другую группу пленкообразующих веществ составляют лаки, представляющие собой растворы природных высокомолекулярных и синтетических полимерных веществ в том или ином легколетучем растворителе (рис. 29).

Рис. 29 Лакокрасочные материалы

Полимерные пленкообразователи могут быть превращаемыми, не превращаемыми и смешанными. Превращаемыми пленкообразователями считаются такие, при которых образование пленки происходит в процессе реакций полимеризации, поликонденсации или обеих реакций непосредственно в нанесенном слое покрытия. Не превращаемыми пленкообразователями считаются такие при которых пленкообразователь наносят в виде раствора не защищаемую поверхность, и он образует пленку в процессе коагуляции или испарения растворитель. Смешанными называются пленкообразователи, действующие частично по принципу превращаемы и не превращаемых.

Защитные покрытия выполняют многослойными, так как покровный материал не может давать беспористого слоя по условиям полимерного пленкообразования. Процессы испарения растворителя (для не превращаемых пленкообразователей) или удаления летучих (для превращаемых пленкообразователей) протекают после образования в первый момент внешней гелеобразной полимерной корочки (пленки). При этом молекулы растворителя или паров вынуждены проходить сквозь пленку, образую мелкие поры, или оставаться под пленкой, снижая адгезию пленки к покрываемой поверхности трубы.

Стеклянные покрытия

Стеклянные покрытия наносят двумя методами: стеклоэмалированием и остеклованием (стеклянными баллонами, стеклянным порошком и др.).

Эмаль, стеклоэмали – окрашенные в различные цвета окислами металлов легкоплавкие стекла, наплавляемые одним или несколькими тонкими слоями на металл (рис. 30, 7.31, 7.32). Основными компонентами почти всех эмалей являются двуокись кремния SiO₂, борный ангидрид B₂O₃, окись алюминия Al₂O₃, окись титана TiO₂, окислы щелочных и щёлочноземельных металлов, свинца, цинка, некоторые фториды и др. Силикатная эмаль изготавливается из сравнительно дешёвых и доступных материалов. Силикатноэмалевые покрытия защищают металл от коррозии, они устойчивы против кислот и щелочей при температуре до 300°С. Благодаря твёрдости и прочности эмалевые покрытия обладают длительным сроком службы.

Материалы для изоляции трубопровода

Трубопроводные магистрали используются для транспортировки нефтепродуктов, природного газа, горячей или холодной воды. Изоляция трубопроводов – обязательное мероприятие, которое проводится на заводе или при эксплуатации системы. Выбор изолятора зависит от климатических условий, рабочей среды и других факторов.

Поскольку трубопроводные коммуникации могут транспортировать разные вещества, отличаются по протяженности, месту установки, сложно проводить общие сравнения между различными типами изоляции. Изоляционный материал выбирают с учетом конкретных особенностей применения, а не преимуществ продукта.

Некоторые переменные, которые стоит учитывать при выборе:

• тип транспортируемого вещества: нефть, газ, вода;
• температура окружающей среды;
• сопротивление сжатию;
• стойкость к коррозии;
• огнестойкость;
• восприимчивость к ультрафиолету.

Материалы для изоляции трубопроводов горячего водоснабжения

Изоляционные материалы должны обладать минимальной теплопроводностью, чтобы исключить остывание транспортируемой жидкости. Качественная теплоизоляция препятствует рассеиванию тепла, сохраняя оптимальную температуру воды при перемещении из одной точки трубы в другую.

Еще одно важное свойство изоляционных покрытий – защита от образования конденсата. Он возникает из-за разницы температур, в результате образуется влага, разрушающая металл и сокращающая срок службы коммуникаций.

Магистральные трубопроводы изолируют как с внешней, так и с внутренней стороны. Внутренняя защита предотвращает образование ржавчины, стабилизирует пропускную способность труб.

При выборе изолятора учитывают место установки труб, их диаметр и предполагаемые нагрузки.

Материалы, которые обеспечивают наилучшую защиту коммуникаций горячего водоснабжения:

• ППУ – пенополиуретан;
• ППМ – пенополимерминеральная изоляция: в основе газонаполненный пенополиуретан;
• ВУС – так называемая «весьма усиленная изоляция», состоящая из нескольких защитных слоев.

Пенополиуретан используют для повышения гидроизоляции трубопроводных коммуникаций. Материал устойчив к тепловым скачкам. При соблюдении технологии монтажа ППУ изоляция минимизирует тепловые потери в трубах до 5 и менее процентов.

ППМ – основной изоляционный материал для труб горячего водоснабжения, имеет трехслойную монолитную структуру. Слои отличаются по плотности, решают следующие задачи: антикоррозийная защита, гидро- и теплоизоляция. Такая конструкция обеспечивает высокую степень устойчивости труб к механическим и атмосферным воздействиям, температурным колебаниям, влаге.

ВУС используется при повышенном негативном воздействии на трубы. Это специальный тип защиты, производится для увеличения срока службы коммуникаций, построенных в неблагоприятных климатических условиях. Уровень защиты определяет количество и толщина слоёв: как правило, используют 2-3. Усиленные трубопроводы устойчивы к низким температурам извне с одной стороны и высоким с внутренней части, а также к воде, агрессивным средам.

Материалы для изоляции трубопроводов холодного водоснабжения

Для защиты водопроводных труб используют основные и вспомогательные изоляторы. Виды основных изоляционных материалов:

• ППУ. Пенополиуретан наносят из пульверизатора методом распыления. Технология финансово затратная, но считается самой эффективной среди всех видов изоляции. ППУ, распыленный на металлическую поверхность, быстро застывает при контакте с воздухом, в результате образуется очень плотное, стойкое термозащитное покрытие.
• Базальтовое волокно. Утеплители на базальтовой основе имеют цилиндрическую форму, размеры отличаются. Главный плюс подобных конструкций: упрощение монтажа трубопровода (исчезает потребность в специальных емкостях-лотках). Трубная изоляция на основе базальтового волокна не требует сложных строительных навыков при установке, наиболее эффективна для водопроводов с холодной водой.
• ВК. В первую очередь вспененный каучук – материал с высокими гидроизоляционными свойствами, но неплохо справляется со скачками температуры. Формы изоляционного материала – трубки или пластины, структура пористая, закрытая. Вспененный каучук выделяет пожаробезопасность: при возгорании материал затухает, тем самым не давая огню распространиться.
• ВПЭ. Еще один пористый изолятор вспененный полиэтилен выпускается в форме трубок с продольными разрезами. Отличается простотой и высокой скоростью монтажа, устойчивостью к колебаниям температур, агрессивным средам, включая химические и бактериологические (препятствует образованию плесени, грибка). Благодаря экологически чистому составу безопасен для окружающей среды.
• Стеклонить (стекловолокно). В одиночку стекловолокно не способно обеспечить надежную изоляцию трубопроводных систем, поэтому применяется в совокупности с другими материалами, например, стеклотекстолитом. Чаще вместо подобных комбинаций используют маты на стекловолоконной основе. Их монтаж включает внешнюю обмотку труб с последующей фиксацией проволокой и финишным закреплением конструкции полиэтиленовой пленкой. Такой тип защиты эффективен и долговечен, но используется редко из-за сложности в реализации.
• Прошивные, ламельные и фольгированные маты из минеральной ваты. Подходят для теплоизоляции трубопроводов большого диаметра.
• Пенопластовая защита. Один из самых простых в монтаже, а поэтому наиболее распространенный материал для изоляции. Поставляется в форме оболочки-скорлупы, которая натягивается на трубу. Поверх оболочки может быть дополнительное покрытие – например, полиэтиленовая пленка с гидроизоляционными свойствами.
• Теплоизоляционная краска. Жидкие изоляторы используют достаточно редко из-за высокой стоимости. Термозащитные лакокрасочные материалы выпускают разные производители, и характеристики продуктов могут существенно отличаться. Жидкие изоляторы решают те же задачи, что другие виды защиты: сохраняют температуру, препятствуют разрушению труб из-за коррозии, механических воздействий.

Изоляция нефтепроводов

Магистральные трубопроводы, транспортирующим жидкое топливо, должны соответствовать строгим требованиям, касающимся термоизоляции и огнестойкости. Необходимый уровень защиты обеспечивают:

• ППУ. Вспененный полимер надежно защищает трубы и их содержимое от колебаний температур. Материал имеет пористую структуру, при этом достаточно легкий и не нагружает трубы. Совмещает низкую паропроницаемость и теплопроводность с огнестойкостью, резистентностью к перепадам температур, химическим веществам.
• Вспененный каучук. Еще один полимер с положительными эксплуатационными свойствами, облегчает и ускоряет монтаж. Благодаря пластичности удобен при изоляции изогнутых участков нефтяных труб. Защищает металл от коррозии и разрушения под воздействием агрессивной среды.
• Жидкая изоляция специальными лакокрасочными материалами. Защищают подземные трубы от растворенной в почве воды, солей. Краски для изоляции нефтепроводов обладают высокими электроизоляционными свойствами, увеличенной стойкостью к химикатам и перегреву. Жидкие изоляторы наносят методом распыления или окрашивания кистями, итоговый слой получается очень тонким, не создает лишней нагрузки на систему.

Изоляция газопроводов

Конструкция и принцип работы газовых труб имеет свою специфику, и изоляторы для защиты подбирают соответствующие. Как правило, используют специальные многослойные материалы, реже – лакокрасочные покрытия.

Изоляционный материал для трубопровода, транспортирующего газ, должен соответствовать следующим требованиям:

• обеспечивать плотное, равномерное покрытие на поверхности труб;
• отсутствие малейших механических дефектов: неровности, сколы, вмятины, царапины;
• повышенная прочность для защиты трубопровода от возможного физического давления, ударов;
• высокая стойкость к коррозии, химикатам, биологическим факторам и другим агрессивным средам;
• резистентность к ультрафиолету: материал должен защищать трубы от ультрафиолетового излучения;
• высокие гидроизоляционные свойства;

Выбор технологии и состава изоляции зависит от места прокладки газопровода, климатических условий региона: стабильности температурного режима, влажности, предельных значений температур. Изоляторы делят на две большие группы: битумные мастики и ленточные материалы.

1. Битумная мастика – теплоизолятор на основе битума и различных добавок, придающих составу определенные свойства: защита от растрескивания, улучшение сцепления с металлом, повышенная теплозащита. В составе мастик добавляют минеральные, резиновые, полимерные присадки, которые определяют характеристики и применение продукта.
2. Изоляционные ленты изготавливают из полиэтилена или поливинилхлорида. Одна сторона лент клейкая – для сцепления с трубой. По степени прочности и защиты выделяют три вида ленточной изоляции: стандартная, усиленная, весьма усиленная.

Самая долговечная – весьма усиленная изоляция ВУС. Особенности:

• подходит для установки на коммуникации, проложенные в населенных пунктах, регионах с неблагоприятным климатом;
• отличается повышенной стойкостью к химическим, температурным, механическим воздействиям – обеспечивает комплексную защиту магистралей;
• является многослойной;
• высокие диэлектрические свойства, 100% водонепроницаемость;
• ленты производят методом экструзии: в основе экструдированный полиэтилен;
• повышает срок службы трубопроводов до 30 лет.

Для защиты от влаги коммуникаций, расположенных над землей, достаточно двух слоев грунтовки и столько же лакокрасочных материалов. В неблагоприятных условиях эксплуатации для тепловой изоляции применяют специальные смазки и покрытия. Если необходима усиленная теплоизоляция, трубы нередко защищают оцинкованными или алюминиевыми кожухами, под которые укладывают утеплители.

Изоляция подземных газопроводов

Основные разрушающие факторы, воздействующие на подземные трубы, соли, растворенная в почве влага и так называемые «блуждающие токи». Все эти компоненты грунта вызывают преждевременную коррозию металла, нарушающую структуру газопровода и приводящие к неисправностям, снижению эффективности, выходу систем из строя.

Источниками блуждающих токов являются ж/д и автомобильные дороги, проложенные под землей силовые кабели и другие энергообъекты. Это явление изнашивает стенки газовых труб, в некоторых случаях приводя их в негодность за 1-2 года эксплуатации. Это приводит к серьезным последствиям, включая аварии, утечки газа. Поэтому изоляционный материал для подземных коммуникаций должен обладать диэлектрическими свойствами (помимо гидроизоляционных, термозащитных и других). Оптимальное решение – пенополиуретановое покрытие, которое монтируют в заводских условиях на стадии производства труб или в процессе их эксплуатации в рамках капитального ремонта.

Нанесение защиты в заводских условиях считается более надежным. Производитель обеспечивает полное покрытие поверхности, а значит, полноценную защиту. Кроме того, в производственных условиях можно установить в трубы специальные датчики контроля. Электронные приборы работают бесперебойно, выявляют неисправности в работе системы и позволяют оперативно их устранить.

Монтаж полипропиленовой изоляции на заводе полностью автоматизирован, что минимизирует ошибки. Процесс начинается с подготовки труб: сушки, очистки и полировки. Затем конструкции нагревают, на горячую поверхность наносят клеевую основу, а после полиэтиленовый слой. С помощью фторопластового валика верхний слой выравнивают и уплотняют. Последний этап производства – охлаждение, за которым следует контроль качества выпущенных изделий.

Изоляция ППУ имеет следующие преимущества:

• низкая теплопроводность;
• легкость и минимальная плотность – не увеличивает объем труб, не создает лишней нагрузки;
• простота монтажа при ремонте;
• стойкость к колебаниям давления, температуры;
• диэлектрические свойства – предотвращает разрушение металла блуждающими токами;
• резистентность к агрессивным средам, химическим компонентам почв, влаге.

Для усиления гидроизоляционных свойств ППУ-покрытие дополнительно оборачивают полиэтиленовой пленкой. Прочность и долговечность труб с пенополиуретановой защитой сочетаются с доступными ценами, что объясняет востребованность и лидирующие позиции конструкций на строительном рынке.

Источник https://sovet-ingenera.com/gaz/equip/izolyatsiya-stalnyh-gazoprovodov.html

Источник https://extxe.com/8105/izoljacionnye-materialy/

Источник https://www.ksi-izol.ru/novosti/materialy-dlya-izolyatsii-truboprovoda/