Планируете провести газ в дом или обновить существующую линию? Газопровод представляет собой одну из самых важных и потенциально опасных коммуникаций, поэтому обеспечение его надёжной защиты имеет первостепенное значение.
Повреждение газопровода и утечка газа могут быть бессимптомными в течение продолжительного времени, но впоследствии спровоцировать катастрофические события. Необходимо заранее обстоятельно проанализировать ситуацию и предусмотреть меры безопасности при обустройстве защитной системы.
Эта статья освещает тему изоляции стальных газопроводов. В ней рассматриваются причины её применения, типы изоляции, случаи и способы использования каждого вида материала, а также методы проверки качества покрытия. Помимо этого, представлен анализ всех видов газопроводов: магистральные, трубы низкого давления, надземные и подводные. Все интересующие вопросы будут освещены.
Функции изоляции газопровода
Практически каждый дом в каждом поселении подключен к газопроводу, без газа трудно представить себе жизнь современного человека. Трудно даже представить масштаб сети трубопроводов, необходимой для такого поставок топлива!
Тянутся над головами, под ногами, глубоко в земле, даже по морскому дну. Каждый сантиметр этой газовой паутины должен быть надежно защищен и абсолютно безопасен: утечка может привести к масштабной аварии с разрушениями, а иногда и жертвами.
Полиэтиленовые трубы для газа не требуют защиты, но применять их возможно не всегда, а замена дорогая, из-за чего большая часть газопроводов всё же металлическая.
Для предотвращения коррозии и разрушения сталь обрабатывают специальными составами и материалами, защищающими её поверхность от внешней среды. диэлектрическая защита.
Для надежной защиты от блуждающих и постоянных токов на подземных газопроводах устанавливают электрохимическую катодную защиту, которая отводит эти заряды через проводник к дренажной подстанции.
Надземные трубопроводы защищены менее тщательно, так как обновление проще, а трубы контактируют только с атмосферной влагой и регулярно высыхают. Морским же газопроводам кроме надежной защиты от агрессивного воздействия необходим дополнительный слой утяжеления для неподвижности на дне моря под волнами.
Нормативные документы и их требования
Три основных документа определяют порядок организации охраны газопроводов. РД 153-39.4-091-01 Инструкция предназначена для защиты городских подземных трубопроводов от коррозии. Не касается она изоляции газовых труб диаметром более 83 сантиметров — межгородских и международных, а также труб, проложенных над землей или под водой.
ГОСТ 9.602-89 В смежном документе указаны все нормы и расчеты по защите подземных газопроводов. Если инструкция описывает, как и из чего соорудить изоляцию, то ГОСТ устанавливает количество необходимого – от метров материала и инструментов до оборудования и рабочего времени сотрудников.
ГОСТ Р 51164-98 Стальные магистральные трубопроводы. Общие требования к защите от коррозии. Данный стандарт дополняет Инструкцию по защите магистральных трубопроводов. Защита этих трубопроводов должна быть особенно надежной и иметь свою специфику, поэтому нормы её организации изложены в отдельном документе.
В этих документах определены следующие аспекты.
- Какие материалы можно применять в данном случае? типе газопровода в данных условиях;
- В каком объеме требуется усиленная изоляция, обязательна ли электрохимическая защита?
- Кто и в какой срок должен предоставить газопроводу требуемую защиту?
- Технологии нанесения изоляции на производстве, при проведении работ на месте и в случае необходимости устранения дефектов.
- Требования к объему используемых материалов и ресурса на работы.
- Порядок контроля качества покрытия и стандарты показателей качества по всем характеристикам для каждой разновидности изоляции.
В указанных документах подробно описан каждый этап изоляции труб, начиная с производства и заканчивая проверкой после установки и во время работы.
Есть списки с рекомендациями по материалам и производителям изоляции для газопроводов.
Из-за сложности работ и большого количества необходимых норм выполнение изоляции газопровода самостоятельно нереально, а газовая служба не признает работы, сделанные другим специалистом.
Виды материалов для изоляции
В зависимости от условий эксплуатации и простоты использования, различается множество видов покрытий для изоляции газовых труб. Для надземных газопроводов достаточно двух слоев грунтовки и двух слоев краски или эмали.
Для утяжеления и дополнительной защиты трубы, предназначенные для эксплуатации на морском дне, покрывают слоем бетона поверх основной изоляции.
В последующем рассмотрим способы защиты стальных труб, находящихся в земле.
Полимерные защитные покрытия
Экструдированный полиэтилен Это наиболее передовая и универсальная защита. Её применяют на трубах диаметром от 57 до 2020 мм. Она плотно приклеивается, образуя идеально равномерный сплошной слой. Защита предохраняет от температурных и механических воздействий, и удобна в работе.
Стальная труба с таким покрытием почти не уступает по защитным характеристикам своим полимерным аналогам. Защитное покрытие состоит всего из двух слоёв: жесткий подклеивающий адгезив и полиэтилен. Несмотря на это, такое усиленное покрытие на трубах большого диаметра может достигать 3,5 мм.
Экструдированный полипропилен Данный материал обладает высокой механической прочностью: им можно протаскивать трубы через скважины при закрытой прокладке, не опасаясь повреждения изоляции из-за трения или зацепов за камни и грунт. Внешне и по конструкции этот тип изоляции схож с полиэтиленовой, лишь на 0,3 – 0,5 мм тоньше.
Полимерные липкие ленты Существуют полиэтиленовые и поливинилхлоридные ленты, первые предпочтительнее, так как крепче приклеиваются и лучше защищают трубы. Липкие ПЭТ ленты часто применяют для ремонта и изоляции стыков труб с покрытием из экструдированного полиэтилена, но встречаются и трубы, обмотанные ими на заводе по всей длине.
Существует комбинированное ПЭТ покрытие для труб диаметром до 53 см с общей толщиной не более 3 мм. Оно состоит из загрунтованной трубы, покрытой липкой полимерной лентой и слоем экструдированного полиэтилена.
Изоляция на основе битумных мастик
Данная изоляция отличается составом и свойствами, особенно способом нанесения. Сцепление битума с трубой и между слоями достигается нагревом и подтаиванием самого материала, а не клеем, как у изоляции из ПЭТ.
Покрытие наносят на битумный праймер и формируют из двух-трёх слоёв мастики, каждый из которых армируется. Защищают покрытие бумажной оболочкой. В результате получается сплошное покрытие, точно повторяющее форму трубы. Армирующее стекловолокно или сетка как бы вплетается в толщу защиты.
Кроме битума мастика включает различные вкрапления – полимерные, минеральные или резиновые – придающие материалу разные свойства. Добавки и пластификаторы повышают гидрофобность и адгезию, увеличивая эластичность, гибкость, устойчивость к критическим температурам и срок службы.
Также существуют ленты, использующие битум как клей, и специальные полимерные ленты. Два основных типа подобных покрытий – ПАЛТ, с термоусаживающейся лентой, и ЛИТКОРИзготовляется также из полимерно-битумной ленты. Такая лента необходима для защиты соединений труб с разными видами изоляции.
Материалы для изоляции мелких элементов
Элементы трубчатых систем, такие как заглушки, углы, колена и конденсатосборники, тоже требуют защиты.
Для этого существуют специальные покрытия: ПАП-М105 и ПолурПервый состоит из двух слоёв отверждённой полиэфирной смолы, усиленной стекловолокном.
Полур преимущественно представляет собой полиуретан с дополнительными компонентами и делится на две части: основной состав и отвердитель. Эти два компонента используются для изоляции фасонных соединений как на заводе, так и в мастерских, а также непосредственно на трассе.
Как наносится изоляция?
Основная часть изоляции наносится на газовые трубыВ производственных помещениях выполняется обработка элементов газопровода, а иногда и деталей особой формы. Но при сборке трубопроводов требуется изолировать соединения, что производится непосредственно на строительной площадке – во время заложения.
В полевых условиях с помощью этих же материалов осуществляют ремонт защитного покрытия при повреждении до 10%, а иногда и полную переизоляцию отдельных участков. На трассе вручную производят изоляцию резервуаров.
При необходимости отдельные элементы и сварочные швы покрывают таким же материалом, как и основная труба, или максимально похожим.
Работы по изоляции газопровода можно проводить при температуре более -25°С, а полимерные липкие ленты — при более +10°С. Во время дождя или снега над местом проведения работ должен быть твёрдый навес, исключающий попадание осадков на изолируемую поверхность.
На трубы надземного газопровода
Этот тип газопроводов работает в наиболее благоприятных условиях, так что риск коррозии существенно уменьшен. Повреждения на нем легче обнаружить и устранить, поэтому надземным газопроводам не нужна изоляция.
Для защиты от дождя и влажности, по нормам, достаточно двух слоёв грунтовки и двух слоёв краски, эмали или лака.
В трудных условиях работы применяют тепловую изоляцию: консистентные смазки, стеклоэмалевые покрытия и алюминиевые или цинковые чехлы, не соприкасающиеся с трубой.
Изоляция подземных газопроводов
Постоянное воздействие влаги и, иногда, химических веществ и блуждающих токов приводит к коррозии металла в трубах, залегающих в земле. Это может стать причиной утечки газа, поэтому изоляция делается максимально надежной.
Каждая подземная стальная труба для газа имеет двойную защиту: пассивную — изоляционным покрытием трубы, и активную — отводом или подавлением тока катодной защиты.
Материалы, упомянутые ранее, применимы как для заводской изоляции, так и в процессе эксплуатации.
На заводе полиэтиленовую и полипропиленовую изоляцию поставляют в несколько этапов.
- Сушка труб.
- Очистка дробью до металлического блеска.
- Нагрев труб.
- Покрытие трубы клеем при её вращении.
- Полиэтиленовую пленку наносят методом экструзии, способом чулка или намотки ленты.
- Прокаткой с фторопластовым покрытием.
- Водяное охлаждение до 70 – 80 °С.
- Контроль качества полученного покрытия.
Автоматизация всех процессов гарантирует высокое качество продукции благодаря точности компьютеров.
В полевых условиях сохраняются все этапы, которые выполняются при помощи портативного оборудования: шлифовальных машинок и пескоструйных очистителей. газовые горелки И паяльные лампы. Существуют также специальные наборы материалов для изоляции соединений и восстановления повреждений, например, термоусадочные ПЭТ манжеты или липкие полимерные ленты.
Перед нанесением битумной изоляции трубы обрабатывают металлическими щетками, оставляя чистую, но не гладкую поверхность. При помощи полотенец (а на трассе — тряпок или кистей) расстилают праймер, состоящий из битума и бензина, на очищенные трубы.
Через сутки требуется нанесение основного покрытия: двух или трёх слоёв мастики, разделимых армирующим материалом и покрытых снаружи слоем бумаги.
Для армирования применяют стеклохолст, нетканое полимерное полотно и сетку. Их наматывают спиралью, равномерно, с легким натяжением и нахлестом.
Нанесение изоляции в полевых условиях
При ремонте повреждений изоляции подземных газопроводов или соединении труб с разными типами изоляции необходимо выбрать подходящие материалы.
Покрытия ПАЛТ и ЛИТКОР предназначены только для трассовых условий. Оба вида наносятся на битумный праймер, но для первого требуется сначала нанесение слоя битума с армированием, а затем на горячую мастику наматывается лента. Во втором случае битум является нижним слоем ленты, поэтому ее наматывают сразу на праймер после предварительного оплавления горелкой.
Внешне похожие, ленты Литкор и липкие ленты из ПЭТ требуют раздельного применения: неправильная грунтовка гарантированно снизит качество изоляции.
Специальными термоусаживающимися заплатами или битумно-полимерными лентами ЛИТКОР ремонтируют трубы с экструзионным ПЭТ покрытием. При заводском покрытии липкой ПЭТ лентой для ремонта используют её же, типа. ПолиленТакой способ применим лишь летом, поскольку лента при низких температурах не склеивается и не выдерживает подогревания.
Ремонт битумного покрытия выполняют битумными мастиками с армированием, битумно-полимерными лентами ЛИТКОР и подобными рулонными материалами. Изопласт-П.
Трубы различных видов соединяются с помощью лент ЛИТКОР в любых комбинациях. При отсутствии битумного покрытия на трубах, прямые соединения можно изолировать липкими лентами Полилен.
Изоляция труб под водой
Морские газопроводы подвергаются усиленной изоляции из-за риска химических и механических повреждений.
Разрыв в их работе обычно означает сбой в международной поставке газа.
На заводе трубам оказывают основную защиту. После очистки и просушки их покрывают эпоксидным составом, затем наносят адгезив, а поверх него – слой полиэтилена. На этом этапе трубы напоминают наземные аналоги, кроме первого эпоксидного слоя, который дублируется и внутри.
Но это ещё не конец: на готовые трубы на заводе наносят катодную защиту, затем возводят каркас из арматуры и заливают наружный слой бетона, который часто обогащают железной рудой.
Многослойная отделка трубы может привести к весу 1 метра трубы до двух тонн. Такой вес затрудняет транспортировку труб, поэтому их выпускают не очень длинными. На каждый километр морского газопровода приходится несколько десятков сварных швов, которые необходимо надёжно изолировать.
Соединение и изоляция стыков выполняют на приспособленной для этих целей барже, оснащенной нужным оборудованием. Трубы здесь сваривают, а шов очищают дробящей установкой. Магистральные трубы Из-за большого диаметра их нагревают индукционными, вместо пропановых горелок – это происходит быстрее, более равномерно и безопасно.
После нанесения праймера фиксируют термоусадочную манжету замковой пластиной. Манжету нагревают сначала по сварному шву, а затем постепенно усаживают газовыми горелками от центра к краям. После проверки качества этого этапа устанавливают футеровочный кожух для заливки ППУ. После высыхания кожуха трубу опускают на дно и засыпают щебнем.
Проверка качества нанесения изоляции
Защита стальных газопроводов — ответственное дело. Каждая операция требует тщательной проверки, составления акта выполненных скрытых работ и занесения их в паспорт трубопровода.
Для проверки готового покрытия определяют толщину, сплошность и адгезию к трубе при помощи электронных приборов: толщиномеров, искровых дефектоскопов и адгезиметров.
В заводских условиях
На заводах и производственных базах толщину покрытия измеряют на 10 процентах труб из каждой партии, в четырех точках с различных сторон каждого участка, а также на участках, вызывающих сомнения.
Нормативы предписывают проверять адгезию, то есть силу прилипания к металлу и между слоями, на 10% от продукции партии или через каждые 100 метров.
Вся продукция, предназначенная для изоляции, должна быть тщательно проверена на наличие целостности покрытия – без проколов, задиров или любых сквозных повреждений.
Также могут проводиться проверки диэлектрической сплошности покрытия, прочности на удар, площади отслаивания после катодной поляризации и других испытаний. При изоляции битумными покрытиями пробу на физические свойства берут с каждой партии мастики не реже, чем ежедневно.
На месте монтажа или ремонта
В условиях трассы оценивают качество изоляции полностью и по всей длине швов, а толщину и адгезию проверяют у каждого десятого изолированного сварочного шва.
Также оценивают ширину примыкания к заводскому покрытию и рельеф изоляции: отсутствие гофр, морщин, воздушных прослоек и других изъянов.
Регулярно проверяют целостность изоляции на действующих газопроводах. Для этого не нужно их откапывать. При подозрении на повреждения трубы оголяют и проверяют толщину, сплошность и адгезию изоляции, а также её диэлектрические свойства.
Выводы и полезное видео по теме
Теперь вы обладаете информацией о назначении, материалах для изоляции разных стальных газопроводов, а также представляете особенности нанесения и контроля качества защиты.
Для лучшей иллюстрации ситуации можно ознакомиться с видеороликом, в котором даётся подробное описание процесса изоляции сварных стыков битумно-полимерной лентой.
Установка термоусаживающейся манжеты на сварной шов:
Были ли у вас опыт работы с подобными проектами, его наблюдения или участие? Дополните или оцените предоставленную информацию.
Ваше мнение важно для обсуждения.