Тема 9. Защитные покрытия магистральных трубопроводов

В зависимости от диаметра и конкретных условий прокладки и эксплуатации трубопроводов применяются два типа защитных покрытий: усиленный и нормальный.

Усиленный тип защитных покрытий применяется на участках трубопроводов категорий: В, I и II всех диаметров; на трубопроводах диаметром 820 мм и более, а также на трубопроводах любого диаметра, прокладываемых в зонах повышенной коррозионной опасности:

– в засоленных почвах любого района страны (солончаковые, солонцы, солоди, такиры, соры и др.);

– в болотистых, заболоченных, черноземных и поливных почвах; на участках перспективного обводнения или орошения; на переходах (подводных; в поймах рек; через железные и автомобильные дороги); на расстоянии в обе стороны от переходов в соответствии с действующими нормативно-техническими документами РД 39-132-94; СП 34-116-97; ГОСТ Р51164 -98.

– на пересечении с различными трубопроводами плюс в обе сто­роны от пересечения в соответствии с НТД;

– на территориях компрессорных станций, газовых распредели­тельных станций, насосных станций, установок комплексной подго­товки газа и нефти;

-на участках промышленных и бытовых стоков, свалок мусора и шлака;

– блуждающих токов источников постоянного тока;

– трубопроводов с температурой транспортируемого продукта 30 °С и выше;

– нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, прокладываемых на расстоянии менее 1000 м от рек, каналов, озер, водохранилищ, а также от границ населенных пунктов и промышленных предприятий.

Во всех остальных случаях применяются защитные покрытия нормального типа.

Согласно ГОСТ Р51164-98, регламентируются 22 конструкции защитных покрытий трубопровода. Иногда допускается применять другие виды изоляционных покрытий при согласовании с заказчиком, Госгортехнадзором и проектировщиком в соответствии с утвержденными ТУ, другими НТД или сертификатами качества новых поступающих импортных изоляционных материалов.

На трубопроводах, прокладываемых под автомобильными, железными дорогами, подводными переходами, в скальных грунтах, необходимо применять жесткую футеровку из негниющих материалов или обетонирование с опорной фиксацией.

Следует производить изоляцию:

полимерную ленточную на трубопроводах не более 820 мм;

битумную на трубопроводах не более 820 м;

стеклоэмалевую на трубопроводах не более 530 мм.

Согласно ГОСТ Р51164-98 к изоляционным покрытиям предъявляются требования по 21-му показателю. Например: прочность, относительное удлинение, температура хрупкости, прочность при ударе, адгезия, грибостойкость, переходное сопротивление, диэлектрическая сплошность, пенетрация, водопоглощение и т. д.

Трубопроводы при надземной прокладке необходимо защищать от атмосферной коррозии лакокрасочными металлическими покрытиями или покрытиями из консистентных смазок. Лакокрасочные покрытия имеют общую толщину не менее 0,2 мм и сплошность не менее 1 кВ на толщину. Контроль лакокрасочных покрытий производят: по толщине – толщиномером типа МТ-41НЦ или МТ-ЗЗН, а по сплошности – искровым дефектоскопом типа ЛКД-1 или «Крона-1Р».

Консистентные смазки применяют в районах с температурой воздуха не ниже минус 60 °С на участках с температурой эксплуатации трубопроводов не выше 40 °С. Покрытие содержит 20 % алюминиевой пудры ПАК-3 или ПАК-4 и имеет толщину в пределах 0,2 – 0,5 мм.

Тепловая изоляция трубопроводов предусматривается в случае необходимости:

– обеспечения заданной температуры продукта в соответствии с нормами технологического проектирования при транспортиров­ке его в зимних условиях (высокопарафинистая нефть, обводнен­ная нефть, конденсат, вода и др.);

– исключения пучения и осадки трубопровода;

– обеспечения сохранности окружающей среды.

Защитные покрытия трубопроводов должны обладать следующими свойствами:

– водонепроницаемостью, исключающей возможность насы­щения пор покрытия почвенной влагой и тем самым препятствую­щей контакту электролита с поверхностью защищаемого металла;

– хорошей адгезией (прилипаемость) покрытия к металлу, что предотвращает отслаивание изоляции при небольшом местном разрушении, а также исключает проникновение электролита под покрытие;

– сплошностью, обеспечивающей надежность покрытия, так как даже мельчайшая пористость в покрытии приводит к созданию электролитических ячеек и к протеканию коррозионных процессов;

– химической стойкостью, обеспечивающей длительную рабо­ту покрытия в условиях агрессивных сред;

– электрохимической нейтральностью: отдельные составляю­щие покрытия не должны участвовать в катодном процессе, в про­тивном случае это может привести к разрушению изоляции при электрохимической защите металлического сооружения;

– механической прочностью, достаточной для проведения изо­ляционно-укладочных работ при сооружении металлического объекта и выдерживающей эксплуатационные нагрузки;

– термостойкостью, определяемой необходимой температурой размягчения, что важно при изоляции «горячих» объектов, и необходимой температурой наступления хрупкости, что имеет большое значение при проведении изоляционных работ в зимнее время;

– диэлектрическими свойствами, определяющими сопротив­ление прохождению тока, предотвращающими возникновение коррозионных элементов между металлом и электролитом и обус­ловливающими экономический эффект от применения электрохи­мической защиты;

– отсутствием коррозионного и химического воздействия на защищаемый объект;

– возможностью механизации процесса нанесения изоляци­онного покрытия как в базовых, так и в полевых условиях;

– недефицитностью (широкое применение находят только те материалы, которые имеются в достаточном количестве);

– экономичностью (стоимость изоляционного покрытия должна быть во много раз меньше стоимости защищаемого объекта).

Всем этим требованиям не отвечает ни один естественный или искусственный материал, так как при обеспечении высокого качества покрытий несоизмеримо возрастает стоимость. Поэтому выбор изоляционного покрытия определяется конкретными условиями строительства и эксплуатации трубопроводов, наличием сырьевой базы, технологичностью процесса нанесения покрытия и т. д., эти условия и определяют диапазон материалов, применяемых в качестве покрытий для стальных труб.

В настоящее время в нашей стране трубопроводы в основном изолируются: полимерными ленточными покрытиями; битумными, битум-полимерными, асфальто-смолистыми мастиками с применением полимерных ленточных материалов; полимерными покрытиями заводского нанесения. Из этих материалов наилучшими эксплуатационными свойствами на сегодняшний день обладают полимерные изоляционные покрытия заводского нанесения толщиной 3,5 – 5 мм с изоляцией зоны сварных стыков термоусаживающимися лентами и манжетами. Наиболее перспективными по своим свойствам являются полимерцементные, полиуретановые, полипропиленовые, фосфатно-керамические покрытия. Их широкое применение возможно при значительном понижении стоимости.

Иногда на отдельных трубопроводах с заведомо известной скоростью внутренней коррозии применяют при согласовании с проектировщиком, госгортехнадзором и природоохранными организациями эксплуатацию без защитных покрытий или только с окраской праймером.

Контрольные вопросы:

1. Типы защитных покрытий.

2. Зоны повышенной коррозионной опасности.

3. Виды изоляции магистральных трубопроводов.

4. Тепловая изоляция трубопроводов.

5. Используемые в нашей стране изоляционные покрытия.