Изоляционные покрытия

Изоляционные покрытия, применяемые на подземных магистральных трубопроводах, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- обладать высокими диэлектрическими свойствами;

- быть сплошными;

- обладать хорошей прилипаемостью к металлу трубопровода;

- быть водонепроницаемыми, механически прочными, эластичными и термостойкими.

Конструкция покрытий должна допускать возможность механизации их нанесения на трубы, а используемые материалы должны быть недорогими, недефицитными и долговечными.

Взависимости от используемых материалов различают покрытия на основе битумных мастик, полимерных липких лент, эпоксидных полимеров, каменноугольных пеков и др. Наибольшее распространение в отрасли трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов получили покрытия на основе битумных мастик. Они представляют собой многослойную конструкцию, включающую:

грунтовку,

мастику,

армирующую и защитную обертки.

1. Грунтовка представляет собой раствор битума в бензине. После ее нанесения бензин испаряется и на трубе остается тонкая пленка битума, заполнившего все микронеровности поверхности металла. Грунтовка служит для обеспечения более полного контакта, а, следовательно, лучшей прилипаемости основного изоляционного слоя - битумной мастики - к трубе.

2. Битумная мастика представляет собой смесь тугоплавкого битума (изоляционного - БНИ-IV-3, БНИ-IV, БНИ-V или строительного - БН-70/З0, БН-90/10), 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. Битумную мастику наносят на трубу при температуре 150... 180 °С. Расплавляя тонкую пленку битума, оставшуюся на трубе после испарения грунтовки, мастика проникает во все микронеровности поверхности металла, обеспечивая хорошую прилипаемость покрытия.

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 - изготовленный методом вальцевания рулонный материал, который состоит из нефтяного битума, дробимой резины (амортизированы автопокрышки), асбеста и пластификатора; поставляется в рулонах длиной 50 м, шириной 425 мм, толщина холстины - 1,5 мм), бикарул и др).

В зависимости от количестваи толщины слоев мастики различают битумные покрытия нормального типа (общей толщиной 4 мм) и усиленного типа (толщиной 6 мм), а очень усиленный - из четырех слоёв общей толщиной до 9 мм.

Покрытия усиленного типа применяются на трубопроводах диаметром 1020 мм и более, а также независимо от диаметра в следующих случаях:

- южнее 50-й параллели северной широты;

- в засоленных, заболоченных и поливных почвах любого района страны;

- на подводных переходах и в поймах рек, а также на переходах через железные и автомобильные дороги;

- на территориях перекачивающих станций;

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

- на участках, где имеются блуждающие токи;

- на участках трубопроводов, прокладываемых параллельно рекам, каналам, озерам, а также вблизи населенных пунктов промышленных предприятий.

Защиту изоляционных покрытий нормального и усиленного типов от механических повреждений обеспечивают полимерными липкими лентами толщиной не менее 0,5 мм (обертки ОЛ), стеклоруберойдом (обертки ОП), гидроизолом, толь, антисептическим рубероидом (обертки ОК).

В зависимости от условий прокладки трубопровода применяют обертки ОП, ОК, ОЛ - в песках и суписях; ОП, ОЛ - в глинах, суглинках и лесных почвах; ОП - в, каменистых и щебенных почвах гальки; два слоя ОП из футеровкой (специальная отделка для обеспечения защиты поверхностей) из дерева - на переходах под автомобильными путями и железными дорогами, а также под водой.

Качество нанесения покрытия проверяется на отсутствие отслоения изоляции при отрыве, отсутствие пробоя при напряжении на щупе дефектоскопа не менее 5 кВ на 1 мм толщины изоляции; величину переходного сопротивления изоляции: нормальной - не ниже 104 Ом*м² и усиленной - 105 Ом*м².

Изоляционные покрытия на основе битумных мастик применяются при температуре транспортируемого продукта не более 40 ⁰С. При более высоких температурах применяются полимерные изоляционные покрытия. порошковые полиэтиленовые покрытия выдерживают температуру до 70 ⁰С, эпоксидные - 80 ⁰С, полиэтиленовые липкие ленты - 70 ⁰С.

Покрытия на основе эпоксидной порошковой краски и напыленного полиэтилена изготавливаются, в основном, в заводских условиях. Поэтому наиболее широко применяются покрытия на основе полимерных липких лент. Сначала на трубу наносится полимерная или битумно - полимерная грунтовка, затем полиэтиленовая или поливинилхлоридная изоляционная липкая лента (1-2 слоя) и защитная обертка. Толщина изоляционного покрытия нормального типа составляет 1,35...1,5 мм, а усиленного - 1,7 мм.

Полимерные покрытия обладают высоким электрическим сопротивлением, очень технологичны (простота нанесения, удобство механизации работ), однако они легко уязвимы - острые выступы на поверхности металла или камушки легко прокалывают такую изоляцию, нарушая ее сплошность. С этой точки зрения они уступают покрытиям на основе битумных мастик, проколоть которые достаточно сложно. Но и битумные покрытия имеют недостатки: с течением времени они теряют эластичность, становятся хрупкими и отслаиваются от трубопровода. Указанных недостатков лишено комбинированное изоляционное покрытие "Пластобит". На слой грунтовки наносится битумная мастика толщиной 3...4 мм, которая сразу же обматывается поливинилхлоридной пленкой без подклеивающего слоя. Величина нахлеста регулируется в пределах 3…6 мм. В момент намотки полимерного слоя часть мастики выдавливается под нахлест, что обеспечивает получение герметичного покрытия.

Полимерный слой в конструкции покрытия "Пластобит" играет роль своеобразной "арматуры", которая обеспечивает сохранение целостности основного изоляционного слоя битумного. В свою очередь, прокол полимерной пленки не приводит к нарушению целостности покрытия т.к. слой битумной мастики имеет достаточно большую толщину.

Защитные покрытия на основе полимерных липких лент, которые наносятся в условиях трассы, допускается применять на трубопроводах диаметром не больше 420 мм при температуре газа, который транспортируется, не выше 40 ^оС.

Как эпоксидное покрытие применяют порошковую эпоксидную краску ПЭ–М–534, которая наносится в заводских условиях и являет собой порошковидную смесь эпоксидной смолы, модифицирующей добавки, пигментов и затвердителя. В npoцecсе нанесения и следующего высокотемпературного отвердения порошковой краски на поверхности трубы формируется твердое, с очень высокой прочностью и адгезией(при трении поверхностей с низкой адгезией трение минимально...) изоляционное покрытие. Трубы с таким покрытием можно эксплуатировать в сухих и мало влажных почвах при температуре до + 60 ^оС.

Срок защитного действия покрытия во влажных почвах составляет 10 - 15 лет, в сухих 30 лет.

Для изоляции трубопроводов применяют также липкие изоленты заграничного производства. Наиболее часто используют ленты типа: Поликен 98020-, Поликен 980–25, Нитто 53–635, Плайкофекс 450–25 и др. Эти изоленты являют собой двухслойный дублируемый материал, который имеет внешнюю основу из полиэтилена и внутренний клеевой подслой на основе бутилкаучуку. Импортные изоленты стоит применять с соответствующими грунтовками трубы и липкими обертками.