Изоляционные материалы в трубопроводном строительстве

Для защиты покрытий из полимерных лент от механических повреждений применяют различные рулонные обертки [3].

 

 

4 Заводские полимерные покрытия

 

Заводские полимерные покрытия обладают лучшими эксплуатационными  характеристиками по сравнению с  покрытиями, наносимыми на трассе, что обеспечивает более тщательными проведением технологических операций по изоляции труб в стационарных условиях, а также прогрессивным применением новых технологических процессов и материалов. При этом увеличивается срок службы магистральных трубопроводов, устраняется сезонность выполнения работ, повышаются темпы строительства за счет сокращения операций очистки и изоляции трубы, значительно уменьшается загрязнение окружающей среды при строительстве трубопроводов.

 

Рисунок 5 – Нанесение заводского полимерного покрытия

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6 – Трубы с заводской изоляцией

 

Трубы с заводским покрытием  не разрушается при гнутье, обладают высокой химической стойкостью. Заизолированые трубы могут долгое время находиться под открытым небом без заметного изменения свойств. В условиях трассы изолируют только стыки труб. Композиционные составы заводской изоляции и технология её нанесения постоянно совершенствуются. Улучшается также технология изоляции труб и ремонтных изоляционных работ в трассовых условиях [3].

 

 

5 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.

 

Рисунок 7 – Нанесение битумного покрытия

 

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 [3].

 

 

6 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.

Процесс полимерного пленкообразования  на поверхности труб заключается  в переходе растворов или расплавленных  пленкообразователей в аморфное твердое (стеклообразное) состояние. 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.

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

В качестве полимерных пленкообразователей используют феноль-ноформальдегидные, мочевино- и меламиноформальдегидные смолы, полистирол, прерхлорвинил. эфиры целлюлозы и другие полимерные материалы.

Защитные покрытия выполняют  многослойными, так как покровный материал не может давать беспористого слоя по условиям полимерного пленкообразования. Процессы испарения растворителя (для непревращаемых 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 [3].

 

 

7 Стеклянные покрытия

 

Стеклянные покрытия наносят  двумя методами: стеклоэмалированием и остеклованием (стеклянными баллонами, стеклянным порошком и др) [3].

 

 

 

8 Стеклоэмалевые покрытия

 

Стеклоэмаль представляет собой неорганическое стекло или спекшуюся силикатную массу, которую наносят на поверхность металлических изделий в тонкоизмельченном состоянии и закрепляют на ней посредством обжига в виде тонкослойного покрытия. Процесс нанесения и закрепления эмалевого покрытия на предварительно подготовленную поверхность изделий называется эмалированием.

Различают два вида эмалей: фунтовые, которые наносят непосредственно  на поверхность металла, и покрывные, наносимые на предварительно покрытые грунтом (загрунтованные) изделия.

Основной недостаток стеклоэмалевых покрытий — высокая их хрупкость. Соблюдая осторожность в процессе перевозки  труб со стеклоэмалевым покрытием, их следует применять при прокладке  трубопроводов в агрессивных  грунтах, на "горячих" участках трубопроводов [3].

 

 

9 Остеклование труб

 

Положительные свойства стеклянных покрытий — высокие чистота поверхности, антикоррозионная стойкость, прочность, теплостойкость и микротвердосгь. Поэтому у нас в стране и за рубежом остеклованные трубы применяют для систем теплофикационных сетей, перекачки агрессивных сред, газонефтепроводов, а также в теплообменниках, конденсаторах и т.д. В СССР для промысловых труб нефтяного сортамента распространен способ однослойной технологии остеклования с использованием стеклянных цилиндрических баллонов - баллонное остеклование.

Промышленное остеклование труб включает: подготовку поверхности труб путем отжига с последующей пневматической продувкой и пропуском механического ерша, изготовление стеклянных баллонов из стеклянных труб путем запайки их торцов и остеклование труб с помощью баллонов путем нагрева. Остеклование проводят в электрической печи. Подготовленные трубы подают на рольганги нагревательных печей, где в трубы устанавливают стеклянные баллоны. В зоны нагрева печи, под действием давления нагретого воздуха в герметично запаянном баллоне, размягченная стеклянная оболочка прижимается к внутренней поверхности стальной трубы, футеруя ее. Нагрев осуществляют последовательным проталкиванием трубы со стеклянным баллоном через зону нагрева с температурой 650-720 °С.

В некоторых случаях при  подготовке стеклянного баллона  в него помещают жидкое или твердое  газообразующее вещество для создания дополнительного избыточного давления в процессе нагрева при остекловании и осуществления лучшего прилегания стеклянной оболочки к трубе. На некоторых установках дополнительно вовнутрь стеклянного баллона вдувают воздух от внешнего источника с этой же целью.

В США разработан метод  остеклования труб для нефтепромысловых трубопроводов сырой нефти. Трубы остекловывают изнутри при подаче стеклянного порошка с помощью шнекового устройства. Трубу помещают в нагревательную печь, в которой поддерживают температуру 909 °С, и вращают на роликовом стенде. Шнековое устройство, находящееся внутри трубы, и вращение трубы на роликах обеспечивают равномерное распределение расплавленного стеклянного порошка по внутренней поверхности трубы толщиной 0,23-0,3 мм. Затем трубу перемещают в зону печи с более низкой температурой, где нанесенная стеклянная масса остывает, после чего наносят второй слой покрытия тем же способом. Общая толщина стеклянного покрытия до 0,5 мм. После нанесения второго слоя покрытия трубу выдерживают при температуре 862 °С в течение 8 мин [3].

 

 

Заключение

 

Использование трубопроводов является самым безопасным и недорогим способом транспортировки энергоносителей на большие расстояния. Чтобы однажды проложенный трубопровод надежно функционировал долгое время, следует использовать надежную антикоррозионную защиту. Применение различных видов изоляционных материалов позволяет в разы увеличить долговечность трубопроводов.

В частности изоляция нефтепроводов важна для того, чтобы сохранить скорость транспортировки нефти и ее конечное качество после прохождения сотен километров пути. Нефтяной трубопровод обладает высокими требованиями к изоляции коммуникаций, которая, в свою очередь, зависит не только от качества изоляционных материалов, но и от соблюдения технологий их установки. Различные материалы направлены на защиту от определенного воздействия на трубопровод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Алиев Р.А. Трубопроводный  транспорт нефти и газа: Учеб. для вузов. — М.: «Недра», 1988, — 368 с.

 

2. Ахатов Ш.Н. Транспорт и хранение нефти и газа: Учеб. пособие для вузов. — Уфа: Из-до УНИ, 1979, —106с.

 

3. Скугорова Л.П. Материалы для сооружения газонефтепроводов и хранилищ: Учеб. пособие для вузов. — М.: «Недра», 1989, — 343 с.