1.6.7 Нанесение нового изоляционного покрытия

Изоляционные покрытия должны обладать высокой химической стойкос–тью в условиях агрессивных почв, химической стойкостью по отношению к стальным трубам, необходимой механической прочностью, хорошей прилипаемостью, обеспечивающей прочное сцепление покрытия с поверхностью трубы, водонепроницаемостью, температурной устойчивостью, хорошими диэлектрическими свойствами.

Поверхность трубопровода, даже после очистки ее до металлического блеска, остается шероховатой. Если в этом случае битумную мастику наносить на холодную поверхность трубопровода, то за короткий промежуток времени она охладится от температуры 433…453 К до температуры трубопровода и не успеет заполнить все неровности на его поверхности, а, следовательно, не обеспечит прочное сцепление с металлом трубы. При нанесении полимерной ленты на трубопровод без грунтовки хорошее сцепление с поверхностью не будет обеспечиваться, так как лента будет соприкасаться только с выступами металла, не касаясь микровпадин.

Для изоляции трубопровода Кушкуль–Уфа применяют битумно–полимерную изоляцию в которую входит: битумно–полимерная грунтовка, битумно–полимерная мастика, стеклохолст, обертка;

Битумно–полимерная грунтовка получается растворением битумно–полимерной мастики в бензине, или заводского изготовления (″Транскор″, ПЛ–М).

Мастика битумно–полимерная изготавливается на основе нефтяного битума путем добавления различных наполнителей и пластификаторов, в качестве которых могут использовать порошковый полиэтилен, полидиен, асбест, молотый известняк и др.

Для предохранения битумных покрытий от нагрузок, возникающих в процессе сооружения, эксплуатации и ремонта трубопровода, применяют армирующие материалы.

В качестве армирующего материала обычно используют нетканый стеклохолст типов ВВ–К и ВВ–Г, который представляет собой рулонный материал из перекрещенных стеклянных волокон, склеенных синтетическими связующими (карбамидной смолой, поливинил–ацетатной эмульсией, каучуковым латексами и другими связующими).

Наполнитель вводится в битум для повышения сопротивляемости покрытия механическим воздействия, обеспечение вязкости при нанесении на трубопровод, понижение чувствительности к низким температурам, увеличение срока службы.

Пластификатор уменьшает хрупкость мастики при отрицательной температуре.

В настоящее время в качестве МБП используются мастики ″Изобитэп–30″, ″Транскор″, ″Битэп″, ″Биом–2″, ″Изобит″ и другие.

Загрунтованный трубопровод покрывают изоляцией. Если трубопровод после грунтовки находился на воздухе более 8 часов, то для обеспечения прилипаемости наносят новый слой грунтовки.

Механизированное нанесение изоляции на трубопровод Кушкуль–Уфа производится изоляционными машинами типа УИМ 14.

Изоляционная машина представляет собой самоходную установку, передвигающуюся по трубе от собственного двигателя. Основным рабочим органом машины является верхнее активное полукольцо с встроенными в него двумя винтовыми насосами. Насосы перекачивают расплавленную битумную мастику из нижней емкости в верхнее активное полукольцо. На внутренней стороне активного полукольца, обращенного к трубе, имеется щель, через которую битумная мастика подается на верхнюю половину трубы. Нижняя половина трубы охватывается кожухом. Битумная мастика, стекающая с верхней части трубы, заполняет пространство между нижней половиной трубы и кожухом.

Изоляционная машина УИМ–14 предназначена для нанесения нормальной битумной изоляции на поверхность трубопровода при капитальном ремонте рисунок 13.

1 – шпуля; 2 – рама; 3 – удерживающее устройство; 4 – электродвигатель при вода; 5 – шкаф электрический; 6 – насос шнековый; 7 – механизм перемеще- ния; 8 – агрегат для подачи битума; 9 – венец; 10 – ящик инстру­ментальный;

11 – ванна для битума; 12 – устройство формирующее; 13 – штанга выносная с пультом управления;

Рисунок – Схема 13 изоляционных машины УИМ–14

В результате этого при передвижении изоляционной машины по трубопроводу он полностью покрывается равномерным слоем битумной мастики. Излишки мастики стекают с поверхности трубопровода в нижнюю емкость, находящуюся под трубопроводом.

1.6.8 Присыпка трубопровода и засыпка траншеи минеральным грунтом

Засыпать траншею следует непосредственно после укладочных работ или завершения ремонта трубопровода (в течение одной смены). При засыпке трубопровода необходимо обеспечить сохранность труб и изоляционного покрытия, а также полное прилегание трубопровода ко дну траншеи.

Таблица 2 – Характеристика машин УИМ

В щебенистых, сухих комковатых и мерзлых грунтах трубопроводы должны укладываться в траншею на подсыпку из мягкого грунта толщиной не менее 20 см над выступающими неровностями основания траншеи и таким же грунтом присыпается на 20 см над верхней образующей.

Засыпку криволинейного участка трубопровода начинают с середины, двигаясь поочередно к его концам.

Показатель		Модель
	ИМ–151	ИМ–271	ИМ–531	ИМ–821
Диаметр трубопро­вода, мм	89–159	168–273	325–520	630–820
Двигатель: мощность, кВт (л. с.) частота враще­ния,об/мин	Д–300 4,8 (6,5) 1000	УД–25С 5,9 (8) 3000	Д144 37 (50) 1800	Д144 37 (50) 1800
Скорость, км/ч	0,4–0,8	0,4–0,88	0,17–0,8	0,2–1,0
Ширина рулонного материала, мм	100–200	200–250	350–500	350–500
Нахлест, мм	20–30	20–30	30–50	30–50
Число шпуль	2	2	4	4
Объем битумной ванны, л	200	300	1200	1200
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2350 1000 1600	2350 1040 1880	3600 1800 3400	3700 2200 3700
Масса, кг	398	745	3450	6000

Засыпка участков, отремонтированных по способу без подъема трубопровода с сохранением его положения, должна производиться в два этапа. Вначале производится присыпка, которую следует производить с обеих сторон траншеи. Грунт присыпки не должен закрывать верхнюю образующую трубопровода. Подбивку грунта присыпки под трубопровод можно выполнять механизированным способом с помощью устройства УУГТ–820, разработанного ИПТЭР.

До укладки трубопровода в траншею необходимо: вырыть траншею; заизолировать трубопровод и уложить его не дальше 2 м от кромки траншеи; проверить дефектоскопом сплошность покрытия.

Укладка изолированного трубопровода с бровки траншеи должна производиться в полностью подготовленную траншею (очищенную от снега, со спланированным дном) при соблюдении мер по предотвращению, оперативному обнаружению и устранению повреждений изоляционного покрытия. Трубопровод нельзя опускать в стоячую воду.

При укладке цикличным способом с использованием мягких монтажных полотенец трубоукладчики располагают по схеме, приведённой на рисунке 14.

Рисунок 14 – Схема укладки изолированного трубопровода цикличным спо- собом с применением троллейных подвесок

До засыпки уложенного в траншею трубопровода необходимо: проверить проектное положение трубопровода; проверить целостность изоляционного покрытия; выполнить работы по предохранению изоляционного покрытия от механических повреждений; получить разрешение от представителя заказчика на производство засыпки трубопровода.

В процессе засыпки при ширине строительной полосы 28–30м грунт из отвала перемещают бульдозером поперек к оси траншеи прямолинейными проходами. В стесненных условиях строительной полосы грунт целесообразно перемещать бульдозером под углом 45°–60° к оси траншеи косоперечными и косоперекрестными проходами. Наиболее эффективен комбинированный способ засыпки, предусматривающий двойной проход бульдозера – в начале косопоперечный, а затем прямой поперечный.

На участках горизонтальных кривых трубопровода сначала засыпать криволинейный участок, а затем остальную часть. Засыпка начинается с середины криволинейного участка к его концам.

Рисунок 15 – Схемы производства работ по засыпке трубопровода бульдозе ром: прямолинейными проходами; косопоперечными параллельными прохо дами; косоперекрёстными проходами

Потребность в грунте покрывается за счет местных существующих карьеров согласно техническим условиям, представленным заказчиком. Излишки грунта, образующиеся при выполнении земляных работ, вывозятся для использования предусмотренной проектом отсыпки на других участках трассы.

1.7 КИП и А

При капитальном ремонте трубопроводов при изоляционных работах возникает необходимость в контроле качества очистки поверхности трубопровода.

Согласно правил капитального ремонта подземных трубопроводов, качество очистки поверхности трубопровода может определяться визуальным осмотром с помощью пластины из прозрачного материала размером 25х25 мм с взаимно перпендикулярными линиями, образующими квадратики размером 2,5х2,5 мм.

Степень очистки поверхности считается удовлетворительной, если окалиной и ржавчиной занято не более 10 % площади пластины при подготовке поверхности под пленочные покрытия и не более 30 % площади пластины при подготовке поверхности под битумно–мастичные покрытия.

Можно проводить контроль очистки поверхности и инструментальным способом. В частности, ВНИИСТом разработан прибор УКСО–1, с помощью которого можно определять качество очищенной поверхности трубопровода путем измерения электрической проводимости поверхностного слоя.

Этот прибор монтируется на трубочистной машине и служит для автоматического непрерывного 100 %–ного контроля. Принципиальная схема устройства прибора УКСО–1 показана на рисунке 16.

Особенность устройства состоит в том, что электроконтактный датчик установлен на роторе очистной машины. Вращаясь вместе с ротором вокруг трубы, он передает информацию о чистоте поверхности трубы.

Контрольный измерительный ролик 1 включен через источник тока 3 и резистор R в измерительную цепь, образованную контролируемой трубой 8 и поверхностью ролика. Так как другой полюс источника тока накоротко соединен с трубой, ток в цепи будет определяться только проводимостью контакта ролик– поверхность трубы.

1 – контактный ролик; 2 – передающий блок; 3 – источник питания; 4 – ли- ния связи; 5 – усилитель–преобразователь; 6 – усредняющий интегратор; 7 – индикатор; 8 – очищаемая труба;

Рисунок 16 – Схема устройства УКСО –1

Если поверхность трубопровода очищена от продуктов коррозии, контакт обладает хорошей проводимостью и в измерительной цепи возникает электрический ток, который управляет работой генератора колебаний радиочастоты передающего блока 2. Контактный ролик и передающее устройство закреплены на рабочем вращающемся органе трубоочистной машины. Для передачи информации служит радиоканал 4, образованный передающей и приемной антеннами. Сигнал о степени очистки поверхности поступает в усилитель 5, усредняющий интегратор 6 и выходит на стрелочный индикатор 7. Элементы 5, 6, 7 образуют приемный блок. Благодаря усредняющему интегратору стрелочный индикатор показывает среднее значение степени очистки трубы за 1–2 оборота рабочего органа очистной машины. Прибор УКСО–1 имеет световую сигнализацию качества очистки: "плохая" – красная лампа (0…40 % условной степени очистки), "удовлетворительная" – мигающая зеленая лампа (40…60 %) и "хорошая" – зеленая лампа (65…100 %).

В трассовых условиях возможна запись показаний степени очистки трубопровода на диаграмму самопишущим прибором, который подключается к приемному блоку.

Также при ремонте трубопровода необходимо обследование состояния изоляционного покрытия

В общем случае все виды контроля можно разделить на три группы:

– инспекционный контроль;

– входной контроль;

– операционный контроль.

Инспекционный контроль осуществляет Государственная инспекция по качеству строительства. При инспекционном контроле проверяют:

– наличие нормативно–технической и проектной документации на производство изоляционных работ;

– организацию технического контроля;

– техническое состояние машин, приборов, оборудования;

– наличие необходимого лабораторного оборудования, контрольно–измерительных приборов и инструментов и их соответствие требования ГОСТ, ТУ и других действующих нормативных документов;

– организацию входного контроля качества изоляционных и строительных материалов, изделий, деталей, порядок их хранения и транспортирования;

– ведение учета потерь от брака и рекламаций к поставщикам забракованных материалов и оборудования;

– организацию операционного контроля, а также работу технической инспекции по качеству;

– порядок ведения и оформления исполнительной документации, наличие записей проверяющих лиц и отметок об устранении обнаруженных нарушений.

Входной контроль проводится организацией, получающей материалы, с целью проверки соответствия их качества техническим паспортам на них. Если технический паспорт отсутствует, то лаборатория строительно–монтажной организации должна дать письменное заключение о возможности применения данного изоляционного материала.

Импортные изоляционные материалы проверяют по показателям, оговоренным в контракте.

Кроме того, при входном контроле проверяются условия хранения и транспортирования материалов. В частности, рулонные изоляционные, оберточные, армирующие материалы, жировые смазки, грунтовки, растворители, пластификаторы, наполнители следует хранить в закрытых складских помещениях. Изоляционные материалы на основе битумов хранят на специальных площадках, оборудованных настилом и навесом.

Армирующие и оберточные рулонные материалы проверяют: на возможность разматывания рулонов при температуре применения, на плотность намотки в рулоне и ровность торцов. Рулоны ленты, имеющие неровные, оплывшие или смятые торцы бракуются.

Контроль целостности защитного покрытия на уложенном и засыпанном трубопроводе, находящемся в незамерзающем грунте, проводят не ранее, чем через две недели после засыпки, искателем повреждений УКИ–1 в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.

Ниже рассматриваются основные методы и приборы, используемые при контроле отдельных параметров и в целом изоляционного покрытия.

Более точно измерить толщину грунтовки можно с помощью различных толщиномеров магнитоиндукционного типа. Одним из таких толщиномеров является МТ–50 НЦ. Принцип его работы основан на преобразовании измеряемой толщины покрытия в электрический сигнал с помощью преобразователя, который относится к магнитоиндукционному типу и представляет собой трансформатор с двумя обмотками. Первичная обмотка подключена к генератору, со вторичной – снимается сигнал.

Конструктивно преобразователь выполнен в виде небольшого стакана, внутри которого находится трансформатор. При установке стакана торцом на поверхность объекта контроля трансформаторная часть прижимается к поверхности контроля своим центральным стержнем. Замыкание магнитного потока осуществляется через ферромагнитное основание контролируемого изделия, а покрытие создает магнитный зазор, толщина которого влияет на общее магнитное сопротивление.

Адгезию (прилипаемость) битумной изоляции можно контролировать двумя способами.

Первый способ – путем надреза покрытия в виде равностороннего треугольника с углом 60 в вершине и длиной стороны 3…5 см и отслаивания вершины надреза. Изоляция считается удовлетворительной, если она не отслаивается, а при отрыве часть мастики остается на поверхности. Если покрытие отрывается от металла сплошным полотном, то изоляцию бракуют.

Второй способ – с помощью адгезиметра типа СМ–1. (Рисунок 17).

В этом случае ножом вручную в изоляционном покрытии делают надрез размером 10х10 мм до металла трубы. Вокруг надреза расчищают площадку размером 30х35 мм и снимают покрытие для сдвига образца.

Прибор устанавливают на изоляционное покрытие так, чтобы передняя грань ножа находилась против торцовой плоскости образца.

Поднимают вверх нож 14 путем вращения винта 12, затем нажимают на корпус прибора так, чтобы опорные ножи 4 вошли в защитное покрытие.

Подводят нож 14, с помощью винта 12 опускают нож до металлической поверхности трубы. Снимают крышку прибора 17, устанавливают ноль на индикаторе доведением подвижной ножки индикатора до соприкосновения с торцом регулировочного винта 7 и вращением верхней подвижной обечайки индикатора.

1 – шток ведомый; 2 – пружина; 3 – шток ведущий; 4 – ножка опорная; 5 – винт; 6 – кронштейн; 7 – винт регулировочный; 8 – гайка стопорная; 9 – ин- дикатор; 10 – чаша; 11 – винт стопорный; 12 – винт; 13 – шарнир; 14 – нож; 15 – шток вертикальный; 16 – втулка; 17 – крышка прибора съемная; 18 – шкала;

Рисунок 17 – Схема адгезиметра СМ–1

Передают усилие с помощью вращения винта 5 на нож 14, а, следовательно, и на образец изоляционного покрытия через систему штока 1 и 3 и тарированную пружину 2. Вращение винта 5 производят по часовой стрелке приблизительно с частотой вращения 1/4 об/с, что соответствует скорости деформации пружины 15 мм/мин.

Деформацию пружины, пропорциональную передаваемому усилию, фиксируют индикатором. Ведомый шток 1 вместе с ножом 14 горизонтально перемещается, в результате чего индикатор смещается относительно торцовой плоскости регулировочного винта 7. Рост показаний индикатора при этом прекращается. Фиксируют максимальный показатель индикатора в мм и по шкале 18 определяют усилие сдвига образца изоляционного покрытия.

1 – блок контроля БК–4; 2 – блок питания автономный; 3 – кабель; 4 – транс- форматор высоковольтный; 5 – стержень; 6 – держатель; 7а – щуп для           сплошного контроля; 7б – щуп для выборочного контроля; 8 – штырь-          заземлитель; 9 – магнит–заземлитель; 10 – провод заземлителя; 11 – держа-   тель; 12 – наконечник; 13 – подвеска трубоукладчика; 14 – трубопровод;

Рисунок 18 – Схема контроля сплошности изоляционного покрытия прибо – ром "Крона – 1РМ"

Измерения проводят в интервале температур защитного покрытия от 258 до 298 К.

Усилие сдвига надрезанного образца изоляции площадью 1 см² должно быть не менее 0,2 МПа при Т=298 К (25С).

Контроль толщины изоляции осуществляется с помощью магнитного толщиномера типа МТ–31Н, МТ–33Н, МТ–40НЦ, МТ–41НЦ или МТ–57, принцип работы которых такой же, как и МТ–50НЦ.

Сплошность покрытия (наличие сквозных дефектов) контролируется визуально и с помощью искрового дефектоскопа типа ДИ–1, ДИ–64, ДИ–64М, "Крона–1РМ" или ДИ–74.

Форма щупа может быть Т–образная (для контроля плоских поверхностей), ухватообразная или кольцевая (для контроля трубопроводов). Для контроля сплошности на щупе устанавливается напряжение из расчета 5 кВ на 1 мм толщины покрытия, включая обертку.

При наличии сквозного дефекта в покрытии между щупом и трубопроводом происходит искровой разряд, сопровождаемый характерным треском, а в рукоятке штанги зажигается электрическая лампочка.

При нанесении пленочной изоляции контролируются следующие параметры: адгезия, сплошность, число слоев, ширина нахлеста.

Число слоев изоляционного покрытия контролируется визуально. Ширина нахлеста замеряется металлической мерной лентой.

Адгезия полимерных лент проверяется адгезиметром типа АР–2 или методом треугольника, как и при контроле битумной изоляции, рисунок 19.

1 – корпус; 2 – зажим; 3 – нож; 4 – ролики; 5–9 – гнезда; 10 – пружина;

Рисунок 19 – Схема адгезиметра АР–2

Сплошность полимерной изоляции проверяется так же, как и битумной, но для этих целей рекомендуется специальный дефектоскоп типа ДЭП–1 и ДЭП–2, применяемый для контроля эмалевых покрытий.

При проведении контроля ножи, закрепленные на корпусе прибора, опускаются и с их помощью вырезают полоску ленты 2 изоляционного покрытия 1 по периметру трубы. Ширина вырезаемой полосы зависит от ожидаемой адгезии и выбирается в пределах от 10 до 40 мм. Прибор устанавливают на трубу с изоляционным покрытием, добиваясь его контакта со всеми роликами. В зависимости от диаметра трубопровода меняют расстояние между роликами. Передвигая прибор по трубе, проводят отслаивание полосы на длине 100 мм. При этом лента изогнута на 180. Одновременно снимают значение устойчивого усилия отслаивания и визуально определяют характер разрушения.