Тема 2.2 Защита подземных газопроводов от коррозии

Существуют пассивные и активные методы защиты газопроводов.

Пассивная защита

предназначена для предотвращения химической и почвенной электрохимической коррозии. Она также препятствует развитию электрической коррозии. Пассивная защита представляет собой покрытие наружной поверхности газопровода слоем изоляции определенной толщины. В зависимости от толщины слоя изоляция делится на три вида: нормальная, усиленная, весьма усиленная. Так для битумной изоляции ее минимальная толщина составляет: нормальной – 3 мм; усиленной – 6 мм; весьма усиленной – 9 мм. Если изоляция выполняется полимерными пленками, то ее тип определяется количеством слоев пленки: 1, 2, 3. К материалам, применяемым для изоляции газопровода, предъявляются следующие требования:

1. Механическая прочность.

2. Термическая, химическая и биологическая стойкость в условиях изменения температуры грунта, наличия в нем агрессивных жидкостей и газов, а также микроорганизмов.

3. Водонепроницаемость и высокая диэлектричность.

4. Отсутствие компонентов, вызывающих коррозию металла.

5. Доступность применения и низкая стоимость.

6. Эластичность и хорошая прилипаемость к металлу (адгезия).

Наиболее полно этим требованиям отвечают материалы на основе битума, а также полимерные материалы. Для изоляции газопроводов применяются:

1. Мастики на основе битума.

2. Усиливающие обертки.

3. Мешочная (оберточная) бумага (крафт-бумага).

Основным материалом для битумной изоляции являются мастики, которые делятся на битумные и битумно-резиновые.

Состав битумной мастики:

Битум – 70-80% и минеральный наполнитель (цемент, белая глина) - 20-30%.

Состав битумно-резиновой мастики:

Битум – 70%, минеральный наполнитель – 20%, резиновая крошка – 10%.

В настоящее время вместо резиновой крошки часто применяют полиэтилен, полистирол. Если изоляция газопровода проводится при низких температурах воздуха, то в мастику добавляется пластификатор, который уменьшает хрупкость застывшей мастики (осевое, зеленое и др. масла до 5%).

Мастика варится в котлах и наносится на поверхность трубы в расплавленном виде тонкими слоями, толщиной не более 1,5 мм.

Усиливающие обертки служат для придания изоляции правильной геометрической формы и повышенной механической прочности. Обычно это листовые или рулонные материалы. К ним относятся:

1. Гидроизол – листовой материал, состоящий из листового асбеста пропитанного битумом.

2. Бризол – рулонный материал на основе асбеста, резиновой крошки и битума.

3. Стекловолоконный холст – рулонный материал из нетканого стекловолокна.

Усиливающие обертки накладываются на поверхность горячей мастики с нахлёстом одного витка на другой 20 мм.

Порядок наложения битумной изоляции

Предварительно труба очищается от грязи, окалины и ржавчины в трубоочистительных машинах до металлического блеска. Вручную металлическими щетками или шлифовальными машинками производят зачистку концов труб после сварки стыков на трассе. После зачистки поверхность трубы покрывается грунтовкой. Грунтовка – раствор битума в бензине в соотношении 1/3.

После высыхания грунтовки на трубу наносятся два слоя горячей мастики толщиной по 1,5 мм каждый, второй слой накладывается после застывания первого. По второму горячему слою мастики накладывается усиливающая обертка с нахлестом одного витка на другой 20 мм, затем снова наносятся два слоя горячей мастики. По второму слою горячей мастики накладывается крафт – бумага с нахлестом одного витка на другой 20 мм, она является наружным покрытием изоляции, защищающим ее от механических повреждений. Таким образом выполняется усиленная битумная изоляция.

Если изоляция нормальная, то она состоит из следующих слоев: грунтовка, 2 слоя мастики по 1,5 мм, крафт – бумага. Весьма усиленная изоляция состоит из следующих слоев: грунтовка, 3 кольца битумной мастики между которыми размещаются 2 кольца усиливающей обертки и на поверхности изоляции – крафт–бумага.

Рисунок 2.2.1 Схема усиленной битумной изоляции

1. Стальная труба; 2. Грунтовка, толщиной 0,5-0,6 мм; 3. Мастика (в каждом кольце 2 слоя по 1,5 мм); 4. Усиливающая обертка; 5. Крафт-бумага.

Полимерная изоляция выполняется из липких полиэтиленовых или полихлорвиниловых пленок, ширина которых составляет 400 – 500 мм, длина 100 - 250 м. После очистки трубы покрываются полимерной грунтовкой, а затем накладываются липкие пленки с нахлестом витков 20 мм.

Изоляция труб может выполняться методом напыления порошкообразным полиэтиленом. Трубы сначала проходят через печь для сушки, где с их поверхности удаляются влага, снег, лёд и поступают в трубоочистительную машину. Очищенная труба поступает в газопламенную печь, где нагревается до 230–250^оС, а затем нагретую трубу помещают над ванной напыления, в которую подаётся порошкообразный полиэтилен. Частицы полиэтилена прилипают к поверхности трубы, плавятся и образуют непрерывную хорошо адгезированную к металлу полимерную плёнку.

В настоящее время трубные заводы выпускают стальные трубы с полиэтиленовым покрытием снаружи, а для транспортировки агрессивных газов - с наружным и внутренним полимерным покрытием. Такие трубы не требуют изоляционных покрытий, однако при сварке труб с покрытием полиэтилен плавится, что приводит к необходимости изоляции стыков вручную.

Полиэтиленовые трубы не требуют защитных покрытий.