Достаточно широко для внутренней заводской изоляции труб применяются порошковые эпоксидные краски «П-ЭП 585»производства ООО НПК «Пигмент», г. Санкт-Петербург и «Scotchkote 134» фирмы «3М».

Долгое время актуальной и трудно разрешимой проблемой для внутренней противокоррозионной защиты трубопроводов являлась проблема изоляции зоны сварных стыков труб. Проблема решается при применении внутренних покрытий в сочетании с ингибиторами коррозии. Но в этом случае происходит удорожание продукции. Для защиты от коррозии сварных стыков трубопроводов, имеющих внутреннее покрытие, использовались самые разные методы, включая плазменное напыление на концевые участки труб защитных протекторных колец, газотермическое напыление цинка и алюминия, приварку колец из нержавеющей стали. На сегодняшний день наиболее популярным способом внутренней противокоррозионной защиты зоны сварных стыков трубопроводов является применение вставных изолированных муфт разработки фирмы «Tuboskop Vetco». Данная технология была успешно развита и реализована на предприятии ООО «Целер», г. Самара. На предприятии ООО «Трубопласт», г. Екатеринбург реализован другой способ внутренней защиты сварных стыков трубопроводов. Для этой цели используется метод газотермического напыления на внутренние концевые участки труб специального покрытия из нержавеющего сплава. Внутреннее эпоксидное покрытие наносится с нахлестом на металлизационное покрытие, а окончательное формирование защиты зоны сварного стыка осуществляется уже при сварке труб в плети, когда при повышенных температурах происходит плавление металлизационного покрытия и легирование зоны корневого шва.

2.3 Технология нанесение защитных покрытий в заводских условиях

Нанесение наружных защитных покрытий на трубы в заводских условиях осуществляется с использованием оборудования поточных механизированных линий. В состав поточных линий изоляции труб входят: роликовые транспортные конвейеры, перекладчики труб, узлы очистки (дробеметная или дробеструйная установки), печи технологического нагрева труб (индук-ционные или газовые), узел напыления порошковой эпоксидной краски, экструдеры для нанесения адгезионного подслоя и наружного слоя покрытия, прикатывающие устройства, камеры водяного охлаждения изолированных труб, оборудование для контроля качества покрытия. Состав оборудования поточных линий изоляции труб зависит от типа заводского покрытия и диаметров изолируемых труб.

При нанесении наружных эпоксидных покрытий трубы, прошедшие абразивную очистку, нагреваются в проходной печи до температуры 200-240 °С, после чего на них в специальной камере, в электростатическом поле, производится напыление порошковой эпоксидной краски. При контакте с горячей поверхностью труб происходит оплавление и отверждение эпоксидной краски, формирование защитного покрытия.[27]

Двухслойное и трехслойное полиэтиленовые покрытия могут наноситься на трубы двумя методами: методом "кольцевой" экструзии или методом боковой "плоскощелевой" экструзии расплавов композиций адгезива и полиэтилена. Для труб малых и средних диаметров более предпочтительным способом нанесения покрытий является метод "кольцевой" экструзии. При этом способе изоляции на предварительно очищенные и нагретые до заданной температуры (180-220 °С) трубы, поступающие по линии изоляции без вращения, через двойную кольцевую головку экструдера последовательно наносятся: расплав термоплавкой полимерной композиции (адгезионный подслой) и расплав полиэтилена (наружный защитный слой). Между кольцевой головкой экструдера и изолируемыми трубами создается пониженное давление ("вакуумирование"), в результате чего двухслойное покрытие плотно облегает поверхность изолируемых труб по всей их длине и периметру. При нанесении полиэтиленового покрытия по данной технологии обеспечивается наиболее высокая производительность процесса изоляции труб, которая может достигать 15-20 пог. м/мин.[6]

При использовании метода боковой "плоскощелевой" экструзии двухслойное полиэтиленовое покрытие наносится на вращающиеся и поступательно перемещающиеся по линии трубы из двух экструдеров (экструдер по нанесению адгезива и экструдер по нанесению полиэтилена), оснащенных "плоскощелевыми" экструзионными головками. При этом расплавы клеевой и полиэтиленовой композиций в виде экструдированных лент наматываются по спирали на очищенные и нагретые до заданной температуры трубы с перехлестом в один (расплав адгезива) или в несколько (расплав полиэтилена) слоев. После нанесения на трубы покрытие прикатываются к поверхности труб специальными роликами. Изолированные трубы поступают в тоннель водяного охлаждения, где покрытие охлаждается до необходимой температуры, а затем трубы разгоняются по линии и с помощью перекладчиков подаются на стеллаж готовой продукции. При данном способе изоляции покрытие может наноситься на трубы диаметром от 57 до 1420 мм, а производительность процесса изоляции, как правило, не превышает 5-7 пог. м/мин.

Нанесение на трубы трехслойного полиэтиленового и трехслойного полипропиленового покрытий осуществляется по той же технологической схеме, что и нанесение двухслойного покрытия, за исключением введения в технологическую цепочку дополнительной операции - нанесения слоя эпоксидного праймера.[13] Эпоксидный праймер толщиной 80-200 мкм наносится на очищенные и нагретые до необходимой температуры трубы методом напыления порошковой эпоксидной краски, после чего на праймированные трубы последовательно наносятся расплавы термоплавкой композиции адгезива и полиэтилена.

При нанесении на трубы комбинированного ленточно-полиэтиленового покрытия предварительно осуществляется щеточная очистка наружной поверхности труб. Технологический нагрев труб не производится. На очищенные трубы первоначально наносится битумно-полимерная грунтовка, а затем, после сушки грунтовки, осуществляется нанесение на праймированные трубы дублированной изоляционной ленты и наружного защитного слоя из экструдированного полиэтилена. Полиэтиленовый слой прикатывается к поверхности труб эластичным роликом, после чего изолириванные трубы охлаждаются в камере водяного охлаждения.

2.4 Современные изоляционные материалы для защиты стыков трубопроводов с заводским полиэтиленовым покрытием

Федеральный стандарт ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии» регламентирует, что изоляция зоны сварных стыков «…по своим характеристикам должна соответствовать изоляции труб». Однако ГОСТ Р 51164-98 разрабатывался около 20 лет назад и отражает уровень технических требований конца 80-х годов прошлого века, когда в Российской Федерации не был освоен крупнотоннажный выпуск труб с заводской изоляцией и современных термоусаживающихся материалов для защиты сварных стыков труб. В связи с этим в 2003 году были разработаны и введены в действие в системе ОАО «АК «Транснефть» «Технические требования на наружные антикоррозионные покрытия на основе термоусаживающихся полимерных лент, предназначенные для изоляции сварных стыков магистральных нефтепроводов и отводов от них» (ОТТ-04.00-45.21.30-КТН-002-1-03).

Термоусаживающиеся ленты (манжеты) представляют собой двухслойный материал, состоящий из полиэтиленовой радиационно-модифицированной пленки-основы, которая совмещена с термоплавким адгезивом, обладающим высокой адгезией к стальной трубе и к заводскому покрытию. Праймер представляет собой свободную от растворителей композицию, которая состоит из эпоксидной смолы и отвердителя (активатора). Праймер поставляется потребителю комплектно с манжетами.

Конструкция покрытия сварного стыка на основе термоусаживающихся лент (манжет) как бы «копирует» трехслойное полиэтиленовое покрытие труб, нанесенное в заводских условиях, и аналогично ему состоит из эпоксидного праймера толщиной 100-200 мкм, термоплавкого адгезива толщиной около 1 мм и слоя «радиационно-сшитого» полиэтилена толщиной 1 мм и более. После реализации процесса термоусадки манжета плотно обжимает трубу и прилегающее к стыку заводское покрытие, создавая непроницаемый барьер для почвенного электролита и защищая сварной стык от почвенной коррозии.

В Российской Федерации термоусаживающиеся материалы производятся на предприятиях: ОАО «Гефест-Ростов» (г. Ростов-на-Дону) - манжеты ДОНРАД-МСТ ЭП»; ООО ПФК «Техпрокомплект» (г. Москва) - манжеты «ТИАЛ-М» и ЗАО «Терма» (г. Санкт-Петербург) - манжеты «ТЕРМА-СТМП».

Термоусаживающиеся материалы прошли испытания в ООО «Институт ВНИИСТ» на соответствие требований ГОСТ Р 51164-98, ОТТ ОАО «АК «Транснефть» и внесены в «Перечень разрешенных к применению термоусаживающихся материалов, используемых для защиты сварных стыков трубопроводов в системе ОАО «АК «Транснефть», утвержденный в 2004 г.

Следует отметить, что изоляция зоны сварных стыков на бровке траншеи выполняется при меняющихся метеорологических условиях, но вместе с тем должна обеспечивать то же качество, что и заводское покрытие. Однако на заводе нанесение покрытий механизировано и автоматизировано, а в трассовых условиях изоляция сварных стыков труб производится вручную. В этом случае качество защиты зоны сварных стыков в значительной степени связано с влиянием человеческого фактора. Одним из путей уменьшения влияния человеческого фактора на качество покрытия сварных стыков является улучшение качества нормативной базы, то есть качества разработки операционных или технологических карт, в которых должны быть подробно описаны технологические операции по усадке манжет, учтен накопленный строителями практический опыт по их нанесению, а также учтены рекомендации заводов-изготовителей материалов.

В целях повышения качества изоляционных работ по защите зоны сварных стыков труб при строительстве магистральных нефтепроводов производственным отделом Компании было принято решение о разработке типовых операционных карт по технологии нанесения термоусаживающихся манжет отечественного и зарубежного производства с учетом технических требований Компании, рекомендаций заводов-изготовителей изоляционных материалов и специфики нефтепроводного строительства в различных регионах страны.

В типовых операционных картах приведены требования к абразивным материалам, к степени очистки и шероховатости поверхности труб и заводского покрытия; даны практические приемы по смешению и нанесению праймера, нанесения нормированной толщины или его расхода, в том числе, приведена продолжительность сохранения жидкой фазы при различных температурах; подробно описаны технологические особенности нанесения отечественных и зарубежных термоусаживающихся манжет, даны сведения по свойствам используемых изоляционных материалов, геометрическим размерам манжет и условиям их хранения, мероприятия по повышению качества изоляционных работ.

При нанесении термоусаживающихся манжет некоторые технологические операции аналогичны, а по ряду операций имеются отличия, в том числе по конструктивным особенностям защитного покрытия зоны стыка. У различных термоусаживающихся манжет различны температурные режимы предварительного подогрева труб перед нанесением адгезионного эпоксидного праймера. Максимальные температуры рекомендуется использовать для манжет типа «ТЕРМА-СТМП» и «ТИАЛ-М». У манжет «GTS-65» и «ТВК-65» (фирмы «Саnusa») эпоксидный праймер наносится на трубу нагретую лишь до температуры 30-40°С, поскольку после его нанесения он принудительно отверждается («сушится») пропановыми горелками при температуре 85-95°С. Различны также варианты усадки манжет. Термоусаживающиеся манжеты типа «HTLP-60» (фирмы «Tyco Adhesives»), «ДОНРАД-МСТ ЭП» «ТИАЛ-М» и «ТЕРМА-СТМП» усаживаются по «свеженанесенному» праймеру. Манжета «GTS-65» (фирмы «Cаnusa») усаживается по отвержденному («сухому») праймеру Эпоксидный праймер следует наносить только на поверхность сварного стыка труб для манжет «ТЕРМА-СТМП» и «GTS-65» (также как и у «ТВК-65» фирмы «Саnusa»), тогда как для манжет «HTLP-60», «ТИАЛ-М» и «ДОНРАД-МСТ ЭП» праймер наносят как на очищенную зону сварного стыка, так и на прилегающее к нему заводское покрытие.

Глава 3. ИЗОЛЯЦИЯ ЗОН СВАРНЫХ СТЫКОВ В ТРАССОВЫХ УСЛОВИЯХ

3.1 Общие требования к изоляции сварных стыков труб

Для изоляции стыков могут применяться следующие конструкции усиленного типа покрытий:

- муфтовое или манжетное, состоящее из термоусаживающейся полиэтиленовой основы со слоем термоплавкого клея на внутренней стороне;

- ленточное, состоящее из 1-2 слоев термоусаживающейся ленты горячего нанесения; число слоев ленты зависит от толщины лент;

- пластобитное (типа Пластобит-40), состоящее из грунтовки, пластифицированной битумной мастики, поливинилхлоридной полимерной нелипкой ленты и слоя обертки типа ПЭКОМ;

- битумное, состоящее из грунтовки, слоя изоляционной мастики на основе битумов, 1-2 слоев стеклоармировки и слоя защитной обертки;

- ленточное холодного нанесения, состоящее из высохшего до отлипа слоя грунтовки, двух слоев полиэтиленовой изоляционной липкой

ленты и двух слоев защитной полимерной липкой обертки. Допускается слой полимерной обертки заменять липкой полимерной лентой слой на слой.

Основным и предпочтительным способом изоляции сварных стыков труб с заводским покрытием должна быть технология с термоусаживающимися муфтами и манжетами.

Для изоляции стыков вручную могут применяться липкие ленты. Работы по изоляции стыков производятся как в стационарных условиях (на трубосварочных базах после сварки труб в секции), так и на трассе - после сварки секций или отдельных труб в плеть механизированным способом.

Ленточные покрытия в трассовых условиях следует наносить с помощью машин типа ИС или МС, а в базовых - с помощью установок типа УИ или ПТЛ.

При механизированном способе работ по очистке и изоляции стыков на трассе необходимо, чтобы трубопровод был приподнят над землей на высоту, обеспечивающую их выполнение.

При ручном способе очистки и изоляции стыков зазор между трубопроводом и поверхностью строительной полосы должен быть не менее 0,5 м.

Материалы, применяемые для изоляции стыков, должны соответствовать проекту. При выборе материалов для изоляции стыков необходимо учитывать максимальную температуру транспортируемого продукта и температуру окружающего воздуха в период строительства.

Перед изоляцией зон сварных стыков труб необходимо провести следующие подготовительные работы:

- выбрать способ нанесения покрытия и ознакомиться с технологией изоляционных работ;

- установить соответствие изоляционных материалов техническим условиям;

- подготовить необходимое оборудование и средства механизации работ, проверив их работоспособность, и изучить инструкции по эксплуатации;

- подготовить укрытия на случай выполнения изоляционных работ в ненастную погоду;

- определить объемы изоляционных работ;

- получить разрешение на изоляцию зон сварных стыков.

Перед резкой или сваркой труб с заводским покрытием изоляцию в этих зонах необходимо удалить (полиэтиленовую - не менее чем на 100 мм, эпоксидную - не менее чем на 50 мм от кромки трубы или места реза).

С этой целью полиэтиленовое покрытие подплавляют газовой горелкой, подрезают и снимают шпателем, а эпоксидное удаляют электрошлифмашинкой с круглой металлической щеткой.

Края полиэтиленовых покрытий толщиной более 1 мм должны иметь плавный переход от металла трубы под углом не более 30°.

Толщина полиэтиленового покрытия на стыке должна составлять не менее 1,5 мм. Нахлест изоляции стыка на заводское покрытие должен быть не менее 7,5 см. Тип покрытия на сварном стыке должен соответствовать типу основного защитного покрытия трубопровода. Изоляцию стыков следует производить после получения заключений о качестве сварки и очистки стыков.

3.2 Изоляция стыков битумными покрытиями

Битумное покрытие наносится на сухую, незапыленную и незагрязненную огрунтованную поверхность трубопровода.

Длительные перерывы (более одной смены) между операциями нанесения грунтовки и изоляционного покрытия не допускаются. При этом температура изолируемой поверхности должна быть не ниже 10°С. При нарушении данных условий производится повторная огрунтовка. С огрунтованной поверхности пыль или влага удаляются сухой чистой ветошью.

Битумное покрытие на сварные стыки производится следующим образом: горячую мастику из лейки наливают на верх трубы и одновременно растирают ее полотенцем внизу. Каждый последующий слой битумного покрытия должен наноситься на вполне застывший предыдущий слой.

Обертывание рулонными материалами (армирующими и защищающими) производится по горячему слою мастики непосредственно вслед за ее нанесением, чем достигается хорошее соединение оберточных (рулонных) материалов с мастикой в покрытии.

Обертывание рулонными материалами сварных стыков по слою мастики производится с нахлестом краев не менее 30 мм, а нахлест концов лент друг на друга должен быть не менее 100 мм.

Обертка должна наноситься без морщин и складок и иметь по всей поверхности стыка полную прилипаемость к покрытию.

Толщина и конструкция покрытия на сварном стыке трубопровода должна соответствовать типу основного защитного покрытия трубопровода.

3.3 Технология изоляции сварных стыков термоусадочными муфтами, манжетами и лентами

3.3.1 Общие положения

Технология изоляции зоны сварных стыков труб термоусадочными муфтами включает следующие основные операции:

- свободное надевание муфты вместе с упаковкой на концы трубы до сварки стыка трубопровода;

- механическую очистку изолируемой поверхности после сварки и контроля стыка (рисунок 3.1);

- снятие упаковки и надвигание муфты на стык с нахлестом на заводское покрытие не менее на 7,5 см;

- центровку и термоусадку муфты с прикаткой ее к изолируемой поверхности;

- контроль качества покрытия в зоне сварного стыка.

В случае применения разъемных муфт (манжет) их установку на сварных стыках производят непосредственно после очистки и подогрева изолируемой поверхности.

После очистки стыковую зону подогревают газовыми подогревателями стыков типа ПТР-1421 или ручными горелками до температуры порядка плюс 120-140°С, но не выше плюс 200°С, в зависимости от типа муфт; температура подогрева регламентируется техническими условиями на муфту и контролируется прибором ТП-1.

На нагретый стык надвигают муфту, предварительно удалив с нее упаковку; центрируют разъемным центратором (конструкции СКБ Газстроймашина) или клиньми, высота которых должна быть не менее половины разности между диаметром муфты и изолируемой трубы.

Усадку муфты начинают с ее середины, нагревая муфту пламенем газовой горелки или разъемными газовыми кольцевыми подогревателями.

Нагрев ведут с двух диаметрально расположенных сторон трубопровода. Длина пламени горелок должна быть 50-60 см.

Пламя горелки должно равномерно подогревать вначале среднюю часть муфты. Для этого горелку нужно держать на расстоянии не ближе 15 см от муфты и, не останавливаясь на одном месте, перемещать ее возвратно-поступательными движениями по периметру муфты до тех пор, пока она не прижмется своей серединой к поверхности сварного шва. На трубах диаметром 1020 мм и более для усадки муфт целесообразно применять одновременно четыре ручные горелки или кольцевой разъемный нагреватель.

После усадки средней части муфты этот процесс следует продолжать от середины к краям. Если на муфте образуются гофры, необходимо прекратить нагрев этих мест, а нагревать ровные соседние участки.

Для ускорения выравнивания поверхности муфт следует применять прикатывающие ролики из фторопласта.

Правильная усадка муфты должна обеспечивать равномерное и плотное обжатие поверхности сварного соединения; из-под нахлеста муфты на заводское покрытие должен выступить клей. Термоусадочные ленты наносятся на предварительно подогретую поверхность стыка последовательной намоткой с одновременной прикаткой.

Конец ленты следует перекрывать на 30 см, располагая его не ниже оси трубы в направлении сверху вниз. Термоусаживающиеся ленты наносят на сварные стыки двух- или трехтрубных секций в условиях трубосварочных баз на механизированной линии изоляции МНП-26 после контроля качества очистки.

Технология базовой изоляции стыков термоусадочными лентами включает следующие операции:

- плеть с накопителя подается на ПАУ-1001В и устанавливается в рабочее положение; кабина с очистным и намоточным устройствами вместе с внутренним газовым подогревателем подается в зону стыка;

- производится очистка зоны поворотного стыка от продуктов коррозии и грязи;

- производится контроль качества очистки стыка;

- осуществляется прогрев зоны стыка с помощью подогревателя до температуры: стальной поверхности - °С 180-220; полиэтиленовой изоляции (заводского покрытия) - °С 140-150.

- производится изоляция зоны стыка последовательным нанесением 2 слоев ленты с одновременной прикаткой ее. Предварительно регулируется прижатие упругих роликов на прикатывающем устройстве и положение тормоза на шпуле таким образом, чтобы смещение ленты не превышало 10 мм;

- закончив работу по изоляции 1-го стыка, устройство перемещается на 2-й стык и все операции повторяются.

Сформированное покрытие должно отвечать следующим требованиям:

- наличие одинаковой ширины нахлеста на заводское покрытие;

- копирование рельефа изолируемой поверхности, отсутствие гофр, протяженных и локальных воздушных включений;

- отсутствие проколов, задиров, других сквозных дефектов;

- не допускается наличие зазора между концами ленты в одном слое; концы ленты должны быть нанесены с нахлестом не менее 10 мм;

- показатель прочности адгезионной связи сформированного покрытия должен составлять к металлу и к заводскому полиэтилену не менее 3,5 кгс/см при плюс 20°С.

После завершения усадки муфты, термоусаживающейся ленты нахлест на заводское покрытие должен быть не менее 75 мм.

Опуск и укладку трубопровода в траншею, а также его засыпку разрешается производить при температуре изоляционного покрытия стыка не выше плюс 60°С

Технология изоляции сварных стыков труб полимерными липкими лентами:

- нанесение изоляционных лент на стыки должно осуществляться в соответствии с требованиями п.2.6 ВСН 008-88;

- при нанесении ленты "сигаретным" способом, когда ширина изолируемой зоны превышает ширину ленты, перекрытия на краях лент должны составлять не менее 75 мм при соблюдении параллельно-поочередного нанесения слоев. Перекрытия на концах лент должны составлять не менее 100 мм.

3.3.2 Изоляция труб лентами ТЕРМА методом спиральной намотки

1. Общие положения

Данная инструкция регламентирует работы по изоляции стальных труб, отводов термоусаживающимися лентами «ТЕРМА-40», «ТЕРМА-60» (они же просто «ТЕРМА»), «ТЕРМА-СТ40», «ТЕРМА-СТ60» (они же просто «ТЕРМА-СТ»), отвечающими требованиям к базовому и трассовому покрытию по ГОСТ Р 51164-98..

2. Для подготовки изолируемой поверхности необходим следующий инструмент:

- шлифмашинка с круглыми металлическими кордщетками;

- пескоструйная установка;

- нож, напильники, наждачная бумага;

- контактный термометр;

- газовые горелки со шлангами, редукторами и баллонами с газом;

- прикатывающие ролики;

- ветошь.

3. Очистка поверхности, подлежащей нанесению изоляции.

С помощью ножа, наждачной бумаги, ветоши удалить с изолируемой поверхности остатки грязи, льда и проч.

Шлифмашинкой с металлическими кордщетками или пескоструйной установкой очистить поверхность трубы от ржавчины до степени очистки 2 по ГОСТ 9.402-80 (шлифмашинку допускается применять для труб диаметром не более 325 мм). После окончания обработки поверхность должна иметь светло-серый цвет, без следов ржавчины, окалины, пыли и жировых пятен. Острые кромки заводской изоляции необходимо сгладить.

Обеспылить и обезжирить изолируемую поверхность чистой ветошью.

4. Нанесение эпоксидного праймера

Нагреть на водяной бане емкости «А» и «Б» с компонентами праймера до температуры 35±5OС (при более высокой температуре время жизни праймера уменьшается) (рисунок 3.3).

Тщательно выдавить из тюбика компонент «Б» в пластиковый контейнер с компонентом «А».

Перемешать шпателем компоненты «А» и «Б» до получения однородной смеси. Некоптящим пламенем горелки произвести нагрев стальной поверхности до температуры 40-60?С. Поверхность должна быть без копоти, что достигается регулировкой горелок.

Готовую смесь выгрузить из емкости на участок стальной трубы и, поролоновыми роликами, нанести смесь ровным слоем толщиной 100-200 мкм. на стальную поверхность. Выгрузка смеси на трубу должна быть произведена не позднее чем через 5 минут после ее приготовления.

Мягким пламенем газовой горелки произвести нагрев праймера на трубе до его полного отверждения при температуре 110±5?С, не допуская его перегрева и обильного газовыделения. Проверка степени отверждения праймера производится на отлип (праймер не должен липнуть и пачкаться).

5. Намотка термоусаживающейся ленты

Нагреть поверхность трубы пропановой горелкой (двумя) до температуры:

- для «ТЕРМА-40», «ТЕРМА-СТ40» - 110-120 °С;

- для «ТЕРМА-60», «ТЕРМА-СТ60» - 120-130 °С.

Продолжительность нагрева должна быть выбрана в зависимости от температуры воздуха и силы ветра таким образом, что при последующем наложении ленты температура металла трубы была не ниже температуры нанесения. По мере нагрева контролировать температуру на поверхности металла с помощью контактного термометра. Угол намотки ленты и правильность выбранной длины полосы уточняется путем предварительной (примерной) намотки ее на холодную поверхность изолируемого участка. Нахлест витков должен быть выбран из рекомендации завода изготовителя.

У приготовленного рулона на расстоянии 100-150 мм от конца, разогреть клеевую основу до размягчения адгезива, не допуская усадки полиэтиленового слоя. Установить нагретый конец ленты на уровне одного-двух часов на трубе по ранее установленным разметкам под углом намотки, обеспечивающим необходимый нахлест.

Приложить и прижать нагретый конец ленты к горячей трубе.

Операцию усадки следует производить с начала намотки ленты, двигаясь по спирали, предварительно прогревая внутренний (адгезионный) слой ленты, усаживая каждый виток, выдавливая воздух из-под ленты.

Закончить усадку необходимо широкими движениями горелки (горелок) вдоль всей поверхности изолируемого участка и пока труба и лента не остыли, оставшийся после усадки воздух необходимо удалить, разглаживая покрытие руками в защитных рукавицах или прикатывающими роликами.

6. Контроль качества покрытия. Контроль качества покрытия в зоне изолируемого отвода произвести в соответствии с ГОСТ Р 51164-98 по показателям:

- визуальный осмотр;

- сплошность, покрытия искровым дефектоскопом.

7. Окончание работ

Опускание трубы в траншею или засыпку грунтом производить после полного остывания покрытия и трубы.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Результирующее изоляционное покрытие будет являться трёхслойным, отвечающим требованиям к трассовому покрытию по ГОСТ Р51164-98. Для получения двухслойного изоляционного покрытия, также отвечающего требованиям к трассовому покрытию по ГОСТ Р51164-98 - просто опустите пункт №4 настоящей инструкции.

Для удобства, все операции по нанесению эпоксидного праймера, намотке и усадке ленты рекомендуется производить участками по 1-1,5 метра.

3.3.3 Изоляция сварных стыков лентой ТЕРМА-СТ

Общие положения

Данная инструкция регламентирует работы по изоляции сварных стыков стальных труб, имеющих заводскую базовую полимерную изоляцию. Результирующее покрытие сварного стыка является двухслойным и отвечает требованиям ГОСТ-Р 51164-98, ГОСТ 9.602-2005.

Полимерное покрытие «ТЕРМА-СТ» представляет собой термоусаживающуюся ленту, которая предназначена для антикоррозионной защиты cвapных стыков труб.

Термоусаживающаяся лента имеет два слоя: слой радиационно-сшитого полиэтилена и слой термопластичного адгезива. Поставка ленты осуществляется рулонами или в виде отрезков на один стык. В комплекте с лентой поставляется замковая лента «ТЕРМА-ЛКА», которая предназначена для склеивания ленты в месте нахлеста.[24]

Оборудование для нанесения покрытия

Нанесение покрытия «ТЕРМА-СТ» должны выполнять обученные рабочие. Для подготовки поверхности на которое будет наноситься покрытие требуется следующее оборудование: газовая горелка - 1 шт.; баллон пропана с редуктором - 1 шт; соединительный газовый шланг 10 м - 1 шт.; контактный термометр с диапазоном измерения от 0 до 150°С; прикатывающие ролики; термостойкие перчатки, рукавицы; защитные шлемы; очки; шлифмашинка, напильник, наждачная бумага.

Технология подготовки поверхности для нанесения покрытия

Предварительная механическая обработка стальной поверхности трубы

Со стальной поверхности трубы необходимо удалить заусенцы, острые кромки грата. используя шлифмашинку, напильник или наждачную бумагу.

Сушка изолируемой поверхности

Используя газовую горелку, необходимо осуществить нагрев изолируемой поверхности до температуры 40°С (рисунок 3.10). Проверка температуры поверхности производится контактным термометром или пирометром. Нагретая поверхность должна быть без копоти, что достигается регулированием пламени горелки.

Окончательная механическая обработка и очистка стальной поверхности трубы. Используя пескоструйную установку или наждачную бумагу, необходимо обработать стальную поверхность трубы до степени очистки 2 по ГОСТ 9.402-80. После окончания обработки труба должна иметь светло-серый цвет, без следов ржавчины и окалины.

Поверхность трубы не должна быть жирной (при наличии на трубе масляных пятен, их необходимо убрать ветошью смоченной в yaйт-cпиpитe или др. растворителе) и пыльной (пыль необходимо убрать сухой чистой ветошью).

Обработка заводского покрытия

Для обеспечения качественной усадки полимерного покрытия необходимо сгладить острые кромки заводской изоляции. Рекомендуется скашивать кромки шлифмашинкой или напильником под углом не менее 30° к оси трубы. Заводскую изоляцию необходимо обработать пескоструйной установкой или наждачной бумагой на расстоянии 100 мм от кромки с обеих сторон от сварного шва. Необходимо протереть чистой, сухой ветошью всю обработанную область трубы.

Нагрев поверхности подлежащей изоляции

Нагрев производить до температуры 110±5°С как стальной поверхности, так и заводского полиэтиленового покрытия на расстоянии 75-100 мм от стыка (допускается местный перегрев поверхности до 120 °С). Поверхность должна быть без копоти, что достигается регулировкой горелок.

Монтаж термоусаживающейся ленты «ТЕРМА-СТ»

Подготовка ленты «ТЕРМА-СТ»

По ширине ленты необходимо обрезать 2 угла с размерами 50 мм по ширине и 15 мм по длине ленты. Если лента поставляется в рулоне необходимо отрезать требуемый размер в соответствии с рекомендациями.

Установка ленты «ТЕРМА-СТ» на трубу

Необходимо обернуть ленту вокруг трубы полиэтиленовым покрытием наверх с небольшим провисом снизу. Нахлест ленты должен быть не менее 100 мм и располагаться сбоку трубы, сторона ленты с обрезанными углами располагается внизу нахлеста, ширина ленты должна перекрывать заводское покрытие с обеих сторон от сварного шва не менее чем на 75 мм.

Прогреть пламенем горелки внутренний слой ленты в месте нахлеста (не допускать усадки полиэтилена) и прижать ленту, используя ролик или термостойкие перчатки (рисунок 3.12).

Установка замковой пластины «ТЕРМА-ЛКА»

Замковая пластина «ТЕРМА-ЛКА» устанавливается на нахлест термоусаживающейся ленты полиэтиленовым слоем наверх, а середина нахлеста должна проходить посередине замковой пластины.

Перед установкой прогревается адгезионный слой пластины до визуального расплавления адгезива. Затем замковая пластина располагается на нахлесте и производится ее нагрев желтым пламенем горелки до выступления контуров нахлеста и вытекания клея термоусаживающейся ленты. Далее необходимо произвести прикатку замковой пластины роликом или термостойкой перчаткой, в случае необходимости удалить из-под неё воздушные пузыри.

Термоусадка полученной манжеты.

Термоусадку по манжеты необходимо начинать сразу после установки замковой ленты «ТЕРМА-ЛКА». Термоусадку производят газовой горелкой.

Пламя горелки должно быть желтым и направлено противоположно направлению ветра. Усадку ленты производить от сварного шва в одну сторону, затем от сварного шва в другую сторону. При этом провис ленты усаживается и лента плотно охватывает трубу по всей поверхности. Усадку ленты осуществляют движением горелок по диаметру трубы без нагрева замковой ленты. Пузыри и гофры усаживаемой ленты должны разглаживаться роликом или термостойкими перчатками.

Требования к изоляции стыка.

Термоусаживающаяся лента должна плотно охватывать изолируемую поверхность металла и заводского покрытия трубы и иметь поверхность без пузырей, гофр, складок, а также без следов прожига полиэтилена;

Через изоляцию должен проступать профиль сварного стыка трубы;

С обеих сторон от стыка, на заводском покрытии выступает адгезив. Адгезив должен выступать на несколько миллиметров по всему диаметру трубы; Лента должна перекрывать заводское покрытие не менее, чем на 50 мм с обеих сторон от стыка.

коррозия изоляционный труба заводской

Глава 4. ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗОЛИРОВАННЫХ ТРУБ

4.1 Транспортировка и хранение изоляционных материалов

Рулоны изоляционных лент и оберток следует транспортировать и хранить в заводской упаковке в вертикальном положении не более чем в 3 ряда (при хранении в паллетах - не более 2 паллетов по высоте) в помещениях, обеспечивающих защиту от солнца и от атмосферных осадков.

Ленту, обертку и грунтовки (праймер) в трассовых условиях необходимо транспортировать на специально оборудованном транспорте, обеспечивающем целостность и сохранность качества и количества материалов.

Затаренные в бочках и бидонах грунтовку, растворитель, лакокрасочные материалы необходимо хранить отдельно от изоляционных лент и оберток в закрытых помещениях или под навесом при соблюдении таких же правил противопожарной безопасности, как для горюче-смазочных материалов. Затаренные бочки следует складировать в вертикальном положении (пробкой вверх) не более чем в два ряда на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов.

Бочки с грунтовкой, растворителем и лакокрасочными материалами как заполненные, так и порожние, во время хранения и транспортировки должны быть герметически закрыты.

Растаривание рулонов изоляционных лент и оберток, а также вскрытие бочек необходимо производить только при подготовке их к использованию, т.е. на месте производства изоляционных работ.

Хранение битумных мастик заводского изготовления производят в соответствии с требованиями ГОСТ 15836-79 "Мастика битумно-резиновая изоляционная. Технические условия".

Мастика должна храниться раздельно по маркам в помещениях или под навесом в условиях, исключающих ее нагревание или увлажнение.

Складировать мастику следует на специальных настилах в штабеле высотой не более 2 м. Объем запаса битумной мастики не должен превышать 200 т.

При хранении битумную мастику необходимо защищать от засорения землей и другими посторонними включениями, от воздействия атмосферных осадков и солнечной радиации.

При погрузке, разгрузке и перевозке мастики должны быть приняты меры предосторожности, обеспечивающие сохранность мастики и тары.

Перевозка мастики производится в затаренном виде; при этом она должна быть защищена от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков.[20]

Мастика, изготавливаемая в непосредственной близости от объектов строительства, может доставляться к месту производства изоляционных работ в разогретом виде - в автогудронаторах.

Армирующий рулонный материал ( стеклохолст) хранят в закрытом сухом и чистом помещении. Рулоны стеклохолста должны быть уложены вертикально не более чем в 4 яруса (ряда).

В случае увлажнения стеклохолста перед нанесением его следует высушить выдержкой в сушильной камере или в сухом помещении при температуре не ниже плюс 20°С.

Хранить и перевозить изоляционные материалы следует в условиях, исключающих их порчу, увлажнение и загрязнение в упаковочном виде.

Растаривать материалы можно только на месте производства работ.

Срок хранения всех изоляционных материалов и условия их хранения устанавливаются техническими условиями на эти материалы.

4.2 Транспортировка и хранение изолированных труб

Складирование изолированных труб должно осуществляться в соответствии с требованиями "Инструкции по технологии и организации перевозки, погрузки, разгрузки и складирования труб больших диаметров при строительстве нефтегазопроводов".

Раскладку труб необходимо производить на предварительно спланированную поверхность в полосе строительства, исключающую возможность повреждения изоляционного покрытия.

Не допускается укладывать в один штабель трубы различных диаметров и толщин стенок, а также изолированные трубы вместе с неизолированными.

При производстве погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, а также при складировании труб с заводской изоляцией следует соблюдать ряд дополнительных требований, обусловленных свойствами изоляционных покрытий и направленных на обеспечение высокого качества строительства.

Погрузку, разгрузку и складирование изолированных труб следует производить таким образом, чтобы избегать их соударения, волочения по земле и по нижележащим трубам.

При перевозке изолированных труб автотранспортом (трубовозами, плетевозами) следует крепить их стопорными тросами с обоих торцов во избежание продольных перемещений. Необходимо также тщательно закреплять трубы на кониках с помощью увязочных поясов, снабженных эластичными прокладками.

При подаче захватов в вагон запрещается сбрасывать их на трубы.

Погрузка и разгрузка труб, а также их складирование должны осуществляться с помощью стреловых, гусеничных кранов или трубоукладчиков, оснащенных торцевыми (ЗT-1221, ЗИ-1421, ЗT-1422), автоматическими (ЗTA-101, ЗTA-102, ЗTA-31) захватами.

При работе с трубными секциями используют мягкие полотенца типа ПМ и клещевые захваты типа КЗ и ЗТА.

Поверхности захватов, контактирующие с изолированной трубой, должны быть оборудованы вкладышами или накладками из эластичного материала (например, капролона). При выгрузке труб из вагонов и при складировании их применяют траверсы с торцевыми захватами, позволяющие расширить диапазон использования кранов и трубоукладчиков с обычными (не удлиненными) стрелами и обеспечивающие перемещения труб в строго горизонтальной плоскости; при этом исключаются волочение концов труб по земле и удары о соседние трубы.

Трубоукладчики, предназначенные для работы с изолированными трубами, должны иметь стрелы, облицованные эластичными накладками. Их изготавливают из утильных автопокрышек, которые разрезают шлифмашинкой с корундовым диском, и крепят к стрелам с помощью съемных планок и хомутов в местах возможного контакта с трубами (от основания стрелы до ее середины).

Способ крепления эластичных прокладок не должен вносить изменения в заводскую конструкцию стрелы (т.е. не допускается приварка к ней различных крепежных деталей, высверливание отверстий и т.д.); крепление должно быть прочным и надежным и в то же время позволять производить быстрый демонтаж или замену их на новые.

4.3 Транспортировка, хранение труб со стеклоэмалевым покрытием

Трубы со стеклоэмалевым покрытием промыслового сортамента при транспортировке и хранении должны быть в пакетах.

В пакетах трубы хранятся в 4 яруса на спланированных площадках.

При хранении труб в пакетах высота штабеля не должна превышать 3,5 м.

Перевозка труб должна производиться с соблюдением правил, исключающих повреждение стеклоэмалевого покрытия.

Для производства погрузочно-разгрузочных и монтажных работ необходимо применять траверсы и захваты, исключающие повреждение покрытия.

4.4 Транспортировка, разгрузка, складирование и хранение изолированных мастичными покрытиями трубных секций

Изолированные трубные секции пакетируют и укладывают на спланированные площадки. Пакет трубных секций формируют из расчета грузоподъемности транспортных и захватных средств.

Разгрузку секций производят автокраном с помощью траверс типа TPB-182, оборудованных мягкими полотенцами ПМ-523.

Для удобства такелажных работ с пакетом изолированных секций складирование производят на 2 мягкие опоры средней частью пакета, а неизолированные концы секций - на инвентарные подкладки, имеющие ограничительные клинья, которые предохраняют пакет секций от раскатывания. Между пакетами трубных секций - должны быть оставлены проходы шириной не менее 0,5 м.[2]

Глава 5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОТИВОКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ

5.1 Требования к изоляционным покрытиям

Изоляционные покрытия должны обладать следующими свойствами:

1) водонепроницаемостью, исключающей возможность насыщения пор покрытия почвенной влагой и тем самым препятствующей контакту электролита с поверхностью защищаемой стали;

2) хорошей адгезией (прилипаемостью) покрытия к изолируемой стальной поверхности, что предотвращает отслаивание изоляции при местном разрушении ее сплошности, а также исключает проникновение электролита под покрытие;

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

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

5) 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;

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

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

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

9) отсутствием коррозионного и химического воздействия на защищаемый объект;

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

11) не дефицитностью (широкое применение находят только те материалы, которые имеются в достаточном количестве);

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

Всем этим требованиям не отвечает ни один естественный или искусственный материал, поэтому для изоляции подбирают материалы, отвечающие ряду требований, наиболее характерных для рассматриваемых условий сооружения и эксплуатации объекта. Для изоляции металлических сооружений широко применяют битумные и каменноугольные мастики (пеки), полимерные и оберточные материалы, лаки, краски, эмали.

5.2 Заводские испытания защитных покрытий трубопроводов

Проведение аттестационных, приемо-сдаточных и периодических испытаний наружных и внутренних защитных покрытий трубопроводов - отдельная и очень важная тема. Только по полученным результатам испытаний можно оценить реальное качество покрытий, определить их защитные и эксплуатационные характеристики, установить соответствие покрытий предъявляемым техническим требованиям. По результатам испытаний уточняются возможные области применения и максимально допустимая температура эксплуатации каждого конкретного покрытия.

Согласно существующей практике до начала своего применения все предлагаемые на трубопроводный рынок изоляционные материалы и защитные покрытия должны пройти обязательные аттестационные испытания на соответствие предъявляемым техническим требованиям (национальным стандартам, отраслевым нормам, техническим условиям поставщиков материалов и трубоизоляционных предприятий). При этом важно отметить, что конечные свойства защитного покрытия зависят не только от изоляционных материалов, но и во многом определяются технологией и оборудованием, используемым для нанесения покрытия

С началом производства каждое предприятие, в соответствие с техническими условиями на трубы с покрытием, должно контролировать качество используемых изоляционных материалов, осуществлять сквозной технологический контроль, проводить приемо-сдаточные и периодические испытания защитных покрытий.

Приемо-сдаточные испытания должны проводиться на каждой партии изолированных труб и включать оценку качества покрытия по показателям свойств: внешний вид, толщина, диэлектрическая сплошность, адгезия покрытия к стали, прочность покрытия при ударе. Периодические испытания должны проводиться в начале освоения процесса заводской изоляции труб, при изменении марок используемых изоляционных материалов, при изменении технологических параметров нанесения покрытия (например, после модернизации линии), по требованию Потребителя, но не реже одного раза в год. При периодических испытаниях заводских покрытий труб определяются: прочность покрытия при ударе (в диапазоне температур), исходная адгезия к стали (в диапазоне температур), изменение адгезии к стали после длительной выдержки образцов в воде, стойкость к катодному отслаиванию, переходное сопротивление, стойкость покрытия к продавливанию, к термоциклированию. На отслоенном покрытии дополнительно определяются: грибостойкость покрытия, стойкость к растрескиванию, к УФ-радиации, к термостарению, прочность при разрыве и относительное удлинения при разрыве (в диапазоне температур). Таким образом, полная оценка качества заводского полиэтиленового покрытия труб осуществляется по 16 показателям свойств, а продолжительность испытаний составляет 100 суток.

Для проведения работ по периодическим и аттестационным испытаниям изоляционных материалов и защитных покрытий лаборатории Центра были полностью переоснащены. В настоящее время для испытаний используется самое современное, преимущественно импортное оборудование, с помощью которого можно проводить комплексные испытания различных типов защитных покрытий на соответствие требованиям отраслевых норм, российских и зарубежных стандартов. Центр аккредитован в системе добровольной сертификации «Транссерт» (аттестат компетентности №ТС.RU 23ПР03.01), в системе аккредитации аналитических лабораторий (центров) Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии (аттестат аккредитации № РОСС RU 0001.517056).

5.3 Нормативная документация на покрытия труб

До недавнего времени требования к наружным защитным покрытиям магистральных и промысловых трубопроводов устанавливались преимущественно российским стандартом ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии». Именно этим стандартом руководствовались проектные институты, а также заводы-изготовители и строительные организации, осуществляющие работы по заводской изоляции труб и противокоррозионной защите трубопроводов в трассовых условиях. В стандарте приведен перечень конструкций защитных покрытий заводского и трассового нанесения на основе битумных, ленточных и полимерных материалов (всего - 22 конструкции покрытий), рекомендуемых для наружной противокоррозионной защиты магистральных и промысловых трубопроводов. Стандарт определяет и основные технические требования к наружным покрытиям трубопроводов по таким показателям свойств, как толщина, диэлектрическая сплошность, прочность при ударе, переходное сопротивление, адгезия покрытия к стали, стойкость к катодному отслаиванию и т.д. Наличие в стандарте большого количества разнообразных защитных покрытий, некоторые из которых утратили свою актуальность и практически не применяются для изоляции труб, при одновременном отсутствии требований, предъявляемых к современным защитным покрытиям трубопроводов заводского нанесения (трехслойному полиэтиленовому, полипропиленовому, двухслойному эпоксидному), привели к необходимости разработки новых требований к покрытиям.

В 2003 году по заданию ОАО «АК «Транснефть» ВНИИСТом был разработан комплект общих технических требований к заводским полиэтиленовым[14], заводским полипропиленовым[15] и заводским эпоксидным[16] покрытиям труб для строительства магистральных нефтепроводов. Помимо этого были разработаны требования к защитным покрытиям фасонных деталей и задвижек [17] и требования к покрытиям сварных стыков трубопроводов на основе термоусаживающихся полимерных лент [18].

ОАО «Газпром» разработана и введена в действие собственная нормативная документация, устанавливающая технические требования к заводским покрытиям труб: полиэтиленовому (СТО Газпром 2-2.3-130-2007), полипропиленовому (СТО Газпром 2-2.2-178-2007), внутреннему «гладкостному» (СТО Газпром 2-2.2-180-2007), а также к наружным покрытиям на основе термореактивных материалов, предназначенным для антикоррозионной защиты труб, соединительных деталей и запорной арматуры трубопроводов (2005 г.).

В 2006 году на основе требований ОАО АК «Транснефть», предъявляемым к заводским покрытиям труб, Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны» ОАО РосНИТИ был разработан и введен в действие российский стандарт ГОСТ Р 52568 «Трубы стальные с защитными наружными покрытиями для магистральных газонефтепроводов». Стандарт устанавливает требования к полиэтиленовому, полипропиленовому и эпоксидному покрытиям труб для трубопроводов диаметром от 114 до 1420 мм. К сожалению, данный стандарт, особенно в разделе «Классификация покрытий», имеет целый ряд неточностей и несоответствий. Так заводское полипропиленовое покрытие труб (конструкция №6 табл.1) рекомендуется для применения в качестве морозостойкого покрытия труб для строительства трубопроводов в районах Крайнего Севера. Не определена конкретная область применения для двухслойных полиэтиленовых покрытий труб (конструкция №4, табл.1). Их рекомендуется применять для противокоррозионной защиты трубопроводов «не ответственного назначения». Стандартом не определены требования к перспективным двухслойным эпоксидным покрытиям труб. Ошибочно установлена температура эксплуатации для заводского полиэтиленового покрытия труб (до минус 50-60оС), хотя известно, что температура эксплуатации покрытия на действующем трубопроводе соответствует температуре транспортируемого продукта и никак не может достигать таких экстремальных значений. Такие температуры могут быть только при хранении изолированных труб.[23]