Защитные покрытия газопроводов

Для предупреждения коррозионных повреждений подземных стальных газопроводов используют два вида защиты: пассивную м активную. Первая осуществляется покрытиями, которые не позволяют электролиту грунта и газам проникнуть к стенке трубы. В грунтах низкой коррозионной агрессивности она позволяет избежать коррозионных повреждений. В более агрессивных грунтах, а также при наличии блуждающих токов дополнительно применяют активную электрохимическую защиту.

Типы защитных покрытий

Защита подземных стальных газопроводов от коррозии обеспечивается нанесением изоляционных покрытий следующих типов (рис.1):

• битумные и битумно-полимерные мастики;

• полиэтиленовые липкие ленты;

• полимерно-битумные ленты;

• термоусаживающиеся полиэтиленовые ленты;

• экструдированный полиэтилен.

Рис.1 Типы изоляционных покрытий

Большинство находящихся в эксплуатации стальных подземных газопроводов покрыто битумно-мастичным покрытием. Остальные типы начали приходить ему на смену с 1980-х годов. А до битума применяли каменноугольный пек — горючее токсичное вещество, получаемое при перегонке каменноугольной смолы.

Свойства изоляционных покрытий

Основные требования к защитным покрытиям устанавливает ГОСТ 9.602-2016 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии».

Защитные покрытия подземных газопроводов характеризуются:

• толщиной;

• влагопроницаемостью и водопоглощением;

• адгезией к стальной поверхности;

• переходным электрическим сопротивлением;

• стойкостью к отслаиванию под действием катодного тока;

• диэлектрической сплошностью;

• ударной прочностью.

Рис.2 Толщиномер МТ

Для каждого типа изоляции нормативными документами устанавливается минимальная толщина, при которой обеспечиваются защитные свойства покрытия, а также механическая прочность при транспортировке, строительстве, подвижках грунта. Она измеряется толщиномерами (рис.2) в миллиметрах.

Влагопроницаемость характеризует способность изоляционных материалов пропускать сквозь себя воду из-за мельчайших пор на поверхности.

Водопоглощение — способность изоляции впитывать влагу, снижая при этом свои диэлектрические свойства.

Адгезия — сцепление двух разнородных объектов, возникающее в результате взаимодействия их поверхностных слоев. При изоляции подземных газопроводов нормируется адгезия между покрытием и сталью, а также адгезия между слоями покрытия при навивании внахлест. Также важно обеспечении адгезии между новым покрытием и уже имеющейся на трубе изоляцией (при ремонте повреждений покрытия или изоляции врезок). Адгезия измеряется силой (или работой), необходимой для отрыва покрытия, отнесенной к единице площади контакта поверхностей, единицы измерения — МПа, кгс/см².

Переходное электрическое сопротивление — это сопротивление единицы площади покрытия в цепи труба — покрытие — электрод. Единица измерения — Ом∙м². Снижение переходного электрического сопротивления свидетельствует о происшедших в материале или конструкции покрытия изменениях, таких как начало образования трещин, увеличение пористости, появление микродефектов, предшествующих выходу покрытия из строя.

Устойчивость к действию катодного тока характеризует свойство покрытия противостоять отслаиванию вследствие действия электрохимической защиты трубопроводов.

Рис.3 Искровой дефектоскоп

Сплошность покрытия определяется отсутствием в нем сквозных микро- или макродефектов. Его контролируют, помещая покрытие между разноименными полюсами источника постоянного напряжения, которое определяется из следующих условий: если в покрытии имеются микродефекты, то напряжение должно быть достаточным для пробоя слоя воздуха толщиной, равной толщине покрытия. В этом случае через микродефект происходит замыкание электрической цепи. Испытание проводится искровыми дефектоскопами (рис.3).

Ударная прочность изоляционного покрытия трубопровода характеризует его стойкость к внешним механическим ударам. Она характеризуется минимальной энергией удара, приводящую к потере сплошности покрытия.

Битумно-мастичные покрытия

На протяжении многих десятилетий покрытие на основе битумной мастики являлось основным типом изоляции подземных стальных газопроводов. Битум — древнейший строительный и отделочный материал. Еще в древней Месопотамии его применяли для изоляции достаточно редкого в тех краях дерева. Сегодня битумы используют для устройства гидроизоляции при строительстве дорог, зданий и сооружений, в производстве асфальта (рис.4), при изготовлении кровельных материалов.

Рис.4 Асфальтирование дороги

К преимуществам битумно-мастичных покрытий относится дешевизна, большой опыт применения, простая технология нанесения в заводских (базовых) и трассовых условиях.

Конструкция битумно-мастичного покрытия состоит из слоя битумной грунтовки (раствор битума в бензине либо ином нетоксичном нефтяном растворителе — праймер), двух или трех слоев битумной мастики, между которыми находится армирующий материал, и наружного слоя из защитной обертки. Праймер (рис.5) улучшает адгезию покрытия к стальной трубе.

Рис.5 Битумный праймер

В качестве защитной обертки ранее использовались оберточные материалы на битумно-каучуковой основе или крафт-бумага. В настоящее время наружный слой выполняют из защитной полимерной обертки. Общая толщина битумно-мастичного покрытия весьма усиленного типа составляет 7,5 мм для труб наружным диаметром до 159 мм включительно, свыше 159 мм — 9 мм. Структура защитных покрытий весьма усиленного типа на основе битумных мастик представлена в таблице 1.

Таблица 1

Армирующие материалы — стеклохолсты ВВ-К, ВВ-Г, нетканое полимерное полотно, стеклосетка Э(с)4-40, рулонные материалы типа «Бризол». К основным недостаткам битумно-мастичных покрытий относятся узкий температурный диапазон применения (от минус 10 °С до плюс 40 °С), недостаточно высокие ударная прочность и стойкость к продавливанию, низкая биостойкость покрытий.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь