Изоляционные покрытия для защиты от коррозии подземных металлических трубопроводов должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокими диэлектрическими свойствами; иметь хорошую адгезию к металлу трубы; обладать низкой влагопроницаемостью и малым влагопоглощением; противостоять проникновению хлоридов, сульфатов и других ионов, которые ускоряют процесс коррозии стали; обладать высокой механической прочностью, биологической и химической стойкостью во времени; не менять своих свойств при значительных отрицательных температурах в зимнее время и высоких температурах в летний период; материалы, входящие в состав покрытий, должны быть недефицитными, а само покрытие - недорогим и долговечным.

В зависимости от защитной способности покрытий в конкретных условиях эксплуатации различают типы - нормальный, усиленный, весьма усиленный. В зависимости от используемых материалов различают виды покрытий - мастичные (битумные, каменноугольные), полимерные (экструдированные из расплава, сплавляемые на трубах из порошков, накатываемые на трубы из липких изоляционных лент).

Битумные покрытия

Для изоляции трубопроводов применяют нефтяные битумы различных марок (табл. 4).

 Таблица 4

Примечание. Для указанных марок битума растворимость в хлороформе или бензоле составляет не менее 99 %, а водопоглощение за 24 ч - не более 0,2 %

Мастики изоляционные битумные представляют собой смесь битума с наполнителями и пластификаторами. Для приготовления битумных мастик обычно применяют битум БНИ-IV-3 или БH-IV.

Для улучшения физико-механических свойств изоляционных мастик к битумам добавляют пластификаторы, а также минеральные и органические наполнители в виде порошка. К минеральным наполнителям относятся: каолин, известняк, доломит, гранитная пыль, молотый асбест и слюда. В качестве органического наполнителя обычно используют дробленую резину. Введение наполнителей в определенных количествах придает мастике большую прочность и вязкость при сохранении достаточной эластичности, делает покрытие менее чувствительным к повышенным температурам и увеличивает сопротивляемость механическим воздействиям.

Основное предназначение пластификаторов - повышение пластичности изоляционных мастик для нанесения их при температуре до -25 °С и ниже. В качестве пластификаторов применяют нефтяные масла - зеленое и осевое (смазочный мазут), веретенное и трансформаторное в незначительном количестве (3-10 %), а также полимерные вещества - низкомолекулярный полиизобутилен П-6, П-8, П-20 или раствор высокомолекулярного полиизобутилена П-200 в зеленом масле, полидиен и др. Из нефтяных масел более эффективными пластификаторами являются осевое (оказывает меньшее влияние на температуру размягчения мастики) и зеленое масла. Лучшими пластификаторами являются полиизобутилен, натуральный каучук, применяемые в виде растворов в количестве 0,1- 1 % от массы битума.  

Битумно-резиновые мастики представляют собой смесь 80-93 % битума, 5-10 % резиновой крошки и 3-10 % пластификатора.

Для противокоррозионных покрытии трубопроводов применяют главным образом битумно-резиновые мастики заводского изготовления: мастику МБР-90 для работ в летнее время, мастики МБР-100 и МБР-120 для южных районов и условий постоянного теплового воздействия при температуре до 50 °С, а также мастики МБР-80, МБР-75 и МБР-65, используемые для работ в зимнее время (табл. 5).

 Таблица 5

Битумно-полимерные мастики

Наибольшее распространение получили мастики следующих типов: битумно-полидиеновая (битудиен), битумно-полиэтиленовая (битулен), битумно-полидиено-полипропиленовая (БПП) (табл. 7.6).

 Таблица 6

В качестве усиливающих оберток в битумном изоляционном покрытии газопроводов, а также защитных оберток в полимерном покрытии широкое применение нашел рулонный материал - бризол. Бризол представляет собой рулонный материал, изготовленный методом вольцевания и последующего каландеирования смеси, состоящей из нефтяного битума, дробленой резины (из амортизированных автопокрышек), асбеста и пластификатора.

В зависимости oт физико-механических свойств различают бризол Бр-С и Бр-П:

Размеры полотна бризола: ширина 425 мм, толщина 1,5 мм. Бризол поставляют в рулонах длиной 50 м.

Часто в качестве защитной обертки применяют стеклохолст - стекловолокнистый рулонный материал ВВ-Г (длина рулона 100 м, ширина 400 мм), который обладает хорошими диэлектрическими и механическими свойствами, малой гигроскопичностью и высокой химической стойкостью.
   

Конструкция используемых битумных покрытий приведена в табл. 7.7.

Таблица 7

Битумно-резиновые мастики следует применять для изоляции газопроводов диаметром не более 820 мм при температуре транспортируемого газа не выше 40 °С. На магистральных трубопроводах диаметром не более 1020 мм при температуре воздуха в период строительства не выше 25 °С допускается применять защитное покрытие на основе битумных мастик с использованием двух армирующих слоев стеклохолста и наружной обертки, нанесенное в базовых условиях.

Защиту изоляционных покрытий нормального и усиленного типов от механических повреждений обеспечивают полимерными липкими лентами толщиной не менее 0,5 мм (обертки ОЛ), стеклорубероидом (обертки ОП), гидроизолом, толем, антисептированным рубероидом (обертки ОК).

Различные виды наружных оберток при нормальном и усиленном битумном покрытии на магистральных трубопроводах применяют в зависимости от условий прокладки трубопровода: ОП, ОК, ОЛ - в песках и супесях, ОП, ОЛ - в глинах, суглинках, лессовых грунтах, ОП - в галечииках, каменистых и щебеночных грунтах, болотах, 2 слоя ОП - в скалистых грунтах, 2 слоя ОП с футеровкой - на переходах подводных и под автомобильными и железными дорогами.

Для трубопроводов, прокладываемых в скальных породах, при необходимости допускается футеровка поверхности труб материалом из дерева. В конструкции весьма усиленных битумно-полимерных, битумно-резиновых и битумно-минеральных защитных покрытий в качестве материалов для наружной обертки следует применять бумагу мешочную по ГОСТ 2228-81, оберточную бумагу марки "А" по ГОСТ 8273-75, бризол, бикарул, пленку типа ПДБ. Толщина наружной обертки входит в общую толщину покрытия, которая в этом случае доходит до 7,5 мм.

При нанесении любого из перечисленных покрытий необходимо соблюдать следующие условия: отсутствие отслаивания изоляции при отрыве; отсутствие пробоя при напряжении на щупе дефектоскопа не менее 5 кВ на 1 мм .толщины изоляции; переходное сопротивление изоляции нормальной не ниже Ом·м и усиленной не ниже  Ом·м.

Для защиты подземных трубопроводов от коррозии часто используют полимерные покрытия из полиэтиленовых или поливинилхлоридных изоляционных липких лент, экструдированного или напыленного полиэтилена, эпоксидной порошковой краски. В зависимости от условий нанесения полимерные покрытия делят на заводские, базовые или трассовые (табл. 7.8).

 Таблица 8

 Изоляционные покрытия заводского нанесения на основе порошковых полимеров могут применяться на трубопроводах любого диаметра при температуре транспортируемого газа не выше 60 °С для полиэтиленового покрытия и 70 °С для эпоксидных. Защитные покрытия на основе полимерных липких лент, наносимых в трассовых условиях, допускается применять на трубопроводах диаметром не более 1420 мм при температуре транспортируемого газа не выше 40 °С для полиэтиленовых лент и 35 °С для поливинилхлоридных.

Полимерные липкие ленты должны удовлетворять требованиям ГОСТ 25812-83 (и этот же ГОСТ в архиве, скачать>>>) (табл. 9).

Таблица 9

При изготовлении лент слой клея на пластике должен быть сплошным. Рулоны ленты не должны иметь оплавлений на торцах, витки ленты должны четко обнаруживаться при развертывании полотна. Изготовленную ленту наматывают на картонный сердечник с внутренним диаметром 75±5 мм.

Липкую ленту транспортируют любым видом транспорта, предохраняя ее от механических повреждений и воздействия атмосферных осадков. Рулоны поливинилхлоридной липкой ленты хранят вертикально в закрытом помещении при температуре не выше 30 °С на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов.

При сооружении магистральных газопроводов используют трубы диаметром 1020 и 1220 мм с заводским эпоксидным покрытием П-ЭП-534.

Порошковая эпоксидная краска П-ЭП-534, выпускаемая по ТУ 6-10-1840-83, представляет собой порошкообразную смесь эпоксидной смолы, модифицирующих добавок, пигментов и отвердителя. В процессе нанесения и последующего высокотемпературного отвердения порошковой краски на поверхности трубы формируется твердое с весьма высокой прочностью и адгезией изоляционное покрытие. Трубы с таким покрытием можно эксплуатировать в сухих и маловлажных грунтах при температуре до +60 С.

Основные свойства заводского эпоксидного покрытия П-ЭП-534 (по ТУ-14-3-1226-83)

Срок защитного действия (по данным прогнозных испытаний) эпоксидного покрытия ПЭП-534 при температуре эксплуатации 60°С (с учетом прогрессирующего во времени характера водопоглощения, быстрого снижения переходного электросопротивления и водостойкости адгезии покрытия) во влажных грунтах составляет 10-15 лет, в сухих грунтах - до 30 лет.

Для изоляции трубопроводов применяются импортные изоляционные липкие ленты. На газопроводах наиболее часто используются ленты типа: Поликен 980-20, Поликен 980-25, Нитто 53-635, Плайкофлекс 450-25 и др. (табл. 10).

Таблица 10

Примечание. Толщина ленты 0,635 мм.     

Эти изоляционные ленты представляют собой двухслойный дублированный материал, имеющий наружную основу из полиэтилена и внутренний клеевой подслой на основе бутилкаучука. Изоляционные импортные ленты следует применять с соответствующими грунтовками и липкими обертками. Допускается взаимозамена только липких оберток.