Заводские покрытия труб

     При нанесении битумных покрытий в составе  механизированных колонн используются также битумно-плавильные котлы  и специальные изоляционные машины. До нанесения покрытий производится очистка труб от грязи, ржавчины, рыхлой окалины. Для очистки поверхности  труб применяются скребки, механические щетки и иглофрезы. Праймирование труб осуществляется посредством полива на поверхность труб дозированного количества адгезионного праймера с последующим его растиранием брезентовым полотенцем. На праймированные трубы с использованием изоляционной машины наносится слой горячей битумной мастики, после чего осуществляется нанесение на трубы армирующего материала (стеклохолст), второго слоя битумной мастики и слоя наружной защитной обертки. Ленточные покрытия наносятся на поверхность трубопроводов посредством спиральной намотки на праймированные трубы слоя изоляционной ленты и слоя защитной обертки, с заданным усилием натяжения и величиной нахлеста.

     Практический  опыт показал, что, несмотря на достаточно высокую степень механизации  изоляционных работ в трассовых  условиях, данный способ изоляции не обеспечивает качественного нанесения на трубы  защитных покрытий. Это обусловлено  влиянием погодных условий, отсутствием средств и методов пооперационного технологического контроля, а также недостаточно высокими механическими и защитными свойствами битумных и ленточных покрытий.

     Перенос процесса наружной изоляции труб из трассовых  условий в заводские или базовые  условия не только позволил ускорить темпы строительства трубопроводов, но и в значительной степени повысить качество и надежность их противокоррозионной  защиты. При заводской изоляции труб на качество работ не влияют погодные условия, проводится последовательный пооперационный технологический контроль. Кроме того, при изоляции труб в  заводских условиях появляется возможность  использовать современные изоляционные материалы и технологии их нанесения, которые невозможно реализовать  при трассовой изоляции трубопроводов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Заводские покрытия  труб

     Для наружной изоляции трубопроводов наиболее часто применяются следующие  типы заводских покрытий:

 
а) заводское эпоксидное покрытие; 
б) заводское полиэтиленовое покрытие; 
в) заводское полипропиленовое покрытие; 
г) заводское комбинированное ленточно-полиэтиленовое покрытие.

     Данные  типы покрытий отвечают современным  техническим требованиям и обеспечивают долговременную, эффективную защиту трубопроводов от почвенной коррозии.

     В разных странах отдается предпочтение различным типам заводских покрытий. В США, Англии, Канаде наиболее популярны  эпоксидные покрытия труб, в Европе, Японии и России предпочтение отдается заводским покрытиям на основе экструдированного полиэтилена. Для изоляции морских трубопроводов и "горячих" (80-110 °С) участков трубопроводов применяются, как правило, полипропиленовые покрытия. Комбинированные ленточно-полиэтиленовые покрытия используются в основном для изоляции труб малых и средних диаметров с температурой эксплуатации до плюс 40 °С.

     3.1 Заводское полиэтиленовое  покрытие

     Впервые однослойные полиэтиленовые покрытия труб на основе порошкового полиэтилена  стали применяться в конце 50-х - начале 60-х гг. прошлого века. Технология нанесения однослойного полиэтиленового  покрытия аналогична технологии нанесения  покрытий из порошковых эпок-сидных красок. Из-за низкой водостойкости адгезии и стойкости к катодному отслаиванию однослойные полиэтиленовые покрытия не получили достаточно широкого применения. Им на смену пришли двухслойные покрытия с "мягким" адгезионным подслоем. В конструкции такого покрытия в качестве адгезионного слоя применялись изоляционные битумно-каучуковые мастики ("мягкие" адгезивы) толщиной 150-300 мкм, наносимые по слою праймера, а в качестве наружного ударопрочного слоя использовался экструдированный полиэтилен толщиной не менее 2,0-3,0 мм.

     После того как фирмой "BASF" (Германия) был разработан сополимер этилена  и эфира акриловой кислоты ("Lucalen"), который впервые был опробован в конструкции заводского полиэтиленового покрытия труб в качестве термоплавкого полимерного клеевого подслоя, в практику строительства трубопроводов было внедрено двухслойное полиэтиленовое покрытие с "жестким" адгезионным подслоем. Позднее был разработан еще целый ряд термоплавких клеевых композиций на основе сополимеров этилена и винилацетата, этилена и акрилата. Двухслойные полиэтиленовые покрытия получили очень широкое применение и на долгие годы стали основными заводскими покрытиями труб.

     Конструктивно двухслойное полиэтиленовое покрытие состоит из адгезионного подслоя на основе термоплавкой полимерной композиции толщиной 250-400 мкм и наружного полиэтиленового слоя толщиной от 1,6 мм до 3,0 мм. В зависимости от диаметров труб общая толщина покрытия составляет не менее 2,0 (для труб диаметром до 273 мм включительно) и не менее 3,0 мм (для труб диаметром 1020 мм и выше).

     Для нанесения двухслойных полиэтиленовых покрытий применяются как отечественные, так и импортные изоляционные материалы (термоплавкие композиции на основе сополимеров - для нанесения адгезионного слоя и композиции термосветостабилизированного полиэтилена - для нанесения наружного слоя). С целью повышения устойчивости двухслойных полиэтиленовых покрытий к воздействию воды и стойкости к катодному отслаиванию при повышенных температурах проводится обработка поверхности очищенных труб (пассивация) раствором хромата. При правильном подборе изоляционных материалов двухслойное полиэтиленовое покрытие обладает достаточно высокими показателями свойств и отвечает техническим требованиям, предъявляемым к заводским покрытиям труб. Оно способно обеспечить защиту трубопроводов от коррозии на срок до 30 лет и выше.

     Еще более эффективным наружным антикоррозионным покрытием является заводское трехслойное  полиэтиленовое покрытие труб, конструкция  которого отличается от двухслойного полиэтиленового покрытия наличием еще одного слоя - эпоксидного праймера. Эпоксидный слой обеспечивает повышенную адгезию покрытия к стали, водостойкость адгезии и стойкость покрытия к катодному отслаиванию. Полимерный адгезионный подслой является вторым, промежуточным слоем в конструкции трехслойного покрытия. Его функции состоят в обеспечении сцепления (адгезии) между полиэтиленовым наружным слоем и внутренним эпоксидным слоем. Наружная полиэтиленовая оболочка имеет низкую влагокислородопроницаемость, выполняет функции "диффузионного барьера" и обеспечивает покрытию высокую механическую и ударную прочность. Сочетание всех трех слоев покрытия делает трехслойное полиэтиленовое покрытие одним из наиболее эффективных наружных защитных покрытий трубопроводов.

     Трехслойное покрытие было разработано в Германии и внедрено в практику строительства  трубопроводов в начале 80-х гг. прошлого века, На сегодняшний день это покрытие является самым популярным и широко применяемым типом заводского покрытия труб.

     В России технология заводской трехслойной  полиэтиленовой изоляции труб впервые  была внедрена в 1999 г. на ОАО "Волжский трубный завод". В 2000 г. были введены  в эксплуатацию производства по трехслойной  изоляции труб на ОАО "Челябинский  трубопрокатный завод", ОАО "Выксунский металлургический завод", ГУП "Московский опытно-экспериментальный трубозаготовительный комбинат". К настоящему времени технология нанесения трехслойного полиэтиленового покрытия освоена также на предприятиях ЗАО "НЕГАС" (г. Пенза), ООО "Предприятие Трубопласт" (г. Екатеринбург), КЗИТ ООО "Завод изоляции труб" (г. Копейск Челябинской обл.), ООО "Усть-Лабинскгазстрой".

     Трехслойное полиэтиленовое покрытие отвечает самым  современным техническим требованиям  и способно обеспечить эффективную  защиту трубопроводов от коррозии на продолжительный период их эксплуатации (до 40-50 лет и более).

     Для нанесения трехслойного полиэтиленового  покрытия используют специально подобранные  системы изоляционных материалов: порошковые эпоксидные краски, адгезионные полимерные композиции, композиции термосветостабилизированного полиэтилена низкой, высокой и средней плотности. В настоящее время при нанесении трехслойных полиэтиленовых покрытий на российских предприятиях применяются исключительно импортные изоляционные материалы: порошковые эпоксидные краски поставки фирм "3M" (США), "BASF Coatings" (Германия), "BS Coatings" (Франция), "DuPont" (Канада); композиции адгезива и полиэтилена поставки фирм "Borealis", "Basell Polyolefins" (Германия), "Atofina" (Франция) и др.

     В ЗАО "АНКОРТ" проводятся работы по подбору, комплексным испытаниям и  внедрению отечественных изоляционных материалов для трехслойных полиэтиленовых покрытий труб. 

     3.2 Заводское полипропиленовое  покрытие

     В Европе заводские покрытия труб на основе экструдированного полипропилена занимают 7-10 % от объема производства труб с заводским полиэтиленовым покрытием.

     Полипропиленовое  покрытие обладает повышенной теплостойкостью, высокой механической, ударной прочностью, стойкостью к продавливанию и  абразивному износу.

     Основная  область применения полипропиленовых покрытий - противокоррозионная защита "горячих" (до 110-140 °С) участков трубопроводов, защита от коррозии морских, шельфовых  трубопроводов, подводных переходов, участков трубопроводов, строящихся методами "закрытой" прокладки (проколы под дорогами, прокладка труб методом наклоннонаправленного бурения и т.д.).

     Конструкция заводского полипропиленового покрытия аналогична конструкции заводского трехслойного полиэтиленового покрытия труб. Для нанесения покрытия используются порошковые эпоксидные краски, термоплавкие полимерные композиции и термосветостабилизированные композиции полипропилена. Из-за высокой ударной прочности полипропиленового покрытия его толщина может быть на 20-25 % меньше толщины полиэтиленового покрытия труб (от 1,8 мм до 2,5 мм).

     Полипропиленовые  покрытия имеют, как правило, белый  цвет, что обусловлено использованием в качестве основного светостабилизатора добавки двуокиси титана.

     К недостаткам полипропиленовых покрытий следует отнести их пониженную морозостойкость. Стандартное полипропиленовое покрытие рекомендуется применять при  температурах строительства трубопроводов  до минус 10 °С, а температура окружающей среды при хранении изолированных труб не должна быть ниже минус 20 °С. Специально разработанное морозо-стойкое полипропиленовое покрытие может применяться при температурах строительства трубопроводов до минус 30 °С и температурах хранения изолированных труб до минус 40 °С.

     Для нанесения заводских полипропиленовых покрытий используются порошковые эпоксидные краски поставки фирм "3M" (США), "BASF Coatings" (Германия), композиции адгезива и полипропилена поставки фирм "Borealis", "Basell Polyolefins". Технология заводской изоляции труб с двухслойным и трехслойным полипропиленовыми покрытиями освоена на ГУП "Московский опытно-экспериментальный трубозаготовительный комбинат" и ОАО "Выксунский металлургический завод". В 2004 г. запланировано внедрение технологии нанесения заводского полипропиленового покрытия на оборудовании ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" и ОАО "Волжский трубный завод". 

     3.3 Заводское комбинированное  ленточно-полиэтиленовое  покрытие

     Для противокоррозионной защиты трубопроводов  малых и средних диаметров (до 530 мм) в последние годы довольно широко и успешно используется комбинированное  ленточно-полиэтиленовое покрытие. Комбинированное  ленточно-полиэтиленовое покрытие наносится  на трубы в заводских или базовых  условиях. Конструктивно покрытие состоит  из слоя адгезионной грунтовки (расход грунтовки - 80-100 г/м2), слоя дублированной полиэтиленовой ленты (толщина 0,45-0,63 мм) и наружного слоя на основе экструдированного полиэтилена (толщина от 1,5 мм до 2,5 мм). Общая толщина комбинированного ленточно-полиэтиленового покрытия составляет 2,2-3,0 мм.

     В конструкции комбинированного покрытия полиэтиленовая лента, нанесенная по адгезионной грунтовке, выполняет основные изоляционные функции, а наружный полиэтиленовый слой защищает ленточное покрытие от механических повреждений при транспортировке, погрузке и разгрузке изолированных труб, при проведении строительно-монтажных работ.

     В качестве изоляционных материалов для  нанесения комбинированного покрытия могут использоваться адгезионные грунтовки и дублированные полиэтиленовые ленты поставки фирм "Polyken Pipeline Coating Systems" (США), "Altene" (Италия), "Nitto Denko Corporation" (Япония) или аналогичные отечественные материалы: грунтовки типа "НК-50", "П-001", изоляционные ленты "НК-ПЭЛ 45", "НК-ПЭЛ 63", "Полилен" производства ОАО "Трубоизоляция" (г. Новокуйбышевск Самарской обл.).