О перспективах внедрения технологии заводской изоляции фасонных соединительных деталей и запорной арматуры трубопроводов.

В то же время магистральные трубопроводы — это не только трубы. Современные газонефтепроводы являются достаточно сложной технической системой, представляющей собой сварные стальные конструк­ции протяженностью в сотни и тысячи километров. Помимо труб в состав такой системы входят фасонные соединительные детали (отводы, переходы, тройни­ки), запорная арматура (задвижки, заглушки, затво­ры), насосные и компрессорные станции, целая сеть технологических трубопроводов, которые так же, как и трубы, должны быть надежно защищены от корро­зии. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 51164-98

«Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии» (п. 4.6), «...изоля­ционные покрытия крановых узлов, фасонных изде­лий и сварных стыков труб с заводским покрытием по своим характеристикам должны соответствовать основному покрытию труб».

Вопрос с наружной изоляцией сварных стыков трубопроводов достаточно хорошо изучен и прора­ботан. Для их изоляции применяются, как правило, защитные покрытия на основе термоусаживающихся полимерных лент отечественной и импортной поставки. Конструктивно такие покрытия аналогичны заводским двухслойным полиэтиленовым покрытиям труб, так как состоят из адгезионного подслоя на основе термоплавкой полимерной композиции и наружного термосветостабилизированного полиэти­ленового слоя. При строительстве трубопроводов из труб с заводским трехслойным полиэтиленовым покрытием для изоляции сварных стыков труб при­меняются термоусаживающиеся полимерные ленты, наносимые по жидкому эпоксидному праймеру. В этом случае конструкция трехслойного защитного покрытия зоны сварных стыков повторяет конструк­цию трехслойного полиэтиленового покрытия труб (слой эпоксидного праймера, слой адгезива, слой полиэтилена). Для наиболее сложных условий строи­тельства трубопроводов (участки подводных перехо­дов, строительство методами закрытой прокладки) применяют специальные армированные термоуса­живающиеся ленты, отличающиеся повышенной механической прочностью, высокими адгезионными характеристиками, стойкостью к истиранию, продавливанию, сдвигу.

САМЫЕ БОЛЬШИЕ ПРОБЛЕМЫ НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ СВЯЗАНЫ С ВЫБОРОМ И ВНЕДРЕНИЕМ НАРУЖНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНОСИМЫХ НА ЭЛЕМЕНТЫ ТРУБОПРОВОДОВ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ — ФАСОННЫЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ДЕТАЛИ, ГНУТЫЕ ОТВОДЫ, ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДОВ.

Используемые для изоляции фасонных деталей и задвижек трубопроводов битумно-мастичные и полимерные ленточные покрытия по своим физико-механическим, защитным характеристикам, по тем­пературному диапазону применения в значительной степени уступают как заводским полиэтиленовым покрытиям труб, так и покрытиям на основе термоусаживающихся лент. Реальная продолжительность срока службы битумно-мастичных и полимерных ленточных покрытий не превышает 10-15 лет, после чего необходимо проводить работы по ремонту и пере­изоляции элементов трубопроводов.

Анализ зарубежного опыта и проведенные поисковые работы показали, что для наружной изоля­ции фитингов наиболее перспективно использовать покрытия на основе жидких двухкомпонентных термореактивных материалов.

Термореактивные эпоксидные и полиуретановые покрытия на основе двухкомпонентных (основа + отвердитель) изоляционных материалов с органичес­кими растворителями уже достаточно широко при­меняются для внутренней изоляции труб, наружной окраски резервуаров, мостов и других металлокон­струкций. Такие покрытия наносятся, как правило,

методами пневматического или безвоздушного рас­пыления. Термореактивные покрытия на основе органических растворителей следует применять, прежде всего, при проведении изоляционных работ в трассовых условиях, а также в тех случаях, когда общая толщина защитного покрытия не превышает 300-400 мкм. При проведении работ в заводских условиях, когда по существующим требованиям толщина покрытия должна составлять не менее 1,5-2,5 мм, техпроцесс заметно усложняется, так как необходимо наносить на изолируемые изделия несколько слоев покрытия с промежуточной сушкой каждого наносимого слоя. Кроме того, применение изоляционных материалов на основе органических растворителей сопровождается выделением летучих токсичных продуктов, что приводит к дополнитель­ным затратам для обеспечения требований безопас­ности труда, экологической безопасности и про­мышленной санитарии.

ДЛЯ ЗАВОДСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДОВ, ИМЕЮЩИХ СЛОЖНУЮ КОНФИГУРАЦИЮ, В НАИБОЛЬШЕЙ СТЕПЕНИ ПОДХОДЯТ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОВЯЗКИХ, ЖИДКИХ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ (ОСНОВА + ОТВЕРДИТЕЛЬ) ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Применение быстроотверждающихся двухкомпонентных систем наружных покрытий, наносимых методом «горячего» безвоздушного распыления рабочей смеси изоляционных материалов, позволяет получать достаточно толстое покрытие с оптималь­ным комплексом физико-механических и защитных свойств. Изоляционные покрытия подобного типа достаточно давно применяются за рубежом и начинают все шире использоваться в отечественном трубопроводном строительстве. Установлено, что наряду с заводскими полиэтиленовыми покрытиями труб полиуретановые и эпоксидно-полиуретановые покрытия в наибольшей степени отвечают предъяв­ляемым техническим требованиям и способны обес­печить долговременную защиту трубопроводов от коррозии.

Параметры технологического процесса зависят от выбранной системы изоляционных материалов, от ис­пользуемого оборудования, от температуры окружаю­щей среды, но в целом имеют ряд общих особенностей.

Очистка наружной поверхности фасонных изделий может производиться стальной дробью, абразивными порошками (купер-шлак, топочные шлаки, корунд и др.) или просеянным сухим речным песком. При этом степень очистки поверхности изолируемых изделий должна быть не менее Sa 2,5 по ISO 8501-1, шероховатость поверхности (Rz) должна составлять от 40 до 120 мкм по ISO 8503-1, а степень запыленности — не ниже эталона 3 по ISO 8502-3.

Нанесение покрытия должно производиться на очищенную сухую поверхность изделий не позднее, чем через 2-3 ч после завершения процесса очистки. При этом температура окружающей среды и поверх­ности изделий должна быть не ниже плюс 5-10°С, а влажность воздуха — не превышать 80%.

Для нанесения покрытия на основе высоковяз­ких, не содержащих органических растворителей изоляционных материалов используются, как правило, установки безвоздушного распыления, обеспечиваю­щие подогрев основного компонента — уретановой смолы до требуемой температуры (50-70 °С) и сме­шивание в необходимой пропорции компонентов напыляемой рабочей смеси. С целью получения защитного покрытия толщиной до 2,0 мм и более напыление быстро отверждающегося покрытия производится методом «мокрым по мокрому», без промежуточной сушки наносимых изоляционных слоев. В тех случаях, когда необходимо наносить на поверхность изделий слой эпоксидного праймера, используется дополнительный комплект технологи­ческого оборудования — установка безвоздушного или пневматического распыления праймера. При этом наружный полиуретановый слой покрытия наносится по слою эпоксидного праймера только после завершения процесса его сушки.

Важно отметить, что качество антикоррозион­ных покрытий оценивается не только по их исходным показателям (внешний вид, толщина, диэлектрическая сплошность, прочность покрытия при ударе, адгезия покрытия к стали), но и по результа­там длительных испытаний, характеризующих эксплуатационные и защитные свойства покрытий (стойкость к катодному отслаиванию, изменение адгезии покрытия к стали после длительного воз­действия воды, устойчивость покрытия к термоциклированию и т.д). Существенным является и то, что испытания защитных покрытий на соответствие предъявляемым техническим требованиям прово­дятся не на опытных образцах, подготовленных в лабораторных условиях, а на образцах-свидетелях, нанесенных в заводских (базовых) условиях, с использованием технологического оборудования, абразивных и изоляционных материалов, использу­емых для очистки и изоляции фасонных трубных изделий.

Оптимальные режимы нанесения защитных полиуретановых и эпоксидно-полиуретановых покры­тий согласовываются с поставщиками изоляционных материалов. Кроме того, поставщики изоляционных материалов должны предоставлять необходимые данные по условиям и срокам хранения материалов и гарантировать высокое качество защитных покрытий при соблюдении технологии их нанесения.

В настоящее время для трубопроводного строи­тельства предлагается целая серия отечественных и импортных изоляционных материалов, предназна­ченных для наружной изоляции труб и фасонных деталей трубопроводов. Не все материалы имеют необходимый уровень качества, заявленный постав­щиками изоляционных материалов.

ДО ПОСЛЕДНЕГО ВРЕМЕНИ ИСПЫТАНИЯ НАРУЖНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ТРУБОПРОВОДОВ ПРОВОДИЛИСЬ ПО ТРЕБОВАНИЯМ РОССИЙСКОГО СТАНДАРТА ГОСТ Р 51164-98. С ВВЕДЕНИЕМ В ДЕЙСТВИЕ В 2003-2005 ГГ. ОТРАСЛЕВЫХ НОРМ (ОБЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЬ») ИСПЫТАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРОВОДЯТСЯ ПО НОВЫМ, БОЛЕЕ ЖЕСТКИМ ТЕХНИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ.

ТАКИМ ОБРАЗОМ, НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ ИМЕЕТСЯ ДОСТАТОЧНО ШИРОКИЙ ВЫБОР СОВРЕМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ НАРУЖНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ И ФАСОННЫХ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ.

Вместе с тем реальное внедрение полиуретановых и эпоксидно-полиуретановых покрытий осуществляет­ся медленными темпами и отстает от существующих потребностей. Прежде всего это объясняется тем, что нанесение полиуретановых и эпоксидно-полиуре­тановых покрытий в трассовых условиях ограни­чивается влиянием погодных условий. Не допускается наносить защитные покрытия на влажную поверхность изделий, температура при нанесении и отверж­дении покрытия должна быть не ниже плюс 10-15 °С. Кроме того, при трассовом способе изоляции возника­ют проблемы, связанные с обеспечением требуемого качества очистки фасонных изделий, применением современного технологического оборудования, про­ведением последовательного пооперационного техно­логического контроля.

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАВОДСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ ФИТИНГОВ И ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ТРУБОПРОВОДОВ ПОЛИУРЕТАНОВЫМИ И ЗП0КСИДН0-П0ЛИУРЕТАН0ВЫМИ ПОКРЫТИЯМИ ОСВАИВАЕТСЯ СЕЙЧАС ОДНОВРЕМЕННО НА НЕСКОЛЬКИХ РОССИЙСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.

Необходимо продолжить работы в выбранном направ­лении. Впереди ожидаются грандиозные проекты по прокладке магистральных газонефтепроводов, а для их строительства требуются защитные покрытия самого высокого качества.