Izolarea conductelor de gaz din oțel: materiale pentru izolație și metode de aplicare

Intenționați să gazificați casa sau să modernizați alimentarea cu gaz? Conducta de gaz este una dintre cele mai valoroase și periculoase comunicații, de aceea protecția sa fiabilă este extrem de importantă.

Recunoașteți, deteriorarea conductei de gaz și scurgerea acestui combustibil poate rămâne neobservată destul de mult timp, iar apoi poate duce la cele mai dezastruoase consecințe. Este mai bine să studiați totul în prealabil și să vă asigurați la amenajarea protecției, nu-i așa?

Dacă sunteți interesat de izolarea conductelor de gaz din oțel, în acest articol veți primi răspunsuri la întrebări precum: de ce este necesară, ce tipuri există, în ce cazuri și cum se utilizează fiecare tip de material de izolație, cum se efectuează verificarea calității acoperirii. Vom menționa toate tipurile de conducte de gaz: de la cele magistrale până la țevile de joasă presiune, de la cele supraterane până la cele submarine, vom răspunde la toate întrebările care apar.

Funcțiile izolației conductei de gaz

Astăzi, aproape fiecare clădire din fiecare localitate este conectată la conducta de gaz, fără combustibil albastru ar fi greu de imaginat viața omului modern. Doar imaginați-vă câte țevi sunt necesare pentru realizarea unei astfel de rețele de aprovizionare!

Ele se întind deasupra capetelor noastre, sub picioare, adânc în pământ și chiar pe fundul mării. Fiecare centimetru al acestei rețele de gaz trebuie să fie protejat în mod fiabil și absolut sigur, deoarece o scurgere poate duce la un accident de proporții, cu distrugeri și, uneori, chiar victime.

Conductele de gaz subterane moderne sunt, în mare parte, realizate din țevi polimerice – nu se tem nici de coroziune, nici de acțiunea curenților vagabonzi și păstrează mai bine temperatura

Conductele de gaz din polietilenă nu necesită protecție suplimentară, dar nu pot fi utilizate peste tot, iar înlocuirea este costisitoare, astfel încât majoritatea țevilor de gaz sunt din oțel.

Pentru ca oțelul să nu ruginească și să nu se distrugă, acesta este tratat cu compuși și materiale speciale care îi izolează suprafața de mediul înconjurător. Funcțiile principale ale unor astfel de acoperiri sunt protecția împotriva umidității, influențelor chimice, acțiunilor mecanice, precum și protecția dielectrică.

Protecția electrochimică activă formează o sarcină catodică pe suprafața țevii, asigurând stabilitatea electrică a acesteia și prevenind influența curenților străini.

Pe lângă acoperire, pentru o protecție sigură împotriva curenților vagabonzi și continui, pe conductele de gaz subterane se organizează o protecție catodică electrochimică, care asigură evacuarea acestor sarcini printr-un conductor special către o substație de drenaj.

Pentru conductele supraterane, protecția este mai puțin solidă, deoarece este mai ușor de reînnoit, iar țevile sunt expuse doar la umiditatea atmosferică, uscându-se regulat. Pentru conductele marine, dimpotrivă, pe lângă o protecție fiabilă împotriva mediului agresiv, este necesar un strat suplimentar de greutate, astfel încât conducta să rămână nemișcată pe fund, sub valuri.

Documente normative și cerințele lor

Există 3 documente principale care reglementează organizarea protecției conductelor de gaz. RD 153-39.4-091-01 «Instrucțiunea privind protecția conductelor subterane urbane împotriva coroziunii». După cum reiese din denumire, aceasta nu se aplică izolației țevilor de gaz cu diametrul mai mare de 83 cm – cele interurbane și internaționale, precum și țevilor amplasate deasupra solului sau sub apă.

GOST 9.602-89 – un document conex, în care sunt prezentate toate normele și calculele privind protecția conductelor subterane de gaz. Dacă instrucțiunea explică cum și din ce să se realizeze izolația, atunci GOST indică cât de mult va fi necesar – de la metri de material și unelte până la echipamente și ore de muncă ale angajaților.

GOST R 51164-98 Conducte magistrale din oțel. Cerințe generale privind protecția împotriva coroziunii. Acest standard completează golul din Instrucțiune în ceea ce privește conductele magistrale. Protecția acestora trebuie să fie deosebit de sigură și are specificul său, de aceea normele de organizare a acesteia sunt incluse într-un document separat.

De regulă, conductele de gaz de importanță națională și internațională au un diametru mai mare de 830 mm, iar instalarea și întreținerea lor sunt o sarcină laborioasă și costisitoare.

Prin aceste documente sunt reglementate următoarele aspecte:

• ce tipuri de materiale este permis să fie utilizate pe acest tip de conductă de gaz în condițiile date;
• cât de necesară este izolația ranforsată, dacă este necesară protecția electrochimică;
• cine și când este obligat să asigure conducta de gaz cu protecția necesară;
• tehnologia de aplicare a izolației la fabrică și în condiții de teren, precum și pentru repararea daunelor;
• normele de consum de materiale și costurile altor resurse pentru efectuarea lucrărilor;
• procedura de verificare a calității acoperirii și standardele indicatorilor de calitate pentru toți parametrii pentru fiecare tip de izolație.

Astfel, în aceste documente este descris pas cu pas întregul proces de izolare a țevilor, de la fabricare până la verificarea după instalare și în timpul exploatării. Nu rămâne loc pentru creativitate, deoarece acestea sunt chestiuni de siguranță.

În caz de deteriorare sau aplicare necorespunzătoare a stratului de izolație, oțelul din sol ruginește destul de repede, iar acest lucru amenință cu scurgeri de gaz și incendiu.

De asemenea, există liste separate care enumeră toate materialele și producătorii recomandați de izolație pentru conductele de gaz.

Având în vedere complexitatea lucrărilor și numărul considerabil de norme care trebuie respectate, nici nu vă gândiți să faceți singur izolarea conductei de gaz, iar serviciul de gaze nu va accepta lucrări efectuate de un meșter extern.

Tipuri de materiale pentru izolație

Pe baza condițiilor de operare și a ușurinței de aplicare, există multe tipuri de acoperiri pentru izolarea conductelor de gaz. Conductele de gaz supraterane sunt suficient de protejate cu 2 straturi de grund și 2 straturi de vopsea sau email.

Țevile care vor fi amplasate pe fundul mării, peste izolația de bază, sunt acoperite cu un strat de beton, pentru greutate și protecție suplimentară.

În continuare, vom vorbi despre mijloacele de protecție a țevilor de oțel sub pământ.

Acoperiri de protecție polimerice

Polietilenă extrudată – cea mai progresivă și universală protecție. Se aplică pe țevi cu diametrul de 57 – 2020 mm, se lipește strâns, formează un strat continuu perfect uniform, protejează împotriva influențelor termice și mecanice și este ușor de lucrat.

Într-o astfel de acoperire, țeava de oțel nu este aproape deloc inferioară omologilor polimerici în ceea ce privește caracteristicile de protecție. Această protecție constă din doar 2 straturi – un adeziv dur de lipire și, de fapt, polietilena. În ciuda acestui fapt, o astfel de acoperire de tip foarte întărit pe țevi de diametru mare poate ajunge la 3,5 mm.

Polipropilenă extrudată este specifică prin rezistența sa mecanică ridicată: cu ea se pot trage țevi prin puțuri, pentru metode de instalare închise, fără a vă face griji că izolația se va deteriora din cauza frecării sau agățării de pietre și sol. În exterior și structură, acest tip de izolație nu diferă de cea din polietilenă, doar că este mai subțire cu 0,3 – 0,5 mm.

Benzile adezive polimerice sunt din polietilenă și din clorură de polivinil, primele fiind preferabile, deoarece se lipesc de 4 ori mai puternic și protejează mai bine țevile. Cel mai des, benzile adezive PET sunt utilizate pentru repararea și izolarea îmbinărilor țevilor cu acoperire din polietilenă extrudată, dar există și țevi înfășurate cu ele la fabrică pe toată lungimea.

La nevoie, benzile adezive polimerice permit înlocuirea completă a protecției țevii în condiții de teren – dar pentru aceasta este nevoie de o instalație automatizată specială.

Există, de asemenea, un strat combinat PET, în care țeava amorsată este mai întâi înfășurată cu o bandă polimerică adezivă, iar deasupra acesteia este protejată cu un strat de polietilenă extrudată. Se utilizează pe țevi cu diametrul de până la 53 cm, iar grosimea totală nu depășește 3 mm.

Izolație pe bază de masticuri bituminoase

Această izolație diferă fundamental prin compoziție și proprietăți, în primul rând prin metoda de aplicare. Aderența bitumului atât la țeavă, cât și între straturi, se asigură prin încălzirea și topirea materialului în sine, nu printr-un grund adeziv, ca în cazul PET.

Un astfel de strat se aplică pe un primer bituminos special și constă din 2-3 straturi de mastic, fiecare dintre acestea fiind armat, și un înveliș exterior de hârtie protectoare. Rezultatul este un strat continuu care urmează perfect forma țevii, unde fibra de sticlă armată sau plasa este ca și cum ar fi sudată în grosimea protecției.

Ca material de armare se utilizează pânze de sticlă, plase de sticlă sau țesături polimerice nețesute. Benzile din fibră de sticlă se înfășoară cu o ușoară suprapunere pentru a forma un strat continuu.

Masticul în sine, pe lângă bitum, conține diferite incluziuni – polimerice, minerale sau de cauciuc – care conferă proprietăți diferite materialului. De asemenea, se adaugă aditivi modificatori și plastifianți, care, pe lângă hidrofobicitatea naturală și capacitatea de aderență, adaugă elasticitate, flexibilitate, rezistență la temperaturi critice și durabilitate.

Există, de asemenea, benzi care combină bitumul ca adeziv și benzi polimerice speciale. Cele 2 tipuri principale de astfel de acoperiri sunt PALT, cu bandă termocontractabilă, și LITKOR, din bandă polimer-bitum. Acesta din urmă, în special, este necesar pentru protejarea îmbinărilor dintre țevi cu diferite tipuri de izolație.

Materiale pentru izolarea elementelor mici

Ieșirile de la soclu, colțurile, coturile, colectoarele de condens și alte elemente de formă ale conductelor de gaz au, de asemenea, nevoie de protecție.

Este mai convenabil să izolați piesele mici la locul de montaj, dar acoperirea din fabrică este de preferat, deoarece este mai uniformă și mai fiabilă.

Pentru aceasta există acoperiri speciale: PAP-M105 și Polur. Primul constă din două straturi de rășină poliesterică întărită, armată cu fibră de sticlă.

Polur, la rândul său, constă în principal din poliuretan, completat cu aditivi tehnologici și împărțit într-o componentă de bază și un întăritor. Cu ajutorul acestor două compoziții, îmbinările de formă sunt izolate atât în fabrică, cât și în ateliere, și direct pe traseu.

Cum se aplică izolația?

Partea principală a izolației se aplică pe conductele de gaz, și adesea și pe piesele de formă ale gazoductului, în condiții de fabrică, încă din etapa producției lor. Totuși, la montarea conductei apare necesitatea izolării îmbinărilor, care se realizează în condiții de șantier – adică direct la locul de amplasare.

În plus, în condiții de teren, cu aceleași materiale se efectuează repararea stratului de protecție, dacă nu este deteriorat mai mult de 10%, și ocazional – chiar reizolarea completă a unui sector separat. De asemenea, manual, direct pe traseu, se izolează rezervoarele.

Pe cât posibil, îmbinările sudate și elementele de formă se izolează cu același strat ca și conducta principală – sau cu unul cât mai similar.

Efectuarea lucrărilor de izolare a gazoductului este posibilă la temperaturi peste -25 °C, iar pentru benzile adezive polimerice – peste +10 °C. Dacă plouă sau ninge, deasupra locului de desfășurare a lucrărilor trebuie să existe un acoperiș fiabil, care să facă imposibilă pătrunderea precipitațiilor pe suprafața de izolat.

Pe țevile conductei de gaz supraterane

Acest tip de gazoducte este amplasat în mediul cel mai puțin agresiv, iar astfel riscul apariției ruginii este semnificativ redus. În plus, deteriorările pe el sunt mult mai ușor de observat și reparat, de aceea gazoductele supraterane nu necesită izolație ca atare.

Pentru protecția împotriva precipitațiilor și umidității atmosferice, conform normelor, este suficientă o acoperire cu 2 straturi de grund și 2 straturi de vopsea, smalț sau lac.

Cu carcasa zincată se protejează de obicei conductele de evacuare a gazelor, care necesită izolație termică. Sub carcasă se așează numai izolația termică, nu este necesară protecție suplimentară.

Totuși, în cazul unor condiții complexe de exploatare, se aplică izolația termică a gazoductelor – unsori consistente, acoperiri din sticlă smălțuită, precum și carcase din aluminiu sau zinc, care nu trebuie să atingă conducta însăși.

Izolarea conductelor de gaz subterane

În pământ, conductele sunt expuse constant umidității, și adesea, compușilor chimici și curenților vagabonzi. Toate acestea pot duce la coroziunea metalului și la scurgeri de gaz, de aceea se încearcă asigurarea unei izolații cât mai fiabile.

Fiecare gazoduct subteran din oțel este protejat dublu: pasiv – prin stratul izolator al conductei, și activ – prin devierea sau suprimarea curentului prin protecție catodică.

Majoritatea materialelor, despre care am vorbit anterior, pot fi utilizate atât pentru izolația de bază, din fabrică, cât și pe traseu. Despre etapele principale și subtilitățile efectuării acestor lucrări vom vorbi în continuare.

Izolația din polietilenă și polipropilenă se realizează în fabrică în mai multe etape:

1. Uscarea conductelor.
2. Curățarea cu alice până la luciu metalic.
3. Încălzirea conductelor.
4. Aplicarea pe conducta rotativă a unui strat adeziv de bază.
5. Aplicarea prin extrudare, prin metoda 'ciorap' sau prin înfășurarea benzii a stratului de polietilenă.
6. Compactarea cu o rolă specială cu înveliș din fluoroplastic.
7. Răcirea cu apă până la 70 – 80 °C.
8. Controlul calității stratului obținut.

Toate procesele sunt complet automatizate, căci precizia computerizată este cheia calității produselor.

Adesea, înainte de aplicarea adezivului, țeava este acoperită cu un strat subțire de epoxidic pentru o mai bună protecție și adeziune. Conform documentelor normative, acest lucru nu este obligatoriu.

În condiții de teren, toate etapele trebuie păstrate, dar sunt realizate cu ajutorul echipamentelor portabile – polizoare și aparate de sablare, arzătoare cu gaz și lămpi de lipit. În plus, există seturi speciale de materiale pentru izolarea îmbinărilor și repararea deteriorărilor – de exemplu, manșeta termocontractabilă PET sau banda polimeră adezivă.

Pentru aplicarea izolației bituminoase, țevile sunt, de asemenea, curățate, dar cu ajutorul periilor metalice, care lasă o suprafață curată, dar nu netedă. Grundul, format din bitum și benzină, se toarnă pe țevile curățate și se freacă cu prosoape, iar în condiții de teren – cu cârpe sau perii.

Grundul pentru izolația bituminoasă se fabrică din bitum și benzină purificată în raport de 1:3 în volum. Aplicarea acestuia într-un strat subțire și uniform este extrem de importantă pentru adeziunea acoperirii la țeavă.

Nu mai târziu de 24 de ore, este necesar să se aplice acoperirea principală: 2-3 straturi de mastic, separate de material de armare și protejate la exterior de un strat de hârtie.

Pentru armare se utilizează fibră de sticlă, pânză polimeră nețesută sau plasă. Acestea se înfășoară în spirală, uniform, cu o ușoară întindere și suprapunere.

Aplicarea izolației în condiții de teren

La necesitatea reparării deteriorărilor izolației unui gazoduct subteran, sau a îmbinării țevilor cu diferite tipuri de izolație, este important să se selecteze corect materialele utilizate.

Acoperirile PALT și LITKOR sunt utilizate numai în condiții de traseu. Ambele se aplică pe grund bituminos, dar pentru prima este necesar să se aplice mai întâi un strat de bitum și să se armeze, iar apoi, direct pe masticul fierbinte, să se înfășoare banda. În cel de-al doilea caz, bitumul este stratul inferior al benzii în sine, deci se înfășoară direct pe grund, după ce a fost topită cu arzătorul.

În ciuda asemănării exterioare, nu trebuie confundate benzile Litkor cu benzile adezive PET, deoarece utilizarea unui grund necorespunzător va deteriora iremediabil calitatea izolației.

Țevile cu acoperire extrudată PET se repară cu petice termocontractabile speciale sau cu benzi bitum-polimer LITKOR. În cazul acoperirii din fabrică cu bandă adezivă PET, pentru reparații se utilizează aceeași bandă, de tip Polilen. Acest lucru este posibil numai în sezonul cald, deoarece banda nu se lipește la frig și nu suportă încălzirea.

Pentru izolarea zonelor de sudură ale țevilor cu acoperire din polietilenă extrudată se utilizează manșete speciale, care se fixează prin termocontracție.

Acoperirea bituminoasă se repară cu aceleași masticuri bituminoase cu armare, cu benzi bitum-polimer LITKOR sau cu material rulou similar Izoplast-P.

Puteți conecta țevi diferite în orice combinație cu bandă Litkor, iar dacă în acoperirea originală a ambelor țevi nu există bitum, atunci conexiunile directe pot fi izolate și cu bandă adezivă Polilen.

Izolarea țevilor sub apă

Gazoductele care vor funcționa pe fundul mării sunt izolate cu deosebită atenție, deoarece acest mediu este periculos atât prin deteriorări chimice, cât și mecanice, iar întreruperile în funcționarea conductei indică, de regulă, întreruperi în livrările internaționale de gaz.

Partea principală a protecției țevii este realizată încă din fabrică. După curățare și uscare, acestea sunt acoperite cu compus epoxidic, apoi se aplică un adeziv, iar peste acesta - un strat de polietilenă. În această etapă, țevile seamănă cu cele terestre similare, cu excepția primului strat epoxidic, care este dublat și pe suprafața interioară.

Cu toate acestea, nu este totul: pe țevile pregătite, încă din fabrică, se instalează protecție catodică, apoi se construiește un cadru de armare și se toarnă un strat exterior de beton, adesea cu minereu de fier ca umplutură.

Betonarea peste izolația principală nu numai că va proteja împotriva oricăror deteriorări, dar va fixa și țeava de fund în mod sigur.

Ca urmare a unei astfel de finisări multistrat, greutatea a 1 m liniar de țeavă poate ajunge la 2 tone. Transportul unor astfel de țevi este foarte problematic, de aceea nu sunt fabricate prea lungi, iar pentru fiecare kilometru de gazoduct marin există câteva zeci de suduri, fiecare dintre acestea trebuind să fie izolată corespunzător.

Îmbinarea și izolarea rosturilor se face pe o barjă specială, echipată cu tot ce este necesar. Aici țevile sunt sudate, iar cusătura este curățată cu atenție folosind o instalație de sablare. Conductele magistrale au un diametru imens, de aceea sunt încălzite cu arzătoare cu inducție, nu cu propan – rezultă mai rapid, uniform și sigur.

Apoi se aplică un primer și se instalează o manșetă termocontractabilă, fixată cu o placă de blocare. Manșeta se încălzește mai întâi la mijloc, de-a lungul sudurii, apoi se contractă treptat cu ajutorul arzătoarelor cu gaz, de la centru spre margini. După controlul calității acestei etape, se instalează o carcasă de căptușire pentru turnarea spumei poliuretanice. După uscarea acesteia, țeava este coborâtă pe fund și acoperită cu piatră spartă.

Verificarea calității aplicării izolației

Protecția gazoductelor din oțel este o sarcină responsabilă, de aceea fiecare operațiune efectuată este supusă unei verificări atente, cu întocmirea unui proces-verbal al lucrărilor ascunse executate și înregistrarea acestora în pașaportul conductei. Indiferent cât de calitativ și corect ales ar fi materialul de izolație, acesta nu va face față funcțiilor atribuite dacă tehnologia de execuție a fost încălcată.

Parametrii principali ai acoperirii finite care trebuie verificați sunt grosimea, continuitatea și aderența la țeavă. Aceștia se măsoară cu dispozitive electronice speciale: grosimetre, detectoare de defecte cu scântei și adezimetre, respectiv. Acestea nu deteriorează acoperirea, permițând controlul tuturor punctelor îndoielnice fără costuri suplimentare.

În condiții de fabrică

În fabrici și bazele de producție, grosimea stratului de acoperire se verifică pe 10% din țevile fiecărui lot, în 4 locuri pe părți diferite ale cercului fiecărei țevi, precum și pe zonele îndoielnice.

Izolația aplicată pe țevi de către fabricant este întotdeauna mai uniformă, de calitate superioară și mai fiabilă decât cea realizată pe teren, chiar și atunci când se utilizează materiale similare.

Aderența, sau forța de lipire de metal și între straturi, trebuie verificată, conform normelor, tot pe 10% din produsele dintr-un lot sau la fiecare 100 m.

Continuitatea stratului de acoperire, adică absența perforațiilor, a zgârieturilor și a altor deteriorări traversante, se verifică pe întreaga suprafață a produselor izolate.

În plus, se poate verifica continuitatea dielectrică a stratului de acoperire, rezistența la impact, suprafața de decojire după polarizarea catodică și alte teste. La izolarea cu straturi bituminoase, proba pentru proprietățile fizice se preia din fiecare lot de mastic, cel puțin zilnic.

La locul de montaj sau reparație

În condiții de traseu, se verifică și calitatea izolației: continuitatea – întotdeauna și integral, iar grosimea și aderența – la fiecare a 10-a sudură izolată.

În plus, se verifică lățimea suprapunerii peste stratul de fabrică, precum și relieful izolației – pentru absența ondulațiilor, a ridurilor, a pungilor de aer și a altor defecte.

În cazul unei aderențe slabe a benzii izolatoare la țeavă, în timp aceasta se va desprinde, iar țeava va rămâne neprotejată împotriva mediului înconjurător.

În plus, la conductele de gaz deja existente, se verifică periodic continuitatea izolației. Pentru aceasta, nu este necesar nici măcar să fie dezgropate, iar în cazul apariției unor suspiciuni de deteriorare, țevile sunt expuse și se verifică nu doar grosimea, continuitatea și aderența, ci și proprietățile dielectrice ale izolației.

Concluzii și material video util pe această temă

Acum știți totul – sau aproape totul – despre scopul și materialele pentru izolarea diverselor conducte de gaz din oțel și aveți, de asemenea, o imagine de ansamblu asupra particularităților aplicării și verificării calității protecției.

Pentru o mai bună înțelegere, vă propunem să urmăriți un videoclip în care se explică în detaliu izolarea îmbinărilor sudate cu bandă bitum-polimer:

Montarea manșetei termocontractabile pe sudură:

Poate ați întâlnit deja astfel de lucrări, ați observat executarea lor sau ați participat direct. Vă rugăm să completați sau să evaluați informațiile prezentate. Vom fi bucuroși să aflăm părerea dumneavoastră în discuția de mai jos.