способ антикоррозионной защиты трубопровода

Формула изобретения

Способ антикоррозионной защиты наружной поверхности трубопровода, заключающийся в очистке поверхности, нанесении на нее грунтовки, последовательной спиральной намотке с нахлестом рулонного мастичного армированного материала на основе битумно-полимерной либо асфальтосмолистой мастики и термоусаживающейся обертки с последующей ее термообработкой, отличающийся тем, что перед нанесением обертки дополнительно проводят намотку полимерной ленты со слоем той же мастики по всей ее поверхности, обращенной к трубопроводу, и одновременно осуществляют ее прикатку эластичными роликами, а в качестве обертки применяют двухслойную полимерную термоусаживающуюся ленту с твердым термоплавким клеевым слоем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области защиты подземных трубопроводов от коррозии, в частности к технологии нанесения защитных покрытий на их наружную поверхность.

Известны способы защиты от коррозии наружной поверхности трубопроводов, заключающиеся в ее очистке, нанесении слоя грунтовки, последовательной намотке с натяжением полимерной изоляционной ленты с мастичным слоем на основе битумно-полимерной либо асфальтосмолистой мастики и обертки из липкой полимерной либо однослойной термоусаживающейся ленты с ее последующей усадкой (ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии». М., Госстандарт России, ИПК Издательство стандартов, 1998, табл.1, конструкция №18, 21. ТУ 2245-023-16802026-2000 «Покрытие на основе ленты ЛИАМ и термоусаживающейся ленты», 01.11.2000 г., с.2-4, 13-15. Патент РФ №2265151, F16L 5 8/04, опубл. 2005.11.27).

Однако при таком способе нанесения слоев покрытия из-за натяжения лент при намотке не обеспечивается заполнение мастикой шатровых зон вдоль валиков сварных швов трубопровода, что создает условия для коррозии металла. Кроме того, получаемое таким образом покрытие неустойчиво по отношению к возникающим в процессе эксплуатации трубопровода сдвиговым нагрузкам из-за низкой адгезионной прочности к ним мастичного слоя лент. Это приводит к образованию гофр и складок, особенно на трубах большого диаметра. Применение в качестве оберток липких полимерных или однослойных термоусаживающихся лент не обеспечивает защиту покрытия от таких нагрузок в достаточной мере, т.к. обертки такого типа не образуют на трубопроводе жесткой монолитной оболочки.

Известен способ защиты наружной поверхности трубопроводов от коррозии (инструкция по применению ИН 1394-016-46541379-2005 «Инструкция по нанесению комбинированного защитного покрытия на основе рулонного армированного материала РАМ и ленты радиационно-сшитой мастичной ДОНРАД-ГАЗ», www.gefestrostov.ru), в котором на очищенную поверхность трубы наносят слой грунтовки и последовательно наматывают с натяжением по спирали рулонный армированный стеклосеткой мастичный материал РАМ (в один или два слоя) и слой обертки из радиационно-сшитой полимерной ленты с мастичным слоем ДОНРАД-ГАЗ.

При таком способе также не исключается образование шатровых зон под лентой РАМ вдоль оснований валиков сварных швов. Наличие в конструкции ленты-обертки ДОНРАД-ГАЗ мастичного слоя не позволяет нагревать ее до температуры, необходимой для термической усадки радиационно-сшитой полимерной основы, из-за стекания мастики, а не подвергшаяся усадке лента не способна предотвращать образования гофр и складок в процессе эксплуатации. Это создает условия для проникновения окружающей среды, в том числе почвенного электролита, как к материалу мастичного слоя, что снижает срок его службы из-за вымывания компонентов, так и к металлу.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности защиты наружной поверхности трубопровода от коррозии за счет обеспечения плотного прилегания защитного покрытия по всей поверхности трубопровода и повышения устойчивости покрытия к сдвиговым нагрузкам.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе антикоррозионной защиты наружной поверхности трубопровода, заключающемся в очистке поверхности, нанесении на нее грунтовки, последовательной спиральной намотке с нахлестом рулонного мастичного армированного материала на основе битумно-полимерной либо асфальтосмолистой мастики и термоусаживающейся обертки с последующей ее термообработкой, согласно изобретению перед нанесением обертки дополнительно проводят намотку полимерной ленты со слоем той же мастики по всей ее поверхности, обращенной к трубопроводу, и одновременно осуществляют ее прикатку эластичными роликами, а в качестве обертки применяют двухслойную полимерную термоусаживающуюся ленту с твердым термоплавким клеевым слоем.

Нанесение полимерной ленты с мастичным слоем поверх армированного мастичного материала при одновременном осуществлении прикатки эластичными роликами образующегося двойного изоляционного мастично-полимерного слоя позволяет перераспределить мастику по поверхности трубы, заполняя все неровности рельефа и пустоты, в том числе в зоне валиков сварных швов. Нанесение обертки из термоусаживающейся ленты с твердым термоплавким клеевым слоем и последующая ее термообработка позволяют сформировать жесткий монолитный, плотно обжимающий покрытие кожух, не подверженный гофрообразованию и смещениям в процессе эксплуатации трубопровода. Твердый термоплавкий клей, расплавляясь при термообработке, обеспечивает после охлаждения прочное сцепление витков обертки в местах нахлестов между собой, увеличивает жесткость оболочки. Термообработка обертки, в частности, излучением галогенных ламп накаливания по сравнению с другими видами нагрева (например, газовым нагревом или нагревом ТЭНами) позволяет осуществлять неглубокий поверхностный нагрев полимерной термоусаживающейся обертки, а также подплавлять клеевой слой на ее кромках в зонах нахлеста, исключает сплавление оберточного и изоляционного слоев, практически не затрагивая внутренней мастичной основы, и тем самым провести достаточную усадку, обеспечивая образование монолитного кожуха и не допуская стекания мастичного слоя.

При применении заявляемого способа на всей поверхности защищаемого трубопровода формируется сплошной адгезированный изоляционный мастичный слой, защищенный от внешних воздействий жесткой монолитной полимерной оболочкой, и тем самым обеспечивается надежная долговременная антикоррозионная защита трубопровода.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Поверхность защищаемого трубопровода очищают от загрязнений и ржавчины, например, металлическими щетками либо высокоскоростными потоками абразива с помощью пескоструйных сопл. На очищенную поверхность наносят слой жидкой грунтовки, приготовленной на основе применяемой мастики, любым известным методом (например, кистью, валиком, распылением или растирочным полотенцем). Пока грунтовка не высохла, на трубопровод наносят спиральной намоткой с нормированным натяжением рулонный мастичный армированный материал, армирование которого выполняют, например, стеклосеткой, размещенной в толще мастичного слоя. Спиральную намотку осуществляют с нахлестом вручную либо с помощью намоточного устройства, причем непосредственно перед нанесением с мастичной поверхности рулонного материала удаляют антиадгезионную пленку, предотвращающую склеивание его витков в рулоне. Поверх нанесенного рулонного мастичного материала аналогичным образом наносят полимерную ленту с мастичным слоем. При этом мастичный слой ленты обращен к поверхности трубы. Нанесенные слои изоляционного покрытия одновременно прикатывают с усилием через наружный слой полимерной ленты эластичным роликом либо группой роликов, вращающихся вокруг трубы и обкатывающих всю поверхность трубопровода. Использование эластичных роликов позволяет осуществлять равномерную прикатку покрытия по всей поверхности трубы, включая околошовные зоны. Усилие прикатки роликов подбирают с учетом степени пластичности мастики. На сформированное таким образом изоляционное покрытие спиральной намоткой с нахлестом наносят двухслойную полимерную обертку из термоусаживающейся ленты с твердым термоплавким клеевым слоем, обращенным при намотке к поверхности трубы. Нанесенную обертку подвергают термообработке, прогревая снаружи полимерную основу до температуры, необходимой для ее усадки и расплавления термоплавкого клея. Режим термообработки подбирают таким образом, чтобы мастичный слой изоляционного покрытия не подвергался перегреву, что может привести к стеканию мастики, короблению полимерной основы ленты с мастичным слоем. Такой режим термообработки обеспечивается поверхностным нагревом, в частности, с применением галогенных ламп накаливания, которые могут быть размещены, например, в охватывающем трубопровод кожухе, перемещаемом по нему после нанесения обертки. Намотка всех трех используемых видов рулонных материалов производится со смещением таким образом, чтобы нахлесты витков были смещены относительно друг друга. При механизированном нанесении намотка всех рулонных материалов и прикатка роликами изоляционного слоя должны производиться одним намоточным устройством, имеющим три шпули для крепления рулонов.

Предлагаемый способ был применен для защиты от коррозии участка магистрального газопровода диаметром 1020 мм. Поверхность трубопровода очищали от старого покрытия, грязи и ржавчины с помощью малогабаритной очистной резцовой машины ОМР-1220. На очищенную поверхность последовательно наносили слой грунтовки «ТРАНСКОР-ГАЗ» (ТУ 5775-005-32989231-2005), рулонный армированный стеклосеткой мастичный материал РАМ (ТУ 5774-014-05801845-2006), мастичную полимерную ленту ЛИТКОР (ТУ 2245-019-05801845-2006) и обертку из двухслойной термоусаживающейся ленты ТЕРМА-40 (ТУ 2245-002-44271562-00).

Нанесение грунтовки выполняли грунтовочной машиной МГМ-1220. Рулонные материалы РАМ, ЛИТКОР и ТЕРМА-40 наносили с помощью изоляционной машины ИММ-1220, которая была оборудована двумя шпуледержателями с устройствами для смотки антиадгезива с мастичных рулонных материалов и шестнадцатью подпружиненными опорно-прикаточными уретановыми роликами для их прикатки после нанесения слоя ЛИТКОР, а также одним шпуледержателем для ленты ТЕРМА-40 с широким прикаточным роликом. После нанесения обертки осуществляли нагрев ее поверхности до 80÷100°С с помощью перемещаемого по трубопроводу устройства лучистого нагрева.

Обследование состояния антикоррозионного покрытия через год эксплуатации показало, что обертка плотно облегает поверхность трубопровода, без гофр и складок, нахлесты витков обертки загерметизированы расплавом ее клеевого слоя. Мастичный изоляционный слой покрытия адгезирован к металлу по всей поверхности трубы, включая околошовные зоны и углубления рельефа. Адгезия покрытия к металлу составила 16÷50 Н/см. Признаков коррозии металла и изменения мастики не обнаружено.

Предлагаемый способ обеспечивает высокотехнологичную, надежную и долговременную защиту трубопроводов от коррозии.