В зависимости от защитной способности наружных покрытий в конкретных условиях эксплуатации в соответствии РД 153-39.4-091 в России различают следующие типы: нормальный, усиленный и весьма усиленный; в зависимости от используемых материалов: полимерные (экструдированные из расплава, сплавляемые на трубах из порошков, из липких изоляционных лент и др.), мастичные (битумные и каменноугольные), стеклоэмалевые и др.
В России на магистральных стальных трубопроводах, групповых и межхозяйственных. водопроводах и ответвлениях от них применяются два типа защитных покрытий: нормальные и усиленные (полимерные, битумно-резиновые, битумно-полимерные и др.).
На стальных трубопроводах, прокладываемых непосредственно в земле в пределах территории городов, населенных пунктов и промышленных предприятий, применяются защитные покрытия весьма усиленного типа (битумно-полимерные, битумно-минеральные, каменноугольные, полимерные, этиленовые, а также покрытия на основе битумно-резиновых мастик), изготовляемые на специализированных заводах.
3.2 Экструдированные и напыленные полиэтиленовые покрытия
Требования к полиэтиленовым покрытиям. Применение полиэтилена для защитных покрытий трубопроводов обусловлено его высокой механической стойкостью к ударам, повышенной прочностью по сравнению с битумом при низких температурах, малой адсорбцией воды, незначительной диффузией водяных паров, высоким диэлектрическим сопротивлением и малым его изменением при эксплуатации покрытий. Однако для полиэтилена характерна сравнительно высокая степень кислородной и водородной диффузии. Полиэтилен вследствие особой молекулярной структуры обладает свойствами неполярности и имеет невысокую адгезию к стали. При этом коэффициент линейного расширения полиэтилена в 5,83 раза больше, чем стали. Полиэтиленовые покрытия должны наноситься сравнительно толстым слоем, не менее 0,8 мм, а с учетом механических испытаний в условиях транспортирования и укладки — не менее 1,8 мм.(ГОСТ 9.602-89)
Для получения полиэтиленового покрытия в заводских условиях используют различные композиции как гранулированного, так и порошкового полиэтилена. Гранулированный полиэтилен наносят на трубы методом экструзии, а порошковый — напылением. Применяют также и комбинированный способ, при котором нижний слой покрытия, прилегающий к металлу, наносят напылением порошкообразного полиэтилена или эпоксида, а верхний — экструзией полиэтилена.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ СЭВИЛЕНА И НАПОЛНЕННОГО ПОЛИЭТИЛЕНА
| Показатель | По ТУ 6-05-1635-81 | По ТУ 6-05-1409-79 | |
| 11104-030 | 11306-075 | 168-29Б | |
| Плотность г/см3 | 0,925±0,005 | 0,935±0,005 | 0,923±0,004 |
| Показатель текучести расплава, г/10 мин | 1…5 | 5…10 | 3,2…7,2 |
| Разброс показателя текучести расплава в пределах партии, % | ±10 | ±10 | ±5 |
| Массовая доля Винилацетата, % | 5…7 | 10…14 | – |
| Содержание наполнителя, % | – | – | 20±2 |
| Прочность при разрыве, МПа, не менее | 11,3 | 9,8 | 9 |
| Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | 600 | 60 | 450 |
| Число включений, не более | 15 | 15 | 20 |
| Стойкость к термоокислительному старению, ч, не менее | 8 | 8 | 8 |
3.3 Контроль качества защитных покрытий
Общие требования. Контроль качества защитных покрытий стальных трубопроводов должен осуществляться на всех этапах изоляционных и строительных работ, а также в условиях эксплуатации. Качество очистки, грунтовки и изоляции труб, выполняемых в заводских условиях и на производственных базах строительно-монтажных организаций, проверяет и принимает отдел технического контроля предприятия, Проверку качества изоляционных работ на трассе на основании СниП 42-01-2002 должны осуществлять инженерно-технические работники строительно-монтажной организации, выполняющей изоляционные работы, а также технический надзор заказчика.
Качество исходных материалов, используемых для изоляции трубопроводов, проверяют, сопоставляя данные, приведенные в технических паспортах и сертификатах, с результатами лабораторных анализов, а также контролем соответствия их свойств требованиям ТУ, и ГОСТов на эти материалы. При отсутствии технических паспортов или сертификатов на изоляционные материалы возможность их применения для изоляции труб должна определить и выдать письменное заключение по результатам испытаний лаборатория строительно-монтажной организации
Качество очистки поверхности. Качество очистки внешней поверхности труб проверяют визуально и сравнением очищенной поверхности с утвержденными для каждого вида изоляционного покрытия эталонами. Для инструментального контроля качества очистки могут применяться приборы типа УКСО конструкции ВНИИСТ
Прибор УКСО-2 устанавливают на очистной или комбинированной машине и осуществляют контроль непосредственно в процессе очистки трубопроводов. Информация о степени очистки выводится на стрелочный индикатор со шкалой 0...100 %, Прибор имеет световую и звуковую сигнализацию предельно допустимых значений степени очистки, а при подключении регистрирующего устройства обеспечивает автоматическую запись информации о степени очистки. В основе метода лежит принцип измерения электрической проводимости поверхностного слоя очищаемой поверхности трубопровода. Измерительным электродом является контактный ролик, прижимаемый к контролируемой поверхности с помощью калибровочной пружины. Поверхность трубопровода, очищенная от грязи, окалины, обладает хорошей электропроводимостью, в то время как любые посторонние включения на поверхности металла ухудшают проводимость между поверхностью трубопровода и контактным роликом.
Качество нанесенного на трубы защитного покрытия определяют внешним осмотром, измерением толщины, проверкой сплошности и прилипаемости (адгезии) к металлу, прочности при ударе, переходного электросопротивления.
Для полиэтиленовых и эпоксидных покрытий заводского нанесения показатели качества подразделяют на сдаточные и гарантированные. Сдаточные показатели определяют на каждой партии изолированных труб и вносят в сертификаты. Гарантируемые показатели контролируют периодически в цеховой лаборатории или по требованиям заказчика. Сдаточные испытания наружного полиэтиленового и эпоксидного покрытий включают внешний осмотр изолированной поверхности, измерение толщины, проверку диэлектрической сплошности, испытание ударной прочности и адгезии к металлу в исходном состоянии изоляции при температуре (20±5)°С.
К гарантируемым показателям относятся: стойкость к катодному отслаиванию, ударная прочность и физико-механические характеристики при отрицательных и повышенных положительных температурах, переходное электросопротивление после термостарения покрытий и т. д. в соответствии с имеющейся ведомственной нормативно-технической документацией.
Внешний осмотр защитного покрытия проводят непрерывно в процессе наложения каждого слоя изоляции по всей длине трубы и после окончания изоляционных работ. При этом фиксируют пропуски, трещины, сгустки, вздутия, пузыри, мелкие отверстия, отслоения, бугры, впадины. При нанесении липких лент, армирующего материала и защитных оберток контролируют натяжение полотнища, обеспечивающее плотное прилегание рулонного материала к поверхности трубы, число слоев, а также ширину нахлеста спиральных витков, которая должна быть не менее 3 см, а на концах ленты или обертки 10-15 см.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНЫХ ЛИПКИХ ЛЕНТ
| Показатель | Материал основы | ||||
| поливинилхлорид | полиэтилен | Кремнийорганическая резина | |||
| ПИЛ (летняя) (ТУ 6-19-103-78) | ПВХ-Л (ТУ 102-320-86) | ПВХ-БК (ТУ 102-166-82) | ЛДП (ТУ 102-376-84) | ЛЭТСАР-ЛПТ (марка Б) (ТУ 38-103412-78) | |
| Ширина ленты; мм | 410±10; 450±10; 500±10 | 90±10; 150±10; 450±10; 480±10; 500±10 | 450±10; 480±10; 500±10 | 450±10; 500±10 | 250±10; 450±10 |
| Длина полотна ленты в рулоне не менее, м | 125±5; 180±5 | 125±5; 180±5 | 125±5; 180±5 | 125±5 | 10±0,5 |
| Толщина ленты, мм, не менее | 0,4±0,05 | 0,4±0,05 | 0,4±0,05 | 0,6±0,15 | 0,6±0,1 |
| Толщина клеевого слоя, мм, не менее | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | – |
| Прочность при разрыве, МПа, не менее | 13 | 20 | 20 | 13 | 15 |
| Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | 190 | 200 | 200 | 300 | 500 |
| Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 °С, Ом*см, не менее | 1*1011 | 1*1011 | 1*1011 | 1*1012 | 1*1012 |
| Липкость, с, не менее | 20 | 20 | – | – | – |
| Адгезия к загрунтованной поверхности стали при 20 °С, Н/см, не менее | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 15 | 5 |
| Температура хрупкости, °С, не выше | – 30 | – 40 | – 50 | – 50 | – 50 |
| Температурный режим эксплуатации, °С | От – 30 до + 40 | От – 40 до + 30 | От – 45 до + 40 | От – 60 до + 60 | От – 50 до + 120 |
| Температура нанесения (нижний предел), °С | До + 5 | До – 35 | До – 35 | До – 40 | До – 40 |
| Цвет | Синий, черный | Черный, коричневый, синий | Натуральный | Серый, черный | Красный, коричневый |
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БИТУМОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАСТИК ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ