Изоляция стальных труб – виды защиты трубопроводов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в развитие главы СНиП II -45-75 “Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования”.

1.2. Рекомендации применимы при проектировании магистральных и промысловых, новых и рекомендуемых трубопроводов с условным диаметром до 1420 мм включительно и ответвлении от них в различных районах страны, в том числе районах распространения вечномерзлых грунтов.

1.3. Рекомендации применимы для расчета тепловых режимов линейной части магистральных трубопроводов, с конструкцией теплоизоляции в виде сплошного кольца, полностью охватывающего весь периметр трубы, однако они могут быть рекомендованы и для расчетов трубопроводов, имеющих плоские теплоизоляционные экраны.

1.4. Проектирование трубопроводов различных систем прокладок (надземной, наземной, подземной) следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами с учетом взаимодействия трубопроводов с окружающей средой в период строительства и эксплуатации сооружений.

1.5. При проектировании теплоизолированных трубопроводов для выбора материалов и расчета толщины теплоизоляции необходимо руководствоваться требованиями следующих нормативных документов:

ГОСТ 16381-77 “Материалы строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования”;

ГОСТ 17177.0-81 – ГОСТ 17177.16-81 “Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы контроля”;

ТУ 36-1180-78 “Конструкции полносборные теплоизоляционные для трубопроводов, аппаратов и резервуаров”

1.6. При проектировании элементов теплоизоляционного покрытия трубопроводов надлежит пользоваться:

нормативными документами, перечисленными в п.1.5;

нормативными документами на материалы, из которых изготавливают это покрытие.

1.7. Необходимость применения теплоизоляции трубопроводов обусловлена в основном следующими причинами:

техническими требованиями, обязательными при перекачке жидких продуктов в зимник: условиях: (высокопарафинистые и высоковязкие нефти, конденсаты, вода и т.п.);

требованиями уменьшения теплопотерь в зимний период (транспорт нефти, нефтепродуктов, горячей воды, пара и т.п.);

уменьшением пучения или осадки трубопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах, (транспорт охлажденных газов) и льдистых просадочных грунтах (транспорт горячих продуктов);

сокращением энергетических затрат для подогрева транспортируемых продуктов по длине трубопровод с помощью специальных пунктов подогрева при остановке перекачки.

1.8. Высокие темпы строительства w точность монтажа, требуют создания конструкций теплоизоляция: труб, изготавливаемых в заводских или стационарных условиях, только монтируемых на трассе.

1.9. Конструкция теплоизоляции стыков между трубами, а также между трубами и отводами или тройниками должна обеспечивать их герметичность, а также компенсацию температурных деформаций.

1.10. Если защиту теплоизоляции осуществляют с помощью металлических покровных листов, то необходимо обеспечить защиту последних от коррозии.

1.11. Конструкцию трубопровода – вид прокладки, (подземную, наземную, надземную) и возможную систему компенсаций их продольных перемещений выбирают в зависимости от:

давления транспортируемого продукта;

температурного режима строительства и эксплуатации;

количества прокладываемых параллельных ниток;

инженерно-геологических, гидрогеологических и сейсмических условий района, где проходят трассы, с учетом прогноза изменения этих условий в процессе строительства и эксплуатации трубопровода.

1.12. Предложенная в настоящих Рекомендациях упрощенная методика расчета теплоизоляции магистральных трубопроводов различного целевого назначения (газопровода, нефтепровода, конденсатопровода), для всех применяющихся в настоящее время конструктивных систем прокладок (надземная, наземная, подземная, под водная) позволяет в процессе проектирования осуществлять оптимизацию конструкции теплоизоляции с учетом сохранения и рекультивации окружающей среды.

2 классиФикаЦИЯ теплоизоляции трубопроводов

2.1. Теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим основным признакам.

2.1.1. По форма и внешнему виду материалы подразделяются на:

штучные изделия; (плиты, блоки, цилиндры, полуцилиндры и др.);

рулонные и шнуровые (маты, шкуры и др.);

рыхлые и сыпучие (вата минеральная, стеклянная, вспученный перлит и др.).

2.1.2. По структуре материалы подразделяются на:

волокнистые (минераловатные и др.);

зернистые (вспученный перлит, вермикулит и др.),

ячеистые (пенопласты, пенобетон и др.)

2.1.2. По виду исходного сырья материалы подразделяются на:

Смеси из неорганических и органических материалов относятся к неорганическим, если количество неорганических материалов в смеси превышает 50 % по массе.

2.1.4. По плотности материалы подразделяются на марки:

особо низкой плотности (ОНП) с плотностью менее 75 кг/м 3 при марках по плотности до 75;

низкой плотности (НП) с плотностью менее 175 кг/м 3 при , марках по плотности от 100 до 175;

средней плотности ( C П) с плотностью менее 350 кг/м 3 при марках по плотности от 200 до 350;

плотные (Пл) с плотностью менее 600 кг/м 3 при марках по плотности от 400 до 600.

2.1.5. По жесткости теплоизоляционные изделия подразделяются на виды:

мягкие (М) – сжимаемость при удельной нагрузке 0,002 МПа (0,02 кгс/см 2 ) свыше 30%;

полужесткие (П) – сжимаемость при удельной нагрузке 0,002 МПа (0,02 кгс/см 2 ) от 6 до 30%;

жесткие (Ж) – сжимаемость при удельной нагрузке 0,002 МПа (0,02 кгс/см 2 ) до 6%;

повышенной жесткости (ПЖ) – сжимаемость при удельной на грузке 0,04 МПа (0,4 кгс/см 2 ) – до 10%;

твердые (Т) – сжимаемость при удельной нагрузке 0,1 МПа (1,0 кгс/см 2 ) до 10%.

2.1.6. По теплопроводности при средней температуре 25°С материалы и изделия подразделяются на классы:

класс А – низкой теплопроводности с; теплопроводностью до 0,06 Вт/м.К (0,05 ккал/м.ч. °С);

класс Б – средней теплопроводности с теплопроводностью свыше 0,06 до 0,115 Вт/м.К (свыше 0,05 до 0,1 ккал/м.ч °С);

класс В – порченной теплопроводности с теплопроводностью свыше 0,115 до 0,175 Вт/м.К (свыше 0,05 до 0,15 ккал/м.ч. °С);

2.1.7. По возгораемости теплоизоляционные материалы и изделия подразделяются на группы:

2.2. В зависимости от относительного расположения теплоизоляции и трубопровода теплоизоляционная конструкция может быть разделена на два вида:

а) теплоизоляционное покрытие (монтируют на трубопроводе);

б) теплоизоляционные экраны (подсыпки, маты, выстилка и т.п.).

2.3. В зависимости от соотношения температур транспортируемого продукта и окружающей среды конструкции теплоизоляции бывают без пароизоляционного слоя и с пароизоляционным слоем.

Пароизоляционный слой предохраняет теплоизоляцию от насыщения влагой при температуре окружающей среды выше температуры транспортируемого продукта.

Для надземных и наземных систем трубопровода пароизоляционный слой следует применять при температуре продукта ниже плюс 16°С.

Пароизоляционный слой устанавливают между покровным (защитным) слоем и теплоизоляцией.

2.4. В зависимости от количества слоев теплоизоляционные конструкции делятся на однослойные и многослойные.

2.5. По степени монтажной готовности теплоизоляционные конструкции при сооружении магистральных трубопроводов можно подразделить на сборные индустриальные и неиндустриальные.

полносборные конструкции полной заводской готовности, поступают на трассу в виде секций труб с теплоизоляционным покрытием либо секции теплоизоляционного покрытия, выполненных из штучных или рулонных теплоизоляционных изделий, скрепленных c защитным покрытием. В первом случае на трассе изолируют только сварочные стыки, а во втором – секции теплоизоляционного покрытия надевают на трубопровод и закрепляют (например, с помощью замка, бандажа, самонарезающих винтов);

сборные комплексные, выполняемые из отдельных элементов (штучных, рулонных и т.п.), подобранных по типоразмерам и временно скрепленных между собой для поставки к месту монтажа. При установке в проектное положение ведут последовательный раздельный монтаж термоизоляционных изделий, покровной оболочки и деталей крепления;

сборные с пригонкой теплоизоляционных изделий в процессе установки в проектное положение, представляют собой отдельные сборные элементы, которые комплектуют на монтажной площадке. Эти конструкции, как и сборные комплектные, могут быть выпол нены из штучных (пористо-зернистых, пористо-волокнистых или ячеистых) изделий, а также рулонных материалов.

2.5.2. Неиндустриальные конструкции изготавливают в процессе монтажа из различных материалов (например, волокнистых, порошкообразных, зернистых). Выполнение этих конструкций связано с применением значительного: объема ручного труда. Использование этих конструкций должно быть очень ограничено.

2.6. Возможно применение конструкций теплоизоляции, комбинированных с подогревом. В этом случае на трубопроводе вместе с теплоизоляцией устанавливают нагревательный элемент (например, элементы нагревательные гибкие ленточные ЭНГЛ-180 с питанием от электросети).

3. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

3.2. Материалы , рекомендованные для защитных покрытий изоляции надземных трубопроводов и область их применения, приведены в табл. 2.

3.3. Для защиты теплоизоляционного покрытия подземных трубопроводов рекомендуется применять трубы стальные или ив полиэтилена, а также пленки и ленты поливинилхлоридные с липким слоем.

Если применяют теплоизоляцию из пенополиуретана , пенополистирола или других жестких : материалов , наружный кожух из стабилизированного полиэтилена может быть изготовлен методом экструзии .

Стальные трубы рекомендуется применять в соответствии со следующими нормативными документами :

ГОСТ 10704- 76 ” Трубы стальные электросварные прямошовные “

а ) до диаметра 219 мм включительно с толщиной стенки 2,5- 3 мм ;

б ) диаметром от 219 до 426 мм включительно с толщиной стенки 4- 5 мм ;

в ) диаметром более 426 мм следует выбирать с минимально выпускаемыми стенками , начиная с 6 мм .

Изоляция стальных труб – виды защиты трубопроводов

Изоляция — это элемент конструкции или материал который снижает передачу тепла окружающей среде. Изоляция стальных труб является основным методом увеличения срока эксплуатации трубопроводов, а так же способствует снижению теплоотдачи водопроводных и отопительных систем.

Стоит отметить тот факт, что трубы с изоляцией способны дольше сохранить свои эксплуатационные характеристики. Это особенно важно для внешних систем, которые наиболее подвергаются влиянию окружающих факторов.

Что касается теплоизоляции трубопрокатного сортамента из стали, то она дает возможность сохранить их от замерзания, предохраняет их от разрывов, а этим самым избегают аварийных проблем. Получается, что заблаговременно приобрести защиту существенно экономнее, чем заниматься экстренными ремонтными мероприятиями в зимнее время.

Все материалы для защиты производят в строгом соответствии к нормативным требованиям, и допускаются для установки в таких сетях:

газовая и нефтяная;
различные инженерные коммуникации;
с повышенной влажностью в грунте;
с низкими показателями температуры и частыми ее перепадами.

Изолированные стальные трубопрокатные материалы применяют в таких сферах:

Водоподведение. Утепление таких горячих систем делают исходя не только из побуждений экономии, но и в целях безопасного использования.
Обогревательная система. Такие сети теплоизоляция защищает от прорыва. Он может произойти из-за большого различия между внутренним и внешним показателями температуры.
Дымоотводы. Производя теплоизоляцию дымохода, нужно брать для работы нетоксичные и термоустойчивые материалы. Потому, что температура перед топкой приблизительно -25 градусов и больше, а возле самой топки она поднимается больше 55 градусов.

Стоимость изоляционных материалов зависима от ее типа. Цена на них начинается с порога в 160 рублей для труб объемом на 5,7 см.

Покрытие из пенополиуретана (ППУ)

Стальная труба в ППУ изоляции используется для прокладки теплосетей бесканальным и наземным способом. ППУ изоляция изготавливается путем новейших технологий и материалов высокого качества.

Пенополиуретан (ППУ) создают их пары экологически безвредных компонентов. Это Воратек CD 100 и Изолан-345. Отличительная характеристика данного продукта – это высокие (на 97%) теплоизоляционные свойства.

В равнении с минеральной ватой, которую используют очень часто, пенополиуретан теряет меньше тепла. При обычной влажности коэффициент проводимости тепла ППУ намного ниже, чем у минеральной ваты.

Если рассмотреть преимущества ППУ, то они такие:

Температура, при которой можно использовать от 85 до 135 градусов.
Длительный период использования (до тридцати лет).
Свойства теплоизоляции до 97 – 98%.
Снижение расходов на монтаж теплотрассы.
Сниженные затраты на ремонтные работы водопроводной сети.
Возможность использования в разных климатических условиях.
Легкость определения аварийного участка.

И самое важное достоинство – это то, что пенополиуретан не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Так же при этом уменьшаются утечки рабочей среды, потому, что повышается дополнительная антикоррозийная защита.

Толщина стенок стальных труб и высоту поверхностного покрытия из ППУ на фирмах, продающих данные товары, корректируют в соответствии пожеланиям заказчиков.

Изоляция стальных труб

Почему важна качественная гидро- и теплоизоляция магистральных труб? Независимо от типа установки (закрытая или открытая) из-за большой протяженности трубопроводов происходит потеря тепла, на металл негативно воздействуют перепады температур, влага, что может привести к их повреждению. Изоляция стальных труб защищает систему от механических и атмосферных факторов, увеличивает срок ее службы, поддерживает оптимальные условия внутри системы.

Защитный слой наносят на трубы при строительстве магистралей (в заводских условиях) или при эксплуатации (в рамках ремонта). Технология и материалы, которые используются для изоляции, должны соответствовать строгим техническим стандартам. Обязательно соблюдение всех требований, указанных в документах и инструкциях, ведь от качества работ и качества изоляторов зависит бесперебойная работа систем ЖКХ, промышленных и энергетических объектов.

Выбор материалов и непосредственно монтаж изоляции производится, исходя из типа трубопроводов, места их установки, условий эксплуатации. Имеет значение влажность, тип транспортируемого вещества (нефть, газ, вода), температура, механические нагрузки. Приняты требования к расчету изоляционных систем и их установке:

защитные покрытия не должны негативно влиять на окружающую среду;
необходимо учитывать тепловые характеристики системы;
изоляция должна обеспечивать защиту труб от коррозии, пожаробезопасность и долговечность коммуникаций.

К важным эксплуатационным характеристикам изоляторов относятся плотность, устойчивость к вибрациям, эластичность, сжимаемость, теплопроводность, коррозийная стойкость. При выборе материала учитывается их толщина, воспламеняемость и другие свойства.

На сроки службы трубопровода влияет его расположение, погодные условия, интенсивность механических нагрузок. Трубы с изоляцией имеют защиту от коррозии и других факторов, поэтому служат гораздо дольше без потребности в ремонте.

Преимущества изолированных труб

Изоляция стальных труб способствует:

термостабильности транспортируемой среды для безопасности процесса;
повышению энергоэффективности, снижению потерь тепла и сокращению выбросов CO2 за счет надежной теплоизоляции;
безопасности системы, защите персонала от горячих поверхностей;
профилактике коррозии за счет пониженной влажности и конденсации;
уменьшению шума, вызванного турбулентностью в высокоскоростных средах;
противопожарной защите установки.

Все эти преимущества достигаются только при правильном выборе изоляторов и соблюдении технологии их монтажа.

Виды изоляции стальных труб

Выделяют 4 категории материалов для защиты трубопроводов:

пенополиуретановые: Воратек, Изолан;
пенополимерминеральные;
экструдированный полиэтилен;
мастики на резино-битумной основе.

Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, подходит для различных трубопроводных систем и условий эксплуатации.

Пенополиуретановая изоляция

ППУ наносят на поверхность труб методом распыления. Пенополиуретановые изоляторы Воратек и Изолан применяют для защиты стандартных стальных и оцинкованных трубопроводов: материалы безопасны для окружающей среды благодаря экологически чистому составу. При соблюдении технологии нанесения они увеличивают срок службы металлических конструкций до 30 и более лет. Часто защиту усиливают полиэтиленовым оцинкованным покрытием.

К недостаткам труб с ППУ относят горючесть, разрушение под воздействием ультрафиолета, необходимость полной замены поврежденных при обнаружении влаги – ремонт проводить нецелесообразно. Внутри ППУ-слоя устанавливают СОДК – систему оперативного дистанционного контроля, которая бесперебойно отслеживает проблемы в функционировании изоляции. С ее помощью контролируют уровень влажности и другие показатели системы.

Трубы с изоляцией из пенополиуретана изготавливают по ГОСТ 30732-2006. В стандарте перечислены требования к продукции, указаны допустимые технические показатели изоляционного слоя:

максимальная теплопроводность при 50 градусах по Цельсию – 0,033 Вт/м°С;
минимальная прочность при деформации/сжатии – 0,3 МПа;
минимальная плотность – 60 кг/м³.

Изолированные ППУ трубы выдерживают существенные нагрузки (температурные до 140 градусов, давление до 1,5 МПа), поэтому часто используются для прокладки подземных/наземных теплотрасс.

Пенополимерминеральная изоляция

ППМ используют для защиты труб из черной или оцинкованной стали. Пенополимерминеральное покрытие наносят в три слоя:

Влагозащитный толщиной 5-10 мм. Функция: защита металла от коррозии.
Теплоизоляционный. Толщина зависит от температуры окружающей среды (климатических условий региона). Функция: поддержание оптимальной температуры рабочей жидкости. Теплоизоляционные материалы имеют пористую структуру.
Внешний толщиной 10-15 мм. Функция: гидроизоляционная и механическая защита труб. Наружный слой определяет предельную прочность трубопровода.

Трубы с трехслойной изоляцией ППМ используют при наземном и подземном монтаже трубопроводных магистралей с рабочей температурой до 150 градусов, максимальным давлением 2,5 МПа.

Изоляция при помощи экструдированного полиэтилена

Трубы с изоляцией из экструдированного полиэтилена выпускают в заводских условиях. Усиление конструкций осуществляют после качественной подготовки, защита состоит из трех слоев:

Эпоксидная смола. Прослойка заполняет сколы, трещинки и другие дефекты на металлической поверхности, выравнивает ее.
Адгезивный слой. Предназначен для склеивания экструдированного полиэтилена с трубой.
Изоляционный слой из полиэтилена.

Усиленные таким способом трубы могут прослужить более 50 лет без потребности в ремонте. Другие преимущества полиэтиленовой защиты включают экологичность (отсутствие вреда для окружающей среды, включая почву при подземной прокладке труб), стойкость к коррозии, гидравлическим ударам, перепадам температур, химическим и другим агрессивным средам.

Благодаря совокупности перечисленных характеристик изолированные трубы используют в строительстве практически всех видов трубопроводных магистралей: газовых, водных, подводных, нефтяных. Допустимая температура рабочей среды: от -20 до +60 градусов.

Изоляция резино-битумной мастикой

Функция изолирующего слоя на основе резино-битумной мастики – защита труб от влаги и повышение их антикоррозийных свойств. На теплопроводность, предельное давление и другие параметры материал не влияет. Как правило, трубы изолируют мастикой в заводских условиях, до строительства трубопроводов.

Гидроизоляцию наносят по ГОСТ 51164-98:

сначала поверхность грунтуют для улучшения сцепления;
нанесение мастичного слоя;
армирование нетканым полотном;
конструкцию покрывают защитной оберткой.

Для усиления гидроизоляции мастику наносят в несколько слоев, между которыми укладывают армирующее полотно.

Применение труб, покрытых мастичным слоем, ограничено строительством газовых и водопроводных магистралей. Это связано с небольшим диапазоном температур, при которых эксплуатация труб возможна: от -10 до +40 градусов. Если температура опускается или поднимается за границы этих пределов, изоляционное покрытие начинает разрушаться.

В строительстве чаще используют трубы с покрытием из экструдированного полиэтилена или ППУ. Первые в основном применяют при прокладке магистральных трубопроводов, вторые – при разводке частных сетей.

Защита трубопровода от коррозии

Трубопроводные магистрали сегодня являются наиболее распространенным средством для осуществления доставки носителей энергии. К сожалению, у них есть существенный недостаток – они подвержены образованию ржавчины. Чтобы избежать появления коррозии на магистральных трубопроводах, выполняют катодную защиту. В чем же заключается ее принцип действия?

В наши дни существует много способов защиты водопроводов от коррозии. Суть их проста: металл, из которого изготовлены трубы, вступает в реакцию с определенными растворами и веществами. Результатом процесса становится образование небольшой защитной пенки.

Специалистами выделяются следующие методы защиты трубопроводов от коррозии:

Электрохимическая защита

Достаточно результативный способ защиты металлоконструкций от электрохимической коррозии. Иногда воссоздать лакокрасочную оболочку или защитное оберточное покрытие просто невозможно. Вот в таких случаях и уместно применение электрохимической защиты.

Восстановление покрытия трубопровода, расположенного под землей, или днища морского судна – процесс достаточно трудоемкий и дорогой, а в некоторых случаях и невозможный. Благодаря электрохимической защите изделие будет надежно защищено от коррозии: покрытия подземных трубопроводов, днищ судов, всевозможных резервуаров не будут разрушаться.

Используется метод в ситуациях, когда потенциал свободной коррозии пребывает в области усиленного распада основного металла или перепассивации. То есть, когда металлоконструкция интенсивно разрушается.
При электрохимической защите к изделию из металла подключают постоянный электрический ток. Благодаря ему на поверхности металлической конструкции образуется катодная поляризация электродов микрогальванических пар и анодные области становятся катодными. А вследствие негативного влияния коррозии разрушается не металл, а анод.
Электрохимическая защита может быть анодной или катодной: это будет зависеть от того, в какую сторону сдвинется потенциал металла (в положительную или в отрицательную).

Катодная защита

Метод, достаточно часто используемый для защиты металлоконструкций от коррозии. Применяется в тех случаях, когда металл не имеет склонности к пассивации. Суть метода проста: к изделию подается внешний электроток от отрицательного полюса, который обеспечивает поляризацию катодных участков коррозионных составляющих и поднимает значение потенциала до анодных. После прикрепления положительного полюса источника тока к аноду коррозия защищаемого изделия становится почти нулевой.

Анод требует периодической замены, так как со временем происходит его разрушение.

Способы катодной защиты: поляризация от внешнего источника электротока, торможение развития катодного процесса, связь с металлом, имеющим более электроотрицательный потенциал свободной коррозии в определенной среде (протекторная защита).
С помощью поляризации от внешнего источника электротока защищают конструкции, находящиеся в почве и в воде, цинк, олово, алюминий и его сплавы, титан, медь и ее сплавы, свинец, высокохромистые, углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали.
Роль внешнего источника электротока выполняют станции катодной защиты. Их главные составляющие – выпрямитель, токоподвод к защищаемому объекту, анодные заземлители, электрод сравнения и анодный кабель.
Катодная защита может быть использована в качестве самостоятельного или дополнительного способа коррозионной защиты.

Основной показатель результативности метода – защитный потенциал. Защитным называют тот потенциал, при котором быстрота коррозионного процесса металлического изделия становится минимальной.

Однако катодная защита обладает определенными недостатками. Один из них – опасность перезащиты. Такой эффект может наблюдаться в случае большого смещения потенциала защищаемого изделия в отрицательную сторону. Вследствие этого разрушаются защитные оболочки, начинается водородное охрупчивание металла, коррозионное растрескивание.

Протекторная защита

Вид катодной защиты, в процессе которого к защищаемому объекту подсоединяют металл с более высоким электроотрицательным потенциалом. При этом разрушается не металлоконструкция, а протектор. Через определенный промежуток времени протектор корродирует и его потребуется заменить на новый.

Эффект от протекторной защиты будет заметен только в том случае, если переходное сопротивление между протектором и окружающей средой незначительно.
У каждого протектора есть свой радиус защитного действия – предельно возможное расстояние, на которое можно удалить протектор без утраты защитного эффекта. Протекторную защиту применяют, когда ток к объекту подвести трудно, дорого или просто невозможно.
С помощью протекторов защищают объекты, находящиеся в нейтральных средах (море, реке, воздухе, почве и т.д.).
Материалом для изготовления протекторов служит магний, цинк, железо, алюминий. Металлы в чистом виде не смогут стать эффективной защитой для конструкций, поэтому, изготавливая протекторы, их дополнительно легируют.

Для изготовления железных протекторов используют углеродистые стали или чистое железо.

Анодная защита

Используется для титановых конструкций, объектов из низколегированных нержавеющих, углеродистых сталей, железистых высоколегированных сплавов, разнородных пассивирующихся металлов. Метод применяют в хорошо электропроводной коррозионной среде.

При анодной защите происходит сдвиг потенциала защищаемого металла в более положительную сторону. Смещение будет длиться до тех пор, пока не достигнется инертное устойчивое состояние системы. К преимуществам анодной электрохимической защиты можно отнести не только существенное торможение скорости коррозии, но и то, что продукты коррозии не оказываются в производимом продукте и среде.

Существует несколько способов реализации анодной защиты: можно сдвинуть потенциал в положительную сторону с помощью источника внешнего электротока или ввести в коррозионную среду окислители, которые способны повысить эффективность катодного процесса на металлической поверхности.
Анодная защита с применением окислителей по защитному механизму имеет много общего с анодной поляризацией.
При использовании пассивирующих ингибиторов с окисляющими характеристиками (бихроматов, нитратов и т.д.), защищаемая металлическая поверхность под воздействием возникшего тока становится пассивной. Однако эти вещества способны сильно загрязнять технологическую среду.
Если ввести в сплав добавки, реакция восстановления деполяризаторов, которая происходит на катоде, пройдет не с таким большим перенапряжением, как на защищаемом металле.
При прохождении электротока через защищаемую конструкцию потенциал сдвигается в положительную сторону.
В состав установки для анодной электрохимической защиты входит источник внешнего электротока, электрод сравнения, катод и защищаемая конструкция.

Для эффективности метода в той или иной среде используют легкопассивируемые металлы и сплавы. Кроме этого требуется высокое качество выполнения соединительных элементов и постоянное нахождение электрода сравнения и катода в растворе.

Подход к проектированию схемы расположения катодов должен быть индивидуальным для каждого случая.

Электрохимическую анодную защиту нержавеющих сталей используют для хранилищ серной кислоты, аммиачных растворов, минеральных удобрений, различных сборников, цистерн, мерников.

Анодную защиту используют, чтобы предотвратить коррозию ванн химического никелирования и теплообменных установок в изготовлении искусственного волокна и серной кислоты.

Электродренажная защита

Это способ защиты трубопроводов от разрушения с помощью блуждающих токов. Метод предусматривает их дренаж (отвод) с защищаемой конструкции на источник блуждающих токов или специальное заземление.

Дренаж бывает прямым, поляризованным и усиленным. Прямой электрический дренаж – это дренажное устройство, имеющее двустороннюю проводимость. При величине тока, превышающей допустимую величину, выйдет из строя плавкий предохранитель. Электрический ток пойдет по обмотке реле, оно включится, после чего произойдет включение звука или света.
Прямой электрический дренаж используют для тех трубопроводов, чей потенциал всегда выше потенциала рельсовой сети, служащей для отвода блуждающих токов. Иначе отвод станет каналом для натекания блуждающих токов на трубопровод.
Поляризованный электрический дренаж является дренажным устройством, имеющим одностороннюю проходимость. Отличие поляризованного дренажа от прямого заключается в присутствии у первого элемента односторонней проводимости ВЭ. В случае поляризованного дренажа ток течет только в одном направлении – от трубопровода к рельсу. Это не позволяет блуждающим токам натекать на трубопровод по дренажному проводу.
Усиленный дренаж используется тогда, когда требуется не только отвести блуждающие токи с трубопровода, но и создать на нем определенную величину защитного потенциала. Усиленный дренаж – это обычная катодная станция. Ее отрицательный полюс подсоединяют к защищаемой конструкции, а положительный – к рельсам электрифицированного транспорта, а не к анодному заземлению.
Как только трубопровод введут в эксплуатацию, регулируют работу системы его защиты от коррозии. Если возникает необходимость, осуществляют подключение станций катодной и дренажной защиты и протекторных установок.

Использование какой-либо из технологий защиты промысловых, стальных и прочих видов трубопроводов от коррозии – обязательная составляющая их эксплуатации. Все методы антикоррозийной защиты требуется реализовывать в строгом соответствии с ГОСТом.

Внутренняя изоляция труб: материалы покрытия, их функция

Внутренняя изоляция труб.
Для труб из металла нужна не только внешняя изоляция, но и внутренняя. В промышленных целях изделия покрывают с помощью эпоксидных материалов, такая внутренняя изоляция труб защищает от ударов электрическим током и образования ржавых отложений.

Особенности эпоксидного покрытия. В основе эпоксидного покрытия лежит эпоксидная смола, которую включают специальные смеси для обработки поверхности внутри трубопрокатов. Смола отличается своими положительными характеристиками: обладает устойчивостью к влажной среде, также топлива в жидком виде, не поддается влиянию щелочи и различных масел. Смоляное покрытие имеет высокий показатель адгезии к поверхности металла, служит защитой от повреждений механического и химического типа.

Преимущества изолированных труб

Изоляция стальных труб способствует:

термостабильности транспортируемой среды для безопасности процесса;
повышению энергоэффективности, снижению потерь тепла и сокращению выбросов CO2 за счет надежной теплоизоляции;
безопасности системы, защите персонала от горячих поверхностей;
профилактике коррозии за счет пониженной влажности и конденсации;
уменьшению шума, вызванного турбулентностью в высокоскоростных средах;
противопожарной защите установки.

Изоляция труб

Трубная продукция применяется в коммунальном хозяйстве и во всех промышленных сферах для создания:

Водопроводов;
Теплопроводов;
Нефтепроводов,
Газопроводов;
Продуктопроводов и пр.

Изоляция труб позволяет защитить коммуникационную сеть от механических повреждений, воздействия воды и других сред. Если будет грамотно подобрана изоляция стальных труб, их общий срок эксплуатации можно значительно продлить.

Пенополиуретановая изоляция

максимальная теплопроводность при 50 градусах по Цельсию – 0,033 Вт/м°С;
минимальная прочность при деформации/сжатии – 0,3 МПа;
минимальная плотность – 60 кг/м³.

Изоляция труб ППУ

Пенополиуретановая изоляция широко используется на теплопроводах и системах горячего водоснабжения. Она позволяет сократить теплопотери в 10 раз, в сравнении с изоляцией труб при помощи минеральной ваты. При этом стоимость такой изоляции меньше. В результате трубопроводная система может бесперебойно служить до 30-ти лет.

Использовать ППУ очень удобно: специально созданная цилиндрическая скорлупа может легко надеваться на функционирующую теплотрассу. Она выпускается либо с прорезью, либо состоящей из 2-х частей, соединяющихся по типу гребень-паз, или иным способом. Обычно такие сети могут выдержать температурный режим -180 – +130 градусов. Подобная изоляция труб может быть выполнена еще на заводе-изготовителе, что существенно облегчает монтаж трубопровода. Она защищает не только от потерь тепла, но и от процессов коррозии. При этом слой изоляции труб полностью герметичен. Их можно прокладывать под землей в любых грунтах.

Пенополимерминеральная изоляция

Влагозащитный толщиной 5-10 мм. Функция: защита металла от коррозии.
Теплоизоляционный. Толщина зависит от температуры окружающей среды (климатических условий региона). Функция: поддержание оптимальной температуры рабочей жидкости. Теплоизоляционные материалы имеют пористую структуру.
Внешний толщиной 10-15 мм. Функция: гидроизоляционная и механическая защита труб. Наружный слой определяет предельную прочность трубопровода.

Разновидности эпоксидной изоляции, выполненной на заводе

Внутренняя изоляция стальных труб может быть полимерной или эпоксидной. Полимерные составы чаще применяют в системах для обустройства канализации, водопровода.

Эпоксидные более устойчивы к агрессивным составам, поэтому их использование актуально для дренажных систем, нефте-, газопроводов.

Виды эпоксидного покрытия:

однослойное;
двухслойное;
трехслойное.

Однослойное покрытие используется для малого и среднего диаметра труб, которые в дальнейшем применяются для строительства промышленных трубопроводов, газопроводов межпоселкового расположения, а также систем коммунального назначения.

Нанесение однослойного покрытия ограничивается температурой жидкости, составляет не более +80°С. Если речь идет об агрессивных средах с содержанием сероводорода, дополнительно используют фенольный состав.

Зона сварного шва с внутренней стороны защищается специальной стальной втулкой, которая заранее с внутренней и внешней стороны покрывается тонким эпоксидным слоем.

Двухслойное эпоксидное покрытие формируется антикоррозионным и защитным слоем с толщиной 320 и 440-750 мкм соответственно. Максимальная возможная толщина – 1100 мкм.

Нанесение второго слоя дало возможность повысить ударопрочность, расширить сферы применения. Кроме того, на 16% уменьшилась шероховатость внутреннего покрытия, на 31% повысилась стойкость к агрессивным жидкостям.

Данный вид применяется при прокладке «горячих» участков, температура среды которых будет превышать +80°С.

Трехслойное покрытие относится к числу комбинированных, объединяет в себе эпоксидный и два полиэтиленовых слоя.

За счет этого удается максимально повысить надежность и долговечность. Разработка принадлежит японской фирме Simitomo Metal Ind.

На подготовленную поверхность наносят тончайший слой порошка на основе эпоксидной смолы, его толщина не превышает 0,3 мм. Предварительно его подвергают электронному облучению.

В заводских условиях распределяют на трубу, нагретую до 150°С. За счет пористости следующие полиэтиленовые слои получают максимальное сцепление.

Изоляция при помощи экструдированного полиэтилена

Эпоксидная смола. Прослойка заполняет сколы, трещинки и другие дефекты на металлической поверхности, выравнивает ее.
Адгезивный слой. Предназначен для склеивания экструдированного полиэтилена с трубой.
Изоляционный слой из полиэтилена.

История создания изоляции такого рода

До 1976 года единственным используемым материалом для внутренней обработки была цементно-песчаная смесь. Данный метод реализовывался с использованием центробежного способа, позволял получить утолщение стенки трубы, гладкость внутренней поверхности, увеличить прочность.

Цементно-песчаное покрытие улучшало гидравлические свойства трубопровода за счет гелевого слоя, который образовывался благодаря железомарганцевому соединению и частичкам глины.

Контроль качества трубопроводов показал, что спустя 40 лет регулярной эксплуатации такие трубы имеют коэффициент скольжения в пределах от 0,06 до 0,09. Данные показатели на порядок выше параметров, которые имеют новые стальные трубы без внутреннего защитного слоя при пятнадцатилетней эксплуатации.

Современное покрытие на основе эпоксидных смол впервые было применено на Волжском трубном заводе. Порошкообразный состав наносился как на внутреннюю, так и на внешнюю часть. За 1975-1996 годы заводом было выпущено около миллиона тонн трубы различного диаметра, назначения.

Материалы для эпоксидной изоляции производились города Ярославль. Транспортировка и монтаж показали, что изделия имеют высокие показатели износостойкости, устойчивости при выполнении сварных монтажных работ.

Сегодня эпоксидное покрытие является основным при производстве труб в Канаде, Индии, Китае, ЮАР. В США данный способ внутренней изоляции используется в 80% всей выпускаемой продукции.

ВУС и ЦПП изоляция

ВУС изоляция, устаревшие названия ЛИД-1 и Селмерс. Различают изоляцию УС, ВУС-2 (ВУС двухслойная) и ВУС-3 (ВУС трехслойная). Эксплуатация стальных труб, отводов, тройников, переходов из углеродистых и низколегированных сталей в ВУС изоляции позволяет увеличить надежности и продлить срок эксплуатации подземных трубопроводов, сократить расходы на их техническую эксплуатацию. Стальные трубы с наружным двухслойным или трехслойным антикоррозийным покрытием ВУС из экструдированного полиэтилена применяются для газопроводов транспортирующих природный газ (магистральные и распределительные газопроводы), нефтепроводов, водопроводов, трубопроводов тепловых сетей, свай и других стальных подземных конструкций. ВУС изоляция эффективно защищает от: — атмосферной коррозии (на участках выхода подземных сооружений из земли); — коррозии в почвенно-грунтовых водах и грунтах; — биокоррозии; — коррозии, вызванной блуждающими и индуцированными токами. Трубопроводы в ВУС изоляции способны безаварийно служить в течение 30 лет даже в условиях агрессивных сред.

Многослойная покрытие экструдированным полиэтиленом обеспечивает:

крайне низкое водопоглощение;
водопроницаемость;
повышенную адгезию между изоляционным материалом и металлом;
надежную наружную антикоррозионную защиту трубопроводов.

Благодаря таким характеристикам трубы ВУС способны безаварийно служить более 30 лет даже в условиях воздействия внешней агрессивной среды.

Пример условного обозначения трубы стальной диаметром 159мм, с толщиной стенки 4,5мм в изоляциии ВУС: Труба ст. 159х4,5 ВУС.

Все об оцинкованной изоляции труб: виды, размеры, применение и примерные цены на кожухи

Доброе время суток, дорогой читатель! Трубопроводы, предназначенные для подачи воды или тепла в помещение, требуют качественной защиты от тепловых потерь, механического воздействия и негативного влияния влаги, особенно если речь идет об их наружных участках. Для этих целей при сборке магистралей и разводок частных систем широко применяется оцинкованная изоляция труб, эффективно препятствующая быстрому износу теплоизоляции на трубопроводе, промерзанию, появлению конденсата и коррозийных образований на его деталях.

Зачем вообще нужна изоляция

Изоляция из оцинкованной стали является защитным покрытием наружных поверхностей труб, которая повышает их устойчивость к коррозии, механическим повреждениям и вредному воздействию окружающей среды.

Она также придаёт конструкции более эстетичный внешний вид, способствует повышению диапазона рабочих температур транспортируемого вещества, снижению тепловых потерь и пожароопасности.

Какие материалы используются

Данный вид изоляции изготавливается из тонколистовой оцинкованной стали в форме цилиндров или обечаек разных диаметров, из числа которых можно подобрать нужный вариант для любого наружного трубопровода.

Монтаж защитных оболочек из оцинковки осуществляется на ранее закреплённый теплоизолирующий материал:

пенополиуретан. Этот изолятор обладает низким коэффициентом теплопроводности, гигроскопичностью, долговечностью, хорошей адгезией со сталью и материалом оболочки, наносится методом напыления. По согласованию с заказчиком трубы в пенополиуретановой изоляции (ППУ) оснащаются системой ОДК (оперативного дистанционного контроля). Она позволяет в режиме реального времени получить информацию о повреждениях стальной трубы и оболочки, появления мест увлажнения теплоизоляционного слоя, нарушениях работы сигнального провода;
ППУ скорлупы — изделия из вспененного полиуретана, выполненные в виде разъёмных цилиндров, полуцилиндров, сборных элементов. Фиксируются на трубе по стяжке;
пенополимерминерал. Материал имеет низкий коэффициент водопоглощения, хорошо сохраняет тепло в магистрали. Стоимость пенополимерминеральной изоляции (ППМ) ниже других вариантов теплоизоляторов;
экструдированный полиэтилен. Изоляция труб при помощи экструдированного полиэтилена считается усиленной (ВУС). Наносится она в заводских условиях, образует полностью водонепроницаемый слой, устойчивый к перепадам температур и воздействию различных химических соединений и агрессивных сред;
резино — битумная мастика. Выполняет функцию гидроизоляции металлических труб, не влияя на снижение их теплопроводности. Технология изоляции резино — битумной мастикой предполагает нанесение нескольких слоёв: грунтовки, повышающей адгезию металлических поверхностей, полимерно — битумной мастики и нетканного полотна для армирования. Для обёртки изолированной поверхности труб используется полимерная плёнка или оцинковка.

Назначение оцинкованных защитных кожухов

Оцинкованный кожух — это изделие цилиндрической формы с накатанными водоотводными рёбрами жёсткости. Он устанавливается в качестве защитной гидроизоляционной оболочки на открытых трубопроводных магистралях с теплоизоляционным слоем из минеральной ваты или скорлуп ППУ с покрытием гидроизоляционной плёнкой.

Также выпускаются изделия, в которых внешняя оболочка выполнена из полиэтилена.

Требования, Свойства и технические характеристики покрытия

При открытой прокладке трубопроводов для защиты теплоизоляции труб выполняют посредством спирально вальцованной оболочки из тонколистовой оцинкованной стали 1 или 2 класса (ГОСТ 14918-80), в соответствии с требованиями СНиПа 2.0414-88.

Поверхность оболочки, согласно ГОСТ, с внешней стороны должна быть идеально гладкой или с незначительными продольными полосами и волнистостью, не выводящей толщину стенки трубы за пределы допустимого, с внутренней — шероховатой.
На обеих поверхностях не должно быть пузырей, трещин и посторонних включений.

Основные технические характеристики изделий:

толщина стенок — 0, 55 — 1,0 мм;
диапазон наружных диаметров — от 100 до 1600 мм;
длина прямых отрезков — 8 -12 м для труб диаметром менее 219 мм и 10 — 12 м для изделий диаметром от 273 мм.

Достоинства и недостатки защитного покрытия

К преимуществам оцинкованных кожухов можно отнести:

небольшой вес (листы оцинкованной стали имеют большую площадь, и в то же время мало весят);
простоту и легкость монтажа на уже собранные конструкции;
полную готовность к установке;
обладание высокой прочностью;
долговечность;
соответствие всем правилам пожарной безопасности и строительным нормам;
компактность и удобство при транспортировке;
эстетичный внешний вид;
возможность применения как снаружи, так и внутри помещений.

Недостатком является необходимость периодических осмотров в период эксплуатации для выявления повреждений с последующей заменой негодной детали новым изделием тех же размеров.

Конструкции и виды фасонных изделий

Сети инженерных коммуникаций имеют сложную пространственную конфигурацию, имеют в своём составе запорно — регулирующую и контрольно — измерительную арматуру. Поэтому для изолирования таких конструкций необходимы не только прямые участки, а и различные фасонные элементы: тройники, отводы, переходы, заглушки и др.

Прямой участок

Это готовое к монтажу изделие в форме разомкнутого цилиндра. Монтируется внахлёст с другими сегментами, крепиться замками — защёлками, саморезами или заклёпками.

Основные типоразмеры прямых участков оболочек:

длина – от 470 мм до 1000 мм;
наружный диаметр – от 60 мм до 500 мм (с шагом 10 мм), от 90 мм до 1000 мм (с шагом 10 мм);
отверстия под крепёж – 4-6 шт. диаметром 2,7 мм под саморезы или в количестве 3-6 шт. с диаметром 3,2 мм для установки заклепок или защёлок.

Отвод

Отводы — детали из оцинкованной стали толщиной 0,55; 0,7; 1,0 мм с радиусом гиба 90 или 45 градусов. Используются в местах, где трубопровод меняет направление, для защиты теплоизоляции фасонных элементов.

Тройник

Тройники защищают места разветвлений сетей трубопроводов. Выпускается в нескольких вариантах:

круглый Т- образный 90 градусов;
прямой с одинаковой длиной патрубков;
с укороченной длиной плеча под 30 и 45 градусов.

Устанавливаются так же как и прямолинейные изделия внахлест, крепятся на саморезы по металлу (типа клопы) или клепки.

Заглушка/переход

Торцевые заглушки — предназначены для защиты теплоизоляционного слоя в местах окончания трубопроводов. Состоят из двух частей с зигами, крепёжными отверстиями и саморезами.

Переход — это готовый к монтажу прямой участок оболочки концентрической или эксцентрической формы. Имеет один продольный и два поперечных зига, отверстия под крепеж и необходимое количество саморезов. Он защищает фасонное изделие, установленное в месте стыковки труб разного диаметра или изготовленных из разных материалов.

Цеппелины

Цеппелины — это фасонные изделия круглой формы, составленные из сегментов (лепестков).

По краю каждого сегмента предусмотрены зиги и отверстия для заклепок (саморезов). Цеппелины используются для изоляции торцов ёмкостей и резервуаров.

Оболочки для запорной арматуры и фланцев

Выполняются в виде разъёмного короба с необходимыми зигами и специальным замками — защелками, для жесткой и надежной фиксации частей изделия. Служат защитой теплоизоляционного слоя от негативного воздействия окружающей среды в местах размещения запорных устройств, различных контрольно-измерительных приборов, фланцевых соединений трубопроводной системы.

Конусы

Конусные оболочки — это вид оцинкованного покрытия конусообразной формы с наличием продольных и поперечных зигов. Они выполняют функцию защиты слоя теплоизоляции на торцевых поверхностях емкостей, на трубах дымохода и вентиляционных отводов со стороны улицы.

Врезки

Оболочка для врезки — это прямолинейный отрезок, имеющий продольный и поперечный зиги и криволинейное примыкание для сопряжения с основным элементом изоляции, отверстия под крепеж и необходимое количество саморезов. Применяется для защиты слоя утеплителя в местах примыкания (ответвления) линий от основного трубопровода.

Примерная стоимость

Примерная стоимость прямых участков кожухов из оцинкованной стали приведена в таблице.

Наружный диаметр	Цена за шт., в рублях
Ø 100	180
Ø 125	230
Ø 160	300
Ø 200	370
Ø 250	460
Ø 315	565
Ø 400	880
Ø 450	992
Ø 500	1110
Ø 560	1225
Ø 630	1378
Ø 710	1686
Ø 800	2058
Ø 1000	2572
Ø 1250	3200

Сфера применения и особенности монтажа

Оболочки из оцинкованной стали имеют высокие эксплуатационные характеристики и доступную цену, поэтому широко распространены в:

системах горячего и холодного водоснабжения
канализационных магистралях;
трубопроводах нефтегазодобывающей промышленности;
тепловых трассах, проложенных под землёй, в траншеях, наземным способом;
вентиляционных системах;
обустройстве печей, каминов (изоляция дымоходов);
противопожарных системах водоснабжения;
системах подающих и отводящих трубопроводов с циркулирующей технологической жидкостью;
для защиты открытых рабочих органов машин и механизмов.

Процесс монтажа оцинкованной оболочки достаточно прост, не требует использования специального технологического оборудования и легко выполняется своими руками.

Непрофессионалы могут воспользоваться следующей пошаговой инструкцией изоляции отдельного участка в уже эксплуатируемой магистрали:

очистить от грязи поверхность требуемого отрезка трубопровода;
обезжирить его уайт — спиртом или растворителем;
нанести на поверхность рабочих труб антикоррозийное покрытие из битумного праймера;
удалить увлажнённые части ППУ изоляции на торцах соседних секций труб;
разогреть защитную оболочку в месте стыка до температуры около 80°С — на это место укладывается специальная адгезионная лента (битумно — резиновая МБР);
зафиксировать защитную оцинкованную оболочку на месте стыка, закрепив изделие специальными хомутами или манжетами;
просверлить несколько отверстий для заливки пенополиуретана;
смешать пенообразователь и залить его в подготовленные отверстия;
заделать отверстия герметизирующей лентой Абрис.

Главное условие — монтаж должен выполняться при температуре окружающей среды не ниже + 20°С и в сухую погоду.

В дождливую погоду работы следует прокладку сети проводить под навесом или в другом типе укрытия, в противном случае возможно проникновение влаги в виде конденсата или в виде осадков во внутренний слой изоляции.

Заключение

Использование оцинкованной изоляции позволит снизить количество аварий в системе теплоснабжения и водопроводе, повысит их надёжность. Первоначальные затраты на её установку с лихвой компенсируются за счёт экономии энергоресурсов на нагрев теплоносителя и расходов на восстановительные работы при разморозке наружных веток систем подачи холодной воды. Подписывайтесь на наш канал, делитесь со своими друзьями полезными идеями в социальных сетях и на страницах этого сайта.