Трубы в ППУ изоляции

Известно, что в мировой практике накоплен определенный опыт производства предварительно изолированных труб с антикоррозионными покрытиями, однако имеющиеся сведения носят общий и рекламный характер, что объясняется естественным нежеланием зарубежных производителей делиться сколько-нибудь важной в научно-техническом и коммерческом плане информацией.

В связи с этим, по инициативе ряда предприятий-производителей предизолированных труб, в испытательной лаборатории Трубопроводы и энергооборудование ОАО Объединение ВНИПИэнергопром был выполнен ряд исследований и испытаний, позволяющих оценить возможность производства и применения труб с антикоррозионными покрытиями в ППУ-изоляции.

В качестве материалов покрытия при испытаниях применялись: антикоррозионный состав на полиуретановой основе Вектор 1025, рекомендованный к применению для защиты трубопроводов тепловых сетей в качестве грунта, и композиция «Магистраль».

При изготовлении образцов, имитирующих индустриальную конструкцию трубопровода с пенополиуретановой тепловой изоляцией, металлические трубки зачищались от продуктов коррозии металлической щеткой и вручную окрашивались в один слой составами:

«Вектор 1025″ (партия образцов № 1)

«Магистраль» (партия образцов № 2)

Толщина покрытий на металлических трубках составляла 50–60 микрон. Заливка окрашенных металлических трубок композицией для получения жесткой пенополиуретановой теплоизоляции производилась через 24 часа, после полного отверждения покрытий.

Для изготовления контрольных образцов производилась заливка металлических трубок без покрытия (партия образцов № 3), с поверхности которых наждачной бумагой были полностью удалены продукты коррозии.

В процессе испытаний определялось влияние антикоррозионных составов на такие показатели теплоизоляционной конструкции как: прочность сцепления пенополиуретановой тепловой изоляции с поверхностью трубы, обработанной антикоррозионными составами Вектор; защитные свойства при возникновении повреждений полиэтиленовой оболочки и разгерметизации муфт на действующем трубопроводе при его эксплуатации в условиях бесканальной прокладки.

Определение прочности сцепления пенополиуретановой тепловой изоляции с поверхностью трубы, обработанной антикоррозионным грунтом-адгезивом.

Определение прочности сцепления пенополиуретановой тепловой изоляции с поверхностью трубы проводилось через 10 суток после изготовления образцов и через 180 суток после их хранения в неотапливаемом помещении (с декабря по июнь месяц), в соответствии с ГОСТ 30732 –2001 Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке.

Определение коррозионной стойкости конструкции трубы в ППУ-изоляции с антикоррозионными покрытиями.

Для определения коррозионной стойкости конструкции трубы в ППУ-изоляции с антикоррозионными покрытиями была разработана методика стендовых испытаний, согласно которой образцы, представляющие собой модель участка теплопровода в ППУ-изоляции, помещались в ячейки размером 250x250x250 мм, заполненные песчаным грунтом с размером фракций 0,2–0,5 мм. Грунт, окружающий испытываемые образцы, первоначально был увлажнен раствором электролита, содержащего ионы хлора и сульфат-ионы. В течение всего периода испытаний влагосодержание грунта поддерживалось в пределах 10–12% путем периодического добавления дистиллированной воды. Роль дефектов (повреждений) полиэтиленовой оболочки, обеспечивающих возможность проникновения электролита к поверхности металлических трубок, выполняли неизолированные от внешней среды торцевые части образцов (пенополиуретан). Нагрев образцов осуществлялся электронагревателями, находящимися внутри металлических трубок и оснащенными регуляторами напряжения, позволяющими поддерживать заданную температуру испытаний. В процессе проведения испытаний были смоделированы условия эксплуатации теплопровода бесканальной прокладки в ППУ-изоляции при температурном режиме работы тепловой сети в весенне-осенний период. Продолжительность испытаний составила 1500 часов. Оценка результатов испытаний проводилась с использованием данных, полученных при инструментальном контроле адгезии пенополиуретановой изоляции к поверхности трубы и визуальной оценке состояния поверхности металла и защитного покрытия на каждом из испытываемых образцов.

Выводы.

На основании результатов стендовых испытаний образцов в индустриальной ППУ-изоляции с антикоррозионным покрытием установлено, что предварительное окрашивание поверхности труб (перед их заливкой пенополиуретаном) составами «Вектор 1025″ или «Магистраль» в один слой позволяет:

• В процессе длительного хранения труб в ППУ-изоляции обеспечить стабильную адгезию теплоизоляционного слоя к поверхности трубы и исключить протекание коррозионных процессов на концевых участках труб, не имеющих пенополиуретановой изоляции.
• В процессе эксплуатации трубопроводов в ППУ-изоляции предотвратить развитие коррозионных процессов в случае проникновения агрессивной среды к поверхности металла трубопровода при возникновении механических повреждений защитной полиэтиленовой оболочки и образовании сквозных повреждений трубы (непровар сварного шва, дефекты в металле и т.п.).
• Окраска поверхности труб композицией «Магистраль», содержащей специальные добавки, позволяет:
• Увеличить прочность сцепления пенополиуретановой тепловой изоляции с поверхностью трубы в два раза по сравнению с неокрашенной металлической поверхностью.
• Увеличить прочность сцепления пенополиуретановой тепловой изоляции с поверхностью трубы на 50% по сравнению с поверхностью, окрашенной мастикой Вектор 1025.
• Сохранять стабильные показатели адгезионных характеристик пенополиуретановой тепловой изоляции к поверхности трубы в процессе ее эксплуатации.

Рекомендации по применению покрытий.

Анализ влияния покрытий Вектор 1025 и композиции «Магистраль» на защитные и адгезионные свойства конструкции трубопроводов в ППУ-изоляции показывает, что данные покрытия можно применять для увеличения надежности конструкции трубопроводов в ППУ-изоляции. Однослойные покрытия Вектор 1025 и композицию «Магистраль» толщиной 50–60 микрон рекомендуется применять:

• для антикоррозионной обработки (окраски) поверхности стальных труб перед их заливкой пенополиуретаном с получением монолитной теплоизоляционной конструкции;
• для антикоррозионной защиты стыков трубопроводов в ППУ-изоляции в полевых условиях перед установкой на них герметизирующих муфт;
• для защиты трубопроводов перед изготовлением на них сборных теплоизоляционных конструкций из пенополиуретановых скорлуп; для защиты мест переходов «трубопровод в ППУ-изоляции — трубопровод с другим типом изоляции».