RU2340830C1

RU2340830C1 - Method of pipeline corrosion protection

Info

Publication number: RU2340830C1
Application number: RU2007118351/06A
Authority: RU
Inventors: Петр Михайлович Созонов (RU); Петр Михайлович Созонов; бов Виктор Михайлович Р (RU); Виктор Михайлович Рябов; Анатолий Яковлевич Гольдфарб (RU); Анатолий Яковлевич Гольдфарб; Игорь Александрович Бухарин (RU); Игорь Александрович Бухарин; Гаптыльмажит Назипович Нуриев (RU); Гаптыльмажит Назипович Нуриев; Евгений Анатольевич Скаковский (RU); Евгений Анатольевич Скаковский; Светлана Александровна Кунгурцева (RU); Светлана Александровна Кунгурцева
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-12-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: pipeline external surface is cleaned, prime coating is applied on it, and rolled mastic reinforced material on the basis of bitumen-polymer or asphalt-resin putty is successively spirally wound with an overlap, as well as heat-shrinkage wrapping with its subsequent thermal treatment. Prior to wrapping application polymer tape is additionally wound with the layer of the same putty on the whole of its surface that faces the pipeline, and simultaneously it is rolled with elastic rollers. Wrapping is double-layer polymer heat-shrinkage tape with hard thermomelting adhesive layer.

EFFECT: increase of pipeline reliability.

Description

Изобретение относится к области защиты подземных трубопроводов от коррозии, в частности к технологии нанесения защитных покрытий на их наружную поверхность.The invention relates to the field of protection of underground pipelines against corrosion, in particular to a technology for applying protective coatings to their outer surface.

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).Known methods of corrosion protection of the outer surface of pipelines, which include cleaning it, applying a primer layer, sequentially winding with tension of a polymer insulating tape with a mastic layer based on bitumen-polymer or asphalt-resinous mastic and wrapping from sticky polymer or single-layer heat-shrinkable tape with its subsequent shrinkage ( GOST R 51164-98 "Steel main pipelines. General requirements for protection against corrosion." M., Gosstandart of Russia, IPK Standards Publishing House, 1998, table 1, design No. 1 8, 21. TU 2245-023-16802026-2000 "Coating based on LiAM tape and heat-shrinkable tape", 11/01/2000, pp.2-4, 13-15. RF patent №2265151, F16L 5 8/04, publ. 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.However, with this method of applying coating layers due to the tension of the tapes during winding, filling of tent areas along the rollers of the pipeline welds is not ensured by mastic, which creates conditions for metal corrosion. In addition, the coating obtained in this way is unstable with respect to shear loads arising during the operation of the pipeline due to the low adhesive strength of the mastic layer of tapes to them. This leads to the formation of corrugations and folds, especially on pipes of large diameter. The use of adhesive polymer or single-layer heat-shrinkable tapes as wrappers does not provide sufficient protection of the coating against such loads, since wrappers of this type do not form a rigid monolithic shell on the pipeline.

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.A known method of protecting the outer surface of pipelines from corrosion (instructions for use IN 1394-016-46541379-2005 "Instructions for applying a combined protective coating based on a roll of reinforced material RAM and tape radiation-crosslinked mastic DONRAD-GAZ", www.gefestrostov.ru) in which a primer layer is applied to the cleaned pipe surface and a roll of fiberglass reinforced fiberglass reinforced material RAM (in one or two layers) and a wrapper layer of radiation-crosslinked polymer tape with ma with a stratum layer DONRAD-GAZ.

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.With this method, the formation of tent zones under the PAM tape along the bases of the weld beads is also not ruled out. The presence of a mastic layer in the construction of the DONRAD-GAS wrapping tape does not allow it to be heated to the temperature necessary for the thermal shrinkage of the radiation-crosslinked polymer base, due to drip off of the mastic, and the tape not subjected to shrinkage is not able to prevent the formation of corrugations and wrinkles during operation. This creates the conditions for the penetration of the environment, including soil electrolyte, both to the material of the mastic layer, which reduces its service life due to leaching of components, and to the metal.

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.The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of protecting the outer surface of the pipeline from corrosion by ensuring a snug fit of the protective coating over the entire surface of the pipeline and increasing the resistance of the coating to shear loads.

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.The problem is solved due to the fact that in the method of corrosion protection of the outer surface of the pipeline, which consists in cleaning the surface, applying a primer on it, sequential spiral winding with an overlap of rolled mastic reinforced material based on bitumen-polymer or asphalt-resinous mastic and heat-shrinkable wrapper with its subsequent heat treatment , according to the invention, before applying the wrapper, they additionally wind the polymer tape with a layer of the same mastic over its entire surface a part facing the pipeline, and at the same time, it is rolled by elastic rollers, and a two-layer polymeric heat-shrinkable tape with a solid hot-melt adhesive layer is used as a wrapper.

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.The application of a polymer tape with a mastic layer on top of a reinforced mastic material while simultaneously rolling with the elastic rollers of the resulting double insulating mastic-polymer layer allows redistributing the mastic on the pipe surface, filling all the unevenness of the relief and voids, including in the area of the weld beads. Applying a wrapper from a heat-shrinkable tape with a solid hot-melt adhesive layer and its subsequent heat treatment allow the formation of a rigid monolithic, tightly compressing coating casing, not subject to corrugation and displacements during operation of the pipeline. Solid hot-melt adhesive, melting during heat treatment, provides after cooling a strong adhesion of the turns of the wrapper in places of overlapping with each other, increases the rigidity of the shell. Heat treatment of the wrapper, in particular, by the emission of halogen incandescent lamps in comparison with other types of heating (for example, gas heating or heating by heating elements) allows for shallow surface heating of the polymer heat-shrinkable wrapper, as well as fusion of the adhesive layer on its edges in the overlap zones, eliminates the fusion of the wrapper and insulating layers, almost without affecting the internal mastic base, and thereby conduct sufficient shrinkage, ensuring the formation of a monolithic casing and avoiding glasses ia mastic layer.

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.When applying the proposed method on the entire surface of the protected pipeline, a continuous adhesive insulating mastic layer is formed, protected from external influences by a rigid monolithic polymer shell, and this ensures reliable long-term corrosion protection of the pipeline.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

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.The surface of the protected pipeline is cleaned of dirt and rust, for example, with metal brushes or high-speed abrasive streams using sandblasting nozzles. A layer of liquid primer, prepared on the basis of the used mastic, is applied to the cleaned surface by any known method (for example, with a brush, roller, spray or rubbing towel). Until the primer has dried, a rolled mastic reinforced material is applied to the pipeline by spiral winding with normalized tension, the reinforcement of which is performed, for example, by a fiberglass mesh located in the thickness of the mastic layer. Spiral winding is carried out with an overlap manually or using a winding device, and immediately before applying from the mastic surface of the roll material, a release film is removed to prevent gluing of its coils in the roll. On top of the applied roll mastic material, a polymer tape with a mastic layer is likewise applied. In this case, the mastic layer of the tape faces the surface of the pipe. The applied layers of the insulation coating are simultaneously rolled with force through the outer layer of the polymer tape with an elastic roller or a group of rollers rotating around the pipe and running around the entire surface of the pipeline. The use of elastic rollers allows uniform rolling of the coating over the entire surface of the pipe, including the heat-affected zones. The force of rolling the rollers is selected taking into account the degree of plasticity of the mastic. A double-layer polymer wrapper made of a heat-shrinkable tape with a solid hot-melt adhesive layer facing the pipe surface during winding is applied to the insulation coating formed in this way by spiral winding with an overlap. The applied wrapper is subjected to heat treatment, heating the polymer base from the outside to the temperature necessary for its shrinkage and melting of the hot-melt adhesive. The heat treatment mode is selected so that the mastic layer of the insulating coating is not subjected to overheating, which can lead to runoff of mastic, warping of the polymer base of the tape with the mastic layer. Such a heat treatment mode is provided by surface heating, in particular, with the use of halogen incandescent lamps, which can be placed, for example, in a casing enclosing the pipeline, moved along it after applying the wrapper. The winding of all three types of roll materials used is offset so that the overlaps of the turns are offset relative to each other. During mechanized application, the winding of all rolled materials and rolling by the rollers of the insulating layer should be carried out by one winding device having three spools for attaching the rolls.

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).The proposed method was applied to protect against corrosion of a section of the main gas pipeline with a diameter of 1020 mm. The surface of the pipeline was cleaned of the old coating, dirt and rust using a small-sized cleaning cutting tool OMR-1220. A TRANSKOR-GAZ primer layer (TU 5775-005-32989231-2005), a roll of fiberglass reinforced mastic material RAM (TU 5774-014-05801845-2006), and a mastic polymer tape LITKOR (TU 2245-019-) were successively applied to the cleaned surface. 05801845-2006) and a wrapper from a two-layer thermoseated tape TERMA-40 (TU 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.The primer was applied using the MGM-1220 primer. The RAM, LITKOR and TERMA-40 roll materials were applied using an IMM-1220 insulation machine, which was equipped with two bobbin holders with devices for winding release agents from mastic rolled materials and sixteen spring-loaded urethane back-up rollers for rolling after applying a LITKOR layer, as well as one bobbin holder for tape TERMA-40 with a wide feed roller. After applying the wrapper, its surface was heated to 80–100 ° C using a radiant heating device moved through the pipeline.

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.An examination of the state of the anticorrosion coating after a year of operation showed that the wrapper tightly fits the surface of the pipeline, without corrugations and folds, the overlays of the turns of the wrapper are sealed with a melt of its adhesive layer. The mastic insulating coating layer is adhered to the metal over the entire surface of the pipe, including heat-affected zones and depressions. The adhesion of the coating to the metal was 16 ÷ 50 N / cm. No signs of metal corrosion and mastic changes were found.

Предлагаемый способ обеспечивает высокотехнологичную, надежную и долговременную защиту трубопроводов от коррозии.The proposed method provides high-tech, reliable and long-term protection of pipelines from corrosion.

Claims

A method of anticorrosive protection of the outer surface of a pipeline, which consists in cleaning the surface, applying a primer on it, sequential spiral winding with an overlap of rolled mastic reinforced material based on bitumen-polymer or asphalt-resinous mastic and heat-shrinkable wrapper with its subsequent heat treatment, characterized in that it is additionally applied before wrapping carry out the winding of a polymer tape with a layer of the same mastic over its entire surface facing the pipeline, and at the same time fected its elastic stitching rollers, and as the wrapper is applied a two-layer heat shrinkable polymeric tape with a solid hot melt adhesive.