Строительство и архитектура/3. Современные технологии
строительства, реконструкции и реставрации

Д.т.н. Кузьбожев А.С.

филиал ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в г.Ухта, Россия

Новоселов Ф.А.

ООО «Газпром трансгаз Ухта», Россия

Обеспечение сохранности полимерных покрытий труб при строительстве и ремонте газопроводов

Защитная гидроизоляционная и противокоррозионная защитная способность покрытий труб наиболее высока у многослойных полимерных покрытий заводского нанесения. Такие покрытия обладают высоким уровнем работоспособности, механической прочности, герметизирующей способности и плотности сцепления с металлической поверхностью труб, что обеспечивает выполнение требуемых функций трубопроводов в пределах нормируемого срока их эксплуатации.

Как показал опыт хранения труб и строительства газопроводов из труб с заводскими покрытиями в условиях Крайнего Севера в отдельных случаях возникают нарушения адгезионного соединения покрытия с металлом труб, характеризующиеся сдвиговой деформацией и отслаиваниями. Эти дефекты создают условия возникновения коррозии под отслоившимся покрытием.

Экспериментально установлено, что цикл сварки труб газопроводов, гарантируя качество и надежность сварного шва, инициирует запуск механизма термического влияния на полимерные составляющие покрытия труб, воздействуя тем самым в различной степени на прочность их адгезионного соединения [1]. Минимальное тепловое воздействие на торцевую кромку покрытия обеспечивается на расстоянии менее 160 мм от сварного шва при минимальной температуре предварительного и сопутствующего подогрева, не превышающей 50°С [2].

Поэтому с целью предотвращения возникновения тепловых повреждений покрытий при сварке были разработаны способы нейтрализации теплового воздействия процессов сварки на покрытие. При проведении сварки кольцевых сварных соединений в процессе монтажа МГ из труб с покрытиями заводского нанесения выполняют следующие мероприятия, обеспечивающие сохранность покрытия и отсутствие повреждений:

- мониторинг температур на торцовой кромке покрытия в процессе сварки, при нанесении ТУМ:

а) температур предварительного, сопутствующего подогрева околошовной зоны сварного шва;

б) температур непосредственно процесса выполнения сварного шва;

в) температур при нанесении ТУМ;

- контроль кромки покрытия на наличие отслаивания, сдвига;

- - использование защитных экранов;

- использование фиксирующих хомутов.

Температуру измеряли контактным или дистанционным термометром в прикромочной области металла трубы в зоне, граничащей с кромкой защитного покрытия. Контроль состояния прикромочной области защитного полиэтиленового покрытия выполняли по температуре металла, по сдвигу кромки покрытия, возникающему вследствие перегрева, а также по оплавлению покрытия.

Сдвиг покрытия фиксировали визуально, величину сдвига измеряли стальной линейкой или штангенциркулем. В том случае, если один из контрольных параметров превышает допустимую величину, проводили мероприятия, направленные на предупреждение развития повреждений кромки покрытия.

Защитные экраны предназначены для защиты покрытия от оплавления под действием теплового излучения, возникающего при сварке стыков, а также частичного отвода тепла от внешней поверхности стенки трубы. Экран изготавливают из стальной полосы шириной не менее 100 мм и толщиной не более 0,5 мм. С одной стороны пластины выполняются надрезы длиной 60–70 мм, расстояние между соседними надрезами составляет 50 мм. Пластину устанавливают на трубу, при этом её концы отгибают и соединяют между собой винтами (предварительно на каждом конце пластины выполняется по два отверстия диаметром 12–15 мм), далее надрезанные участки полосы отгибают перпендикулярно стенке трубы (рисунок 1).

Рисунок 1 – Защитный экран для предохранения кромки полимерного покрытия от нагрева и теплового излучения при сварке

Для предотвращения сдвига кромки покрытия под действием внутренних напряжений при нагреве металла выше плюс 95 °С используют удерживающие хомуты. Для предотвращения сдвига одной кромки покрытия используют два хомута, каждый из которых состоит из двух изогнутых стальных пластин с отогнутыми концами (рисунок 2). Длина отогнутых концов составляет не менее 100 мм. Для стяжки пластин в отогнутых концах выполняют по два отверстия диаметром 13–15 мм, в которые устанавливаются болты М12. К каждой пластине приваривают по два стальных уголка длиной не менее 40 мм и высотой не менее 30 мм.

В каждом уголке выполняют отверстие диаметром 15 мм для установки фиксирующих шпилек. Хомуты устанавливают в следующем порядке:

- установка первого хомута на кромку покрытия (зазоры между покрытием и пластинами хомута не допускаются);

- установка второго хомута на покрытие, расстояние между первым и вторым хомутом составляет не менее 0,5 м;

- установка в отверстия уголков удерживающих шпилек с гайками и их затяжка.

Рисунок 2 – Удерживающий хомут для предотвращения сдвига кромки
при нагреве

Демонтируют фиксирующие хомуты после того, как температура прикромочной области трубы уменьшится до 30-40 °С.

Выводы:

1. Экспериментально установлено, что цикл сварки труб газопроводов, гарантируя качество и надежность сварного шва, инициирует запуск механизма термического влияния на полимерные составляющие покрытия труб, воздействуя тем самым в различной степени на прочность их адгезионного соединения. Минимальное тепловое воздействие на торцевую кромку покрытия обеспечивается на расстоянии менее 160 мм от сварного шва при минимальной температуре предварительного и сопутствующего подогрева, не превышающей 50°С.

2. Разработаны способы предохранения покрытий труб от теплового воздействия, сопровождающего сварочно-монтажные работы при строительстве, ремонте и реконструкции газопроводов, включая усиливающий бандажный и теплоотводящий хомуты.

Литература:

1 Зайцев К. И., Шмелева И. А. Справочник по сварочно-монтажным работам при строительстве трубопроводов. – М.: Недра, 1982. – 354 с.

2 Багрянский К. В., Добротна З. А., Хренов К. К. Теория сварочных процессов. – М.: Высшая школа, 1976. – 424 с.