Isolamento dei gasdotti in acciaio: materiali per l'isolamento e metodi della loro applicazione
Stai progettando di gassificare la tua casa o di modernizzare la tua fornitura di gas? Un gasdotto è una delle comunicazioni più preziose e pericolose, quindi la sua protezione affidabile è estremamente importante.
D'accordo, il danno al tubo del gas e la perdita di questo carburante possono passare inosservati per un periodo piuttosto lungo e quindi portare alle conseguenze più disastrose. È meglio studiare tutto attentamente in anticipo e andare sul sicuro quando si organizza la protezione, giusto?
Se sei interessato all'isolamento dei gasdotti in acciaio, in questo articolo troverai le risposte alle seguenti domande: perché è necessario, cos'è, in quali casi e come viene utilizzato ciascun tipo di materiale isolante, come controllare l'isolamento qualità del rivestimento. Menzioneremo tutti i tipi di gasdotti: dai gasdotti principali a quelli a bassa pressione, da quelli fuori terra a quelli sottomarini, e risponderemo a tutte le domande che sorgeranno.
Il contenuto dell'articolo:
Funzioni di isolamento dei gasdotti
Oggi quasi tutti gli edifici in ogni località sono collegati al gasdotto, è difficile immaginare la vita di un uomo moderno senza carburante blu. Immagina quanti tubi sono necessari per realizzare una tale rete di fornitura!
Si estendono sopra le nostre teste, sotto i nostri piedi, nelle profondità della terra e persino lungo il fondo del mare.Ogni centimetro di questa rete di gas deve essere protetto in modo affidabile e assolutamente sicuro, perché una perdita può provocare un incidente su vasta scala, con distruzioni e talvolta vittime.
I gasdotti in polietilene non necessitano di protezione aggiuntiva, ma non possono essere utilizzati ovunque e la sostituzione è costosa, quindi la maggior parte dei tubi del gas sono in acciaio.
Per evitare che l'acciaio si arrugginisca e si deteriori, viene trattato con composti e materiali speciali che ne isolano la superficie dall'ambiente. Le funzioni principali di tali rivestimenti sono la protezione dall'umidità, dalle influenze chimiche, dalle influenze meccaniche, nonché protezione dielettrica.
Oltre al rivestimento, per una protezione affidabile dalle correnti vaganti e continue, i gasdotti sotterranei sono dotati di protezione catodica elettrochimica, che garantisce la rimozione di queste cariche attraverso uno speciale conduttore alla sottostazione di drenaggio.
Per una tubazione fuori terra la protezione è meno solida, perché è più facile da aggiornare, ed i tubi sono esposti solo all'umidità atmosferica, asciugandosi regolarmente. Per i gasdotti offshore, al contrario, oltre a una protezione affidabile da un ambiente aggressivo, è richiesto un ulteriore strato di ponderazione in modo che il tubo giaccia immobile sul fondo, sotto le onde.
Documenti normativi e relativi requisiti
Esistono 3 documenti principali che regolano l'organizzazione della protezione del gasdotto. RD 153-39.4-091-01 “Istruzioni per la protezione dalla corrosione delle condotte urbane interrate”. Come suggerisce il nome, non si applica all'isolamento dei tubi del gas con un diametro superiore a 83 cm - interurbani e internazionali, nonché ai tubi posati fuori terra o sott'acqua.
GOST 9.602-89 – un documento correlato che contiene tutte le norme e i calcoli per la protezione dei gasdotti sotterranei. Se le istruzioni spiegano come e da cosa realizzare l'isolamento, GOST indica quanto di ciò che sarà richiesto: dai metri di materiale e strumenti alle attrezzature e alle ore di lavoro dei lavoratori.
GOST R51164-98 Principali condutture in acciaio. Requisiti generali per la protezione dalla corrosione. Questa norma colma una lacuna delle Istruzioni relative alle condotte principali. La loro protezione deve essere particolarmente affidabile e avere le sue specifiche, pertanto le regole per la sua organizzazione sono incluse in un documento separato.
Questi documenti regolano le seguenti questioni:
- quali tipi di materiali possono essere utilizzati su questo tipo di gasdotto in queste condizioni;
- quanto isolamento rinforzato è necessario, è necessaria la protezione elettrochimica;
- chi e quando è obbligato a fornire al gasdotto la necessaria protezione;
- tecnologia per l'applicazione dell'isolamento in fabbrica e sul campo, nonché per la riparazione dei danni;
- norme per il consumo di materiali e costi di altre risorse per lo svolgimento del lavoro;
- la procedura per il controllo della qualità del rivestimento e gli standard per gli indicatori di qualità per tutti i parametri per ciascun tipo di isolamento.
Pertanto, questi documenti descrivono passo dopo passo l'intero processo di isolamento dei tubi, dal rilascio in fabbrica all'ispezione dopo l'installazione e durante il funzionamento. Non c’è più spazio per la creatività, perché queste sono questioni di sicurezza.
Esistono anche elenchi separati che elencano tutti i materiali e i produttori consigliati di isolamento per i gasdotti.
Considerando la complessità del lavoro e il numero considerevole di standard da osservare, non aspettatevi nemmeno di far fronte da soli all'isolamento del gasdotto e il servizio gas non accetterà lavori eseguiti da uno specialista di terze parti.
Tipi di materiali isolanti
In base alle condizioni operative e alla facilità d'uso, esistono molti tipi di rivestimenti per l'isolamento dei tubi del gas. È sufficiente proteggere i gasdotti fuori terra con 2 strati di primer e 2 strati di vernice o smalto.
I tubi che serviranno sul fondale marino sono ricoperti da uno strato di cemento sopra l'isolamento principale per garantire peso e protezione aggiuntiva.
Successivamente parleremo dei mezzi per proteggere i tubi d'acciaio sotterranei.
Rivestimenti protettivi polimerici
Polietilene estruso – la protezione più progressiva e universale. Viene utilizzato su tubi con un diametro di 57 – 2020 mm, aderisce saldamente, forma uno strato continuo perfettamente uniforme, protegge dalla temperatura e dagli influssi meccanici ed è anche comodo da usare.
In un tale rivestimento, un tubo d'acciaio non è praticamente inferiore in termini di caratteristiche di protezione ai suoi analoghi polimerici. Questa protezione è composta da soli 2 strati: un adesivo rigido e, in effetti, polietilene.Nonostante ciò, un rivestimento così altamente rinforzato su tubi di grande diametro può raggiungere i 3,5 mm.
Polipropilene estruso è specifico per la sua elevata resistenza meccanica: con esso puoi far passare i tubi nei pozzetti, per installazioni chiuse, senza preoccuparti che l'isolamento venga danneggiato a causa di attriti o impigliamenti su pietre e terreno. Esternamente e nella struttura, questo tipo di isolamento non differisce dal polietilene, solo 0,3 - 0,5 mm più sottile.
Nastri adesivi polimerici Esistono il polietilene e il cloruro di polivinile, essendo preferibile il primo perché aderisce 4 volte più forte e protegge meglio i tubi. Molto spesso, i nastri adesivi in PET vengono utilizzati per riparare e isolare giunti di tubi rivestiti con polietilene estruso, ma ci sono anche tubi avvolti con essi in fabbrica su tutta la lunghezza.
Esiste anche un rivestimento combinato in PET, in cui il tubo innescato viene prima avvolto con nastro polimerico adesivo e protetto sopra con uno strato di polietilene estruso. Viene utilizzato su tubi con diametro fino a 53 cm e lo spessore totale non supera i 3 mm.
Isolante a base di mastici bituminosi
Questo isolante differisce fondamentalmente nella composizione e nelle proprietà, principalmente nel metodo di applicazione. L'adesione del bitume sia al tubo che agli strati tra loro è assicurata dal riscaldamento e dalla fusione del materiale stesso e non da un primer adesivo, come nel caso del PET.
Questo rivestimento viene applicato su uno speciale primer bituminoso ed è costituito da 2-3 strati di mastice, ciascuno dei quali è rinforzato, e da un involucro protettivo esterno in carta.Di conseguenza, si forma un rivestimento continuo che segue completamente la forma del tubo, dove la fibra di vetro o la rete di rinforzo è come saldata nello spessore della protezione.
Il mastice stesso, oltre al bitume, contiene varie inclusioni - polimeriche, minerali o gomma - che forniscono diverse proprietà del materiale. Ad esso vengono aggiunti anche additivi modificanti e plastificanti, che aggiungono elasticità, flessibilità, resistenza alle temperature critiche e durabilità alla naturale idrofobicità e capacità di adesione.
Esistono anche nastri che collegano il bitume come adesivo e nastri polimerici speciali. I 2 principali tipi di tali rivestimenti sono: PALTO, con nastro termoretraibile, e LITKOR, da nastro bitume polimero. Quest'ultimo, in particolare, è necessario per proteggere i collegamenti tra tubazioni con diversi tipi di isolamento.
Materiali per isolare piccoli elementi
Necessitano di protezione anche i terminali di base, gli angoli, le curve, i raccoglitori di condensa e altri elementi sagomati dei gasdotti.
Esistono rivestimenti speciali per questo: PAP-M105 E Polore. Il primo è costituito da due strati di resina poliestere polimerizzata rinforzata con fibra di vetro.
Il semi-esca è costituito principalmente da poliuretano, integrato con additivi tecnologici e suddiviso in un componente principale e un indurente.Con l'aiuto di questi due composti, i giunti sagomati vengono isolati sia in fabbrica, nelle officine, sia direttamente sul percorso.
Come viene applicato l'isolamento?
Viene applicata la parte principale dell'isolamento tubi del gas, e spesso su parti sagomate di un gasdotto, in fabbrica, anche nella fase della loro produzione. Tuttavia, quando si installa una tubazione, diventa necessario isolare i giunti, operazione che viene eseguita in condizioni di percorso, cioè direttamente nel luogo di installazione.
Inoltre, sul campo, gli stessi materiali vengono utilizzati per riparare il rivestimento protettivo se non più del 10% è danneggiato e occasionalmente anche per reisolare completamente un'area separata. I serbatoi vengono coibentati anche manualmente, direttamente sul percorso.
Se possibile, le saldature e i raccordi sono isolati con lo stesso rivestimento del tubo principale o il più simile possibile.
Gli interventi sull'isolamento delle tubazioni del gas sono possibili a temperature superiori a -25 °C e per i nastri adesivi polimerici - superiori a +10 °C. Se piove o nevica, sul luogo di lavoro deve essere presente una tettoia affidabile che impedisca la caduta delle precipitazioni sulla superficie isolata.
Sui tubi aerei del gasdotto
Questo tipo di gasdotto si trova nell'ambiente meno aggressivo e quindi il rischio di ruggine è notevolmente ridotto. Inoltre, i danni ad esso sono molto più facili da notare e riparare, quindi i gasdotti aerei non necessitano di isolamento in quanto tali.
Per proteggersi dalle precipitazioni e dall'umidità atmosferica, secondo le norme, è sufficiente un rivestimento di 2 strati di primer e 2 strati di pittura, smalto o vernice.
Tuttavia, in caso di condizioni operative difficili, viene utilizzato l'isolamento termico dei gasdotti: grassi, rivestimenti in smalto di vetro e involucri in alluminio o zinco, che non devono toccare il tubo stesso.
Isolamento di gasdotti sotterranei
Nel terreno, i tubi sono costantemente esposti all'umidità e spesso a composti chimici e correnti vaganti. Tutto ciò può portare alla corrosione dei metalli e alle perdite di gas, quindi cercano di garantire l'isolamento nel modo più affidabile possibile.
Ogni gasdotto sotterraneo in acciaio è doppiamente protetto: passivamente - da un rivestimento isolante sul tubo, e attivamente - attraverso il drenaggio o la soppressione di corrente mediante protezione catodica.
La maggior parte dei materiali di cui abbiamo parlato in precedenza possono essere utilizzati sia per l'isolamento di base, in fabbrica, sia in autostrada. Parleremo delle fasi principali e delle sottigliezze di tale lavoro di seguito.
Nello stabilimento gli isolamenti in polietilene e polipropilene vengono prodotti in più fasi:
- Tubi di essiccazione.
- Pulizia dei colpi per una lucentezza metallica.
- Riscaldamento dei tubi.
- Applicazione di una base adesiva su un tubo rotante.
- Applicazione mediante estrusione, calza o avvolgimento di nastro di uno strato di polietilene.
- Sigillatura con apposito rullo con guscio in fluoroplastica.
- Raffreddamento ad acqua a 70 – 80 °C.
- Controllo di qualità del rivestimento risultante.
Tutti i processi sono completamente automatizzati, perché la precisione del computer è la chiave della qualità del prodotto.
In condizioni di campo, tutte le fasi devono essere preservate, ma vengono implementate utilizzando attrezzature portatili: smerigliatrici e pulitori di sabbiatura, bruciatori a gas e fiaccole.Inoltre, esistono kit speciali di materiali per isolare i giunti e riparare i danni, ad esempio guaina in PET termoretraibile o nastro adesivo polimerico.
Per applicare l'isolamento bituminoso, si puliscono anche i tubi, ma con l'ausilio di spazzole metalliche, lasciando una superficie pulita, ma non liscia. Un primer composto da bitume e benzina viene versato sui tubi puliti e strofinato con asciugamani e, in condizioni autostradali, con stracci o spazzole.
Non più di un giorno dopo è necessario applicare il rivestimento principale: 2-3 strati di mastice, separati da materiale di rinforzo e protetti all'esterno da uno strato di carta.
Per il rinforzo vengono utilizzati fibra di vetro, tessuto polimerico non tessuto o rete. Sono avvolti a spirale, in modo uniforme, con leggera tensione e sovrapposizione.
Applicazione dell'isolamento sul campo
Se è necessario riparare un danno all'isolamento di un gasdotto sotterraneo, o collegare tubazioni con diversi tipi di isolamento, è importante scegliere i giusti materiali da utilizzare.
I rivestimenti PALT e LITKOR vengono utilizzati solo in condizioni autostradali. Entrambi si applicano su un primer bituminoso, ma per il primo è necessario stendere prima uno strato di bitume e rinforzarlo, quindi avvolgere il nastro direttamente sul mastice caldo. Nel secondo caso il bitume costituisce lo strato inferiore del nastro stesso, quindi viene avvolto direttamente sul primer, precedentemente fuso con un bruciatore.
Nonostante la somiglianza esterna, i nastri Litkor non devono essere confusi con i nastri adesivi in PET, perché l'uso di un primer inappropriato rovinerebbe irrimediabilmente la qualità dell'isolamento.
Riparare i tubi con rivestimento in PET per estrusione utilizzando appositi pezze termoretraibili o nastri bitume-polimero LITKOR. Quando rivestito in fabbrica con nastro adesivo in PET, lo stesso nastro viene utilizzato per riparazioni, ad esempio Polilene. Ciò è possibile solo nella stagione calda, perché al freddo il nastro non si attacca e non tollera la fusione.
Il rivestimento bituminoso viene riparato con gli stessi mastici bituminosi con rinforzo, nastri bitume-polimero LITKOR o materiale simile arrotolato Isoplast-P.
Con i nastri LITKOR è sempre possibile collegare tubi diversi in qualsiasi combinazione e, se nel rivestimento nativo di entrambi i tubi non è presente bitume, i collegamenti diretti possono essere isolati anche con nastri adesivi Polylen.
Isolamento di tubi sottomarini
I gasdotti che serviranno sul fondo del mare sono isolati con particolare attenzione, perché questo ambiente è pericoloso a causa di danni sia chimici che meccanici e le interruzioni nel funzionamento del tubo, di norma, indicano interruzioni nelle forniture internazionali di gas.
La parte principale della protezione del tubo viene ricevuta in fabbrica. Dopo la pulizia e l'asciugatura, vengono aperti con un composto epossidico, quindi viene applicato un adesivo e sopra viene applicato uno strato di polietilene. In questa fase i tubi sono simili a tubi terrestri simili, ad eccezione del primo strato epossidico, che è duplicato sulla superficie interna.
Ma non è tutto: sui tubi predisposti in fabbrica viene installata la protezione catodica, poi viene costruito un telaio di rinforzo e viene colato uno strato esterno di cemento, spesso con minerale di ferro come riempitivo.
Come risultato di tale finitura multistrato, il peso è di 1 p.f. i tubi possono raggiungere le 2 tonnellate. Il trasporto di tali tubi è molto problematico, quindi non sono troppo lunghi e per ogni chilometro di gasdotto offshore ci sono diverse dozzine di saldature, ognuna delle quali deve essere isolata in modo affidabile.
Il collegamento e l'isolamento dei giunti avviene su un'apposita chiatta dotata di tutto il necessario. Qui i tubi vengono saldati, la giuntura viene accuratamente pulita utilizzando una granigliatrice. Tubi principali Hanno un diametro enorme, quindi vengono riscaldati con bruciatori a induzione anziché a propano: risulta più veloce, più uniforme e più sicuro.
Quindi viene applicato il primer e viene installata una guaina termoretraibile, fissata con una piastra di bloccaggio. Il polsino viene prima riscaldato al centro, lungo il cordone di saldatura, quindi si restringe gradualmente con l'aiuto di bruciatori a gas, dal centro verso i bordi. Dopo il controllo di qualità di questa fase, viene installato un involucro di rivestimento per il versamento della schiuma poliuretanica. Dopo che si è asciugato, il tubo viene abbassato sul fondo e ricoperto di pietrisco.
Controllo della qualità dell'applicazione dell'isolamento
La protezione dei gasdotti in acciaio è un'impresa responsabile, pertanto ogni operazione eseguita è soggetta a un'ispezione approfondita, con la redazione di un rapporto sui lavori nascosti eseguiti e l'inserimento degli stessi nel passaporto del gasdotto. Non importa quanto sia di alta qualità e selezionato correttamente il materiale isolante, non riuscirà a far fronte alle funzioni ad esso assegnate se la tecnologia per eseguire il lavoro è stata violata.
I parametri principali del rivestimento finito da controllare sono lo spessore, la continuità e l'adesione al tubo.Vengono misurati con appositi dispositivi elettronici: rispettivamente spessimetri, rilevatori di scintille e misuratori di adesivo. Non danneggiano il rivestimento, quindi consentono di controllare tutti i punti discutibili senza costi aggiuntivi.
In condizioni di fabbrica
Negli stabilimenti e nei centri di produzione, lo spessore del rivestimento viene controllato sul 10% dei tubi di ciascun lotto, in 4 punti su lati diversi in un cerchio su ciascun tubo, nonché nelle aree dubbie.
Anche l'adesione, ovvero la forza di adesione al metallo e tra gli strati, deve essere controllata dalle norme per il 10% dei prodotti in un lotto o ogni 100 m.
La continuità del rivestimento, ovvero l'assenza di forature, rigature e altre violazioni, viene verificata su tutti i prodotti isolanti dell'intera area.
Inoltre è possibile verificare la continuità dielettrica del rivestimento, la resistenza agli urti, l'area di distacco dopo la polarizzazione catodica e altri test. Quando si isola con rivestimenti bituminosi, da ogni lotto di mastice viene prelevato un campione delle proprietà fisiche, almeno una volta al giorno.
Nel luogo di installazione o riparazione
In base alle condizioni del percorso, viene controllata anche la qualità dell'isolamento, per continuità - sempre e completamente, e per spessore e adesione - ogni 10 saldature isolanti.
Inoltre, viene controllata l'ampiezza della sovrapposizione sul rivestimento di fabbrica, nonché il rilievo isolante, per l'assenza di ondulazioni, rughe, cuscini d'aria e altri difetti.
Inoltre, viene regolarmente verificata la continuità degli isolamenti sui gasdotti esistenti. Per fare questo non è nemmeno necessario dissotterrarli e, se si sospetta un danno, si mettono a nudo i tubi e si controlla non solo lo spessore, la continuità e l’adesione, ma anche le proprietà dielettriche dell’isolante.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Ora sai tutto - o quasi tutto - sullo scopo e sui materiali per isolare vari gasdotti in acciaio, e hai anche un'idea delle caratteristiche della loro applicazione e del controllo della qualità della protezione.
E per maggiore chiarezza suggeriamo la visione di un video che descrive nel dettaglio come isolare i giunti saldati con nastro bitume-polimero:
Installazione di una guaina termoretraibile su un cordone di saldatura:
Forse hai già incontrato lavori simili, ne hai osservato l'implementazione o hai preso parte direttamente. Si prega di aggiungere o valutare le informazioni fornite. Ci piacerebbe sentire i tuoi pensieri nella discussione qui sotto.
