При будівництві трубопроводів

Трубопроводи зі сталевих труб призначені для тривалої експлуатації. Однак якщо їх укласти в ґрунт без надійної ізоляції, вони швидко руйнуються від впливу ґрунтової корозії і блукаючих електричних струмів (електрокорозія). Тому щоб подовжити термін служби трубопроводів і забезпечити їхню безаварійну роботу, необхідно їх захистити від цих видів корозії.

Протикорозійний захист трубопроводу. Найбільш ефективним для забезпечення довговічності трубопроводу є комплексний протикорозійний захист, що включає так званий «пасивний» захист різними ізоляційними покриттями і «активний» (катодний, протекторний і дренажний) захист від впливу блукаючих струмів (електрокорозії), тому що остання часто буває небезпечніше ґрунтової (гальванокорозії).

Принцип дії катодного, протекторного й електродренажного захисту сталевих труб від електрокорозії полягає в наступному. Поблизу трубопроводу влаштовують станцію катодного захисту (СКЗ), до складу якої входять джерело постійного струму, анодне заземлення і дренажні кабелі. Негативну клему джерела струму приєднують до сталевого трубопроводу, а позитивну - до заземлення. У результаті струм стікає з анодного заземлення, підтікає до трубопроводу й повертається до джерела по дренажному кабелю. Струм СКЗ створює негативний потенціал на трубопроводі і при його роботі відбувається руйнування анодного заземлення, але при цьому одночасно захищається сталевий підземний трубопровід.

Рис. 4.20. Схема катодного захисту:

1 – трубопровід, що захищається; 2 – джерело постійного струму;

3 – анодний заземлювач; 4 – з’єднувальний кабель

Протекторний захист застосовують для сталевих трубопроводів невеликої довжини від корозії блукаючими струмами, якщо необхідний зсув потенціалу трубопроводу не перевищує 0, 3 В. Протектор виготовляють з металу з більш негативним електродним потенціалом, ніж метал підземного трубопроводу. Установлений в ґрунт і наведений в контакт з трубопроводом протектор разом з ним утворює гальванічну пару. Протектор (гальванічний анод) при цьому руйнується, а підземний трубопровід поляризується до захисних потенціалів і не руйнується.

Рис. 4.21. Схема протекторного захисту:

1 − протектор; 2 − з'єднувальні кабелі; 3 − захищений трубопровід;

4 − контрольний пункт; 5 – наповнювач

Електродренажий захист сталевих трубопроводів полягає у відведенні блукаючих струмів, що проникнули в трубопровід, у мережу зворотних струмів електричного рейкового транспорту шляхом приєднання трубопроводу через дренажний пристрій з елементами цієї мережі (негативною шиною тягової підстанції, відсмоктуючим пунктом або рейкою). Завдяки цьому на трубопроводі створюється негативний потенціал, що запобігає виходу блукаючих струмів з металу труби в ґрунт і її руйнуванню.

Для захисту трубопроводів від ґрунтової корозії застосовують головним чином покриття на основі нафтових бітумів, а також з полімерних липких стрічок.

Конструктивно ізоляційні покриття складаються з ґрунтовки, одного або декількох шарів ізоляційного матеріалу (мастики, липкої стрічки), армованого й обгорткового шарів. Вони бувають трьох типів: нормальні, посилені й дуже посилені. Для магістральних трубопроводів застосовують покриття нормального й посиленого типів, а для розвідних, прокладених у межах міста або промислового підприємства, дуже посиленого типу.

Покриття дуже посиленого типу загальною товщиною 9±0, 5 мм складається з одного шару бітумної ґрунтовки, трьох шарів мастики товщиною по 3 мм, розділених двома шарами армуючої обмотки зі склополотна, і зовнішньої обгортки з міцного крафт-паперу.

Нормальне покриття складається з ґрунтовки, мастики шаром 4 мм, одного шару склополотна й захисної обгортки.

Посилене покриття, нанесене в базових умовах, складається з ґрунтовки, двох шарів мастики по 3 мм, двох шарів склополотна й захисної обгортки, а в польових умовах - з ґрунтовки, одного шару мастики в 6 мм, одного шару склополотна й захисної обгортки.

Покриття з полімерних і липких стрічок виготовляють з поліетилену або полівінілхлориду з нанесенням на них клейового шару. Покриття наносять механізованим способом. Складається воно із шару ґрунтовки, одного, двох або трьох шарів стрічки (що відповідає нормальній, посиленій і дуже посиленій ізоляції) і захисної обгортки.

З метою індустріалізації будівництва трубопроводів і прискорення темпів провадження робіт застосовують метод попереднього укрупнювального складання і зварювання труб у секції (ланки) і їхня ізоляція на трубозварювальних й трубоізоляційних базах, після чого їх транспортують до місця укладання.

Укладання сталевого трубопроводу. Доставлені до місця укладання ізольовані труби або секції розвантажують уздовж траншеї на відстані 1...1, 5 м від бровки. Ізольований трубопровід укладають у траншею трьома способами: опускаючи секції або окремі труби зі зварюванням їх у траншеї; опускаючи зварені з труб секцій або ланки з наступним нарощуванням їх у піднятому положенні або на підкладках; опускаючи ланки безперервною ниткою з берми траншеї. На рис. 4.22 показана послідовність робіт при улаштуванні трубопроводу з ізольованих труб і секцій і укладання його в траншею.

Стики зварених труб або секцій ізолюють у такій послідовності: спочатку поверхню труби очищають на довжину 0, 5 м по обидві сторони від стику (рис. 4.22, к), а потім послідовно наносять ґрунтовку, мастику й рулонний обгортковий матеріал. Ґрунтовку наносять на суху поверхню без пропусків, патьоків і згустків одразу після очищення стику (рис. 4.22, л), а мастику – у гарячому вигляді (170…180°С), поливаючи поверхню стику зі шланга від насоса казана й розтираючи знизу рушником (рис. 4.22, м).

Рис. 4.22. Складання і зварювання ізольованих труб і секцій у ланки й укладання їх у

траншею:

а − організація робіт на трасі; б − укладання секцій на підкладки; в, г − виправлення кінців труб і зачищення країв; д − підтягування секцій до місця монтажу стику; е − центрування стика і його прихватка; ж − підбір режиму зварювання першого (кореневого) стика; з, и − зварювання наступних шарів; к − очищення поверхні стика; л, м − нанесення ґрунтовки й бітумної мастики; н − обгортання стика рулонним матеріалом; о − схема укладання ізольованого трубопроводу в траншею; 1 − труби; 2 − робочі місця зварювальників і слюсарів-збиральників; 3 − стики труб, які зварюються; 4 − штанга з електрокабелем; 5 − кран-трубоукладчик; 6 − екскаватор; 7 − електрозварювальні агрегати; 8 − центратор; 9 − бітумноплавний казан; 10 − обгортковий матеріал; 11 − зварений трубопровід; К₁, К₂, К₃ − крани-трубоукладчики

Рулонним матеріалом стики обгортають по гарячому бітуму з напуском витків не менше 3 см (рис. 4.22, н). очищення, ґрунтовка й ізоляція зон зварених стиків трубопроводів великих діаметрів (1020…1420 мм) виконується, в т.ч. механізовано, за допомогою комплексу установок.

Рис. 4.23. Робота очисної (ліворуч) та ізоляційної (праворуч) машин

Окремі труби й секції трубопроводу укладаються у траншею стріловим краном або краном-трубоукладчиком. Довгі секції або труби опускаються декількома кранами за допомогою гнучких рушників, щоб уникнути пошкодження ізоляції трубопроводу захватом.