О заводской изоляции стальных труб на отечественных предприятиях

В настоящее время при строительстве и вводе в эксплуатацию магистральных нефтегазопроводов, как за рубежом, так и в Российской Федерации, применяются преимущественно трубы с наружным заводским полиэтиленовым покрытием. По сравнению с трассовой изоляцией трубопроводов внедрение технологии заводской изоляции труб не только позволило ускорить темпы строительства трубопроводов, но и в значительной степени повысить эффективность их противокоррозионной защиты.

Исследования по разработке наружных полиэтиленовых покрытий труб начали проводиться с середины 50-х годов прошлого века. Первые опыты осуществлялись с применением порошковых полиэтиленовых композиций, наносимых на предварительно очищенные и нагретые до заданной температуры трубы методом напыления порошка в электростатическом поле. Однако однослойные полиэтиленовые покрытия труб не получили достаточно широкого применения по причине низкой стойкости покрытия к воздействию воды и к катодному отслаиванию.

Кроме того, в случае однослойного полиэтиленового покрытия возникли проблемы, связанные с необходимостью выполнения одним изоляционным материалом - композицией полиэтилена различных технических требований. Этого нельзя достичь без определенных компромиссов. В то же время при применении многослойной системы покрытия можно осуществить оптимальный выбор изоляционных материалов для каждого из наносимых слоев покрытия. При этом используемые в конструкции покрытия материалы должны обладать строго определенным комплексом свойств и сочетаться между собой, образуя единую систему. Благодаря конструкции покрытия типа "сэндвич" можно добиться оптимизации всей системы защитного покрытия труб.

Прогрессивным этапом в области заводской изоляции стальных труб стало внедрение в 1960-1965 гг. нового "экструзионно-рукавного" способа нанесения на трубы полиэтиленового покрытия с применением в качестве клеевого подслоя "мягкого" адгезива. Для адгезионного подслоя в системе двухслойного полиэтиленового покрытия первоначально использовались битумно-мастичные материалы (битумно-каучуковые композиции, асфальтовые композиции и т.д.), а в качестве наружного слоя - термосетостабилизированный полиэтилен. Недостатки "мягкого" адгезионного подслоя, связанные с охрупчиванием битумных мастик при отрицательных температурах и повышенной текучестью при температурах выше +40 °С, потребовали поиска но-вых решений. Благодаря разработанному фирмой "BASF" (Германия) особого сополимера на основе этилена и эфира акриловой кислоты (Lucalen) впервые было получено двухслойное, экструдированное, полиэтиленовое покрытие с "жестким" адгезивом. С середины 60-х годов эта двухслойная система стала с большим успехом применяться при выпуске труб с заводским покрытием.

В начале 80-х годов в Германии была разработана и запатентована система трехслойного полиэтиленового покрытия труб (покрытие типа MAPEC), состоящая из слоя порошкового эпоксидного праймера (толщина от 60 до 200 мкм), адгезионного подслоя на основе термоплавкой полимерной композиции (толщина от 200 до 400 мкм) и наружного полиэтиленового слоя толщиной от 1,5 до 3,0 мм. Включение в конструкцию покрытия, в качестве первого слоя, специального эпоксидного праймера, обладающего высокой адгезией к стали, повышенной стойкостью к катодному отслаиванию и к воздействию воды, позволило в значительной степени повысить защитные и эксплуатационные характеристики полиэтиленового покрытия. Трехслойная система покрытия представляет собой наилучшую и технически рациональную комбинацию изоляционных материалов, сочетающую превосходную связь покрытия со сталью, стойкость к катодному отслаиванию, низкую влаго- и кислородопроницаемость с высокими диэлек-трическими и механическим свойствами. Заводские трехслойные полиэтиленовые покрытия, наносимые на трубы с использованием специально подобранной системы изоляционных материалов, общей толщиной от 2,0 до 3,5 мм, отвечают самым современным техническим требованиям и способны обеспечить защиту трубопроводов от коррозии практически на весь период их эксплуатации (до 40-50 лет и более).

Следует отметить, что внедрение технологии заводской изоляции труб в нашей стране проходило в несколько этапов. Впервые заводская полиэтиленовая изоляция труб была внедрена в 1981 году на Альметьевской базе спиральношовных труб. При этом заводское двухслойное полиэтиленовое покрытие наносилось на трубы диаметром от 114 до 426 мм методом "кольцевой" экструзии расплавов композиции адгезива и полиэтилена.

В 1982 году на Харцызском трубном заводе было освоено производство труб диаметром 1220 - 1420 мм с двухслойным полиэтиленовым покрытием, наносимым на трубы методом "боковой" плоскощелевой экструзии. Примерно в это же время на Волжском трубном заводе была вне-дрена технология заводской изоляции труб тонкопленочным (350-400 мкм) эпоксидным покрытием.

В конце 80-х - начале 90-х годов на нескольких отечественных пред-приятиях (ОАО "Изопайп", г. Рязань; ООО "Трубопласт", г.Екатеринбург; ЗАО "НЕГАС", г. Пенза; ГУП "МОЭ ТЗК", г. Москва и др.) была освоена заводская изоляция стальных труб двухслойным полиэтиленовым покрытием. В эти же годы для строительства магистральных газопроводов диаметрами 1220-1420 мм ОАО "Газпром" стал осуществлять закупку труб с заводским по-лиэтиленовым покрытием по импорту.

Накопленный более чем 20-ти летний опыт практического применения труб с заводским полиэтиленовым покрытием показал, что данный тип защитного покрытия в наибольшей степени подходит для условий строительства трубопроводов в Российской Федерации. Использование достаточно толстых и ударопрочных полиэтиленовых покрытий позволяет осуществлять перевозку изолированных труб, их длительное хранение и проведение строительномонтажных работ при прокладке трубопроводов без существенных повреждений защитного покрытия.

Вместе с тем, несмотря на очевидные преимущества заводских поли-этиленовых покрытий, на протяжении достаточно длительного периода времени при строительстве отечественных промысловых и магистральных трубопроводов в качестве наружных антикоррозионных покрытий использовались преимущественно битумно-мастичные и полимерные ленточные покрытия трассового нанесения. Лишь с введением в действие российского стан-дарта ГОСТ Р 51164-98 "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии", ограничивающим применение полимерных ленточных и битумных покрытий диаметрами трубопроводов не выше 820 мм , применение при строительстве трубопроводов труб с заводской изоляцией стало повсеместным. В настоящее время практически все отечественные магистральные газонефтепроводы строятся из труб с заводским полиэтиленовым покрытием.

На сегодняшний день технология заводской полиэтиленовой изоляции труб освоена более чем на 20 российских предприятиях. В основном, отечественные предприятия специализируются на двухслойной полиэтиленовой изоляции труб диаметром до 426-530 мм включительно, при этом производительность технологических линий наружной изоляции труб составляет до 150-200 м2/ч.

Первым предприятием, освоившим технологию заводской трехслойной полиэтиленовой изоляции труб, стал Волжский трубный завод. В 1999 году на ОАО "ВТЗ" была смонтирована поточная механизированная линия наружной изоляции фирмы "Bradero Price" (США), обеспечивающая нанесение на трубы диаметром от 168 до 1420 мм трехслойного полиэтиленового покрытия производительностью до 500 м2/ч.

Следующий 2000 год стал по существу поворотным, этапным годом в освоении технологии трехслойной полиэтиленовой изоляции труб в Российской Федерации. С использованием технологического оборудования поставки фирмы "Selmers" (Нидерланды) были введены в эксплуатацию производства по трехслойной полиэтиленовой изоляции труб сразу на нескольких отечественных предприятиях (ГУП "Московский опытноэкспериментальный трубозаготовительный комбинат", ОАО "Челябинский трубопрокатный завод", ОАО "Выксунский металлургический комбинат"). При этом каждая из вводимых в эксплуатацию поточных линий обеспечивала нанесение на трубы диаметром до 1220-1420 мм включительно высококачественных трехслойных полиэтиленовых покрытий с расчетной производи-тельностью до 300-350 м2/ час.

На сегодняшний день, производство труб с трехслойным полиэтиленовым покрытием налажено на Волжском трубном заводе, Выксунском металлургическом заводе, Челябинским трубопрокатным заводом, ЗАО "НЕ-ГАС", г. Пенза, Московским трубозаготовительным комбинатом и еще рядом других российских предприятий. Для нанесения на трубы трехслойного полиэтиленового покрытия применяется система изоляционных материалов, состоящая из порошковых эпоксидных материалов, композиций адгезива и композиций полиэтилена.

К последним достижениям в области заводской изоляции труб следует отнести появление на рынке материалов высокотехнологичного жидкого однокомпонентного праймера "Primer L4098".

Новый праймер на основе эпоксидных и аминовых смол разработан фирмой "E.WOOD", Великобритания специально для использования в системе трехслойного полиэтиленового покрытия труб взамен порошковых эпоксидных материалов.

Таким образом, на рынке заводской изоляции труб появился новый современный изоляционный материал - однокомпонентный, жидкий, эпоксидный праймер, позволяющий сократить затраты на технологическое оборудование, уменьшить стоимость заводской изоляции и упростить техноло-гический процесс нанесения трехслойных полиэтиленовых покрытий при сохранении высокого уровня антикоррозионной защиты металлических труб.