image
energas.ru

Газовая промышленность № 09 2018

Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов

»  01.09.2018 11:00 ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ТРУБ
Пенополиуретан считается одним из лучших теплоизоляционных материалов. Трубы с использованием именно такой изоляции, изготовленные на Выксунском металлургическом заводе, который входит в состав Объединенной металлургической компании, широко применяются при монтаже теплосетей, а также в строительстве нефтегазовых трубопроводов в районах многолетней мерзлоты.

Трубы с антикоррозионным покрытием (АКП) производятся на Выксунском металлургическом заводе (АО «ВМЗ») с 2000 г. Защитный слой в зависимости от сортамента может наноситься на внешнюю и внутреннюю стороны электросварной заготовки. При изготовлении защитного покрытия используются одно- или многослойные пленочные и лакокрасочные материалы. Трубы с АКП на основе экструдированного полиэтилена применяются для строительства магистральных и промысловых нефте- и газопроводов, газораспределительных систем, водопроводов, сетей канализации и других инженерных систем подводной и подземной прокладки.

Этот вид продукции ВМЗ найдет широкое применение при надземной и подземной прокладке магистральных нефтегазопроводов и тепловых сетей объектов ЖКХ, поскольку теплоизоляционное покрытие имеет несколько назначений: повышение надежности трубопроводов, снижение тепловых потерь, защита перекачиваемых по ним сред от низких температур, что особенно актуально в районах Крайнего Севера, а также сокращение эксплуатационных расходов.

Магистральные трубы в пенополиуретановой изоляции также применяются в энергетике и в тепловых сетях, где температура теплоносителя не превышает 140 °С.

1.png 

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Предызолированные трубы для подземной и надземной прокладки изготавливаются в виде конструкции «труба в трубе», в которой в качестве теплоизоляции использован монолитный жесткий пенополиуретан (ППУ), а в качестве гидроизоляционного покрытия выступает металлический кожух в виде спиральновитой трубы-оболочки из оцинкованной стали. Для подземной и подводной прокладки применяется металлополимерная защитная оболочка – стальная спиральновитая труба-оболочка с нанесенным на наружную поверхность трехслойным полиэтиленовым покрытием. Диаметр оболочки определяется толщиной теплоизоляционного слоя, необходимой для работы трубопровода в заданных условиях эксплуатации. При строительстве магистральных нефтегазопроводов толщина теплоизоляции из ППУ обычно находится в диапазоне 70–120 мм, а в отдельных случаях, обусловленных проектными требованиями, доходит до 300 мм.

Для организации работы участка по нанесению ППУ АО «ВМЗ» было приобретено новейшее заливочное оборудование, спирально-навивочный станок для изготовления защитных оболочек, транспортное оборудование, а также разработана и изготовлена уникальная технологическая оснастка.

Номенклатура труб с пенополиуретановой изоляцией, выпускаемая участком, включает трубы диаметром от 219 до 1067 мм. В зависимости от области применения изоляция наносится на трубы с эпоксидным или поли-этиленовым АКП или на стальные трубы без АКП, прошедшие дробеструйную обработку наружной поверхности.

Завод успешно производит наиболее сложные конструкции тепловой изоляции, включающие трубы-спутники системы путевого подогрева трубопроводов и противопожарные вставки с толщиной теплоизоляционного слоя до 150 мм.

В настоящее время для выполнения заказов освоена технология нанесения полимерного покрытия на защитные оболочки, т. е. производство металлополимерных оболочек.

Продукция выпускается в соответствии с требованиями ГОСТ 30732–2006, ТУ 5768-154-05757848–2016 (для объектов ПАО «НК «Роснефть» и других компаний нефтегазового комплекса) и ТУ 5768-153-05757848–2017 (для объектов ПАО «Газпром»).

1_1.png 

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

Технологический процесс производства трубы в пенополиуретановой изоляции протекает следующим образом. Труба-заготовка поступает на стапель-накопитель, откуда по транспортной линии перемещается на участок установки закладных элементов – центраторов, обеспечивающих соосность оболочки относительно основной трубы; элементов скин-системы – труб-спутников, обеспечивающих поддержание температуры перекачиваемых сред, а также негорючего материала противопожарных вставок.

Одновременно с установкой закладных элементов на спирально-навивочном станке выполняется изготовление защитной оболочки.

Транспортное оборудование перемещает трубу с предварительно установленными закладными элементами на сборочный стенд (дорн), затем на трубу надевается защитная оболочка – происходит сборка конструкции «труба в трубе».

Собранная трубная конструкция перемещается в камеру нагрева, где происходит ее термостатирование до температуры 35–40 °С. Нагрев необходим для достижения лучших физико-механических характеристик пено­полиуретановой изоляции и обеспечения адгезионной связи ППУ с защитной оболочкой и поверхностью трубы.

Нагретая трубная конструкция перемещается на участок заливки. На торцы защитной оболочки устанавливаются герметичные заливочные заглушки – фланцы. Перед заливкой заливочный стол переводится в наклонное положение, чтобы обеспечить выход воздуха из пространства между трубой и оболочкой и равномерное формирование теплоизоляционного слоя по всему объему межтрубного пространства. Затем из заливочной машины высокого давления через заливочные отверстия фланцев выполняется впрыск смеси компонентов А и Б, перемешанных в смесительной камере заливочной головки под давлением 14,2–15,2 МПа.

Жидкая смесь компонентов растекается вдоль трубной конструкции, и через 20–30 с компоненты А и Б вступают в реакцию, образуя пену. Растущая пена вытесняет воздух из межтрубного пространства и постепенно, за 2–3 мин, достигает торцов защитной оболочки, формируя жесткий теплоизоляционный слой.

Пена, применяемая при производстве предызолированных элементов трубопроводов, очень похожа на монтажную пену, используемую в быту. Разница состоит в том, что для производственных целей используется пена, состоящая из компонентов А и Б: во-первых, смеси простых полиэфиров с катализаторами, пеностабилизаторами и вспенивающим агентом, и во-вторых, метилдифенилдиизоцианата. В хозяйственных целях используется пена из баллона с эффектом свободного вспенивания (25–35 кг/м3), а в производстве трубной тепловой изоляции – жесткий ППУ с плотностью ядра теплоизоляционого слоя 60–75 кг/м3. Это позволяет обеспечивать необходимые эксплуатационные характеристики теплоизоляционного слоя, одна из которых – способность тепловой изоляции выдерживать вес трубы или давление грунта на трубопровод, сохраняя при этом высокие теплоизоляционные свойства конструкции.

После окончания процесса полимеризации компонентов ППУ трубная конструкция поступает на участок финишной подготовки, где проходит окончательную отделку, маркировку, приемо-сдаточные испытания по внешнему виду и геометрическим размерам. Затем на торцы изоляции наносится защитное гидроизолирующее покрытие.

На участке проводится входной контроль материалов, применяемых при производстве трубы с ППУ-изоляцией, а также 100%-ный контроль качества готовых изделий, включая лабораторные приемо-сдаточные испытания образцов пенополиуретана от каждой партии залитых труб.

В первый же месяц запуска продукция, выпущенная на технологической линии по нанесению ППУ-покрытия, прошла аттестацию на соответствие требованиям ПАО «Газпром» и ПАО «НК «Рос-нефть» в институтах АО ВНИИСТ и ООО «Газпром ВНИИГАЗ», что позволило немедленно приступить к выполнению заказов для нефтегазового комплекса и ЖКХ.

В настоящее время участок регулярно осваивает новые типоразмеры трубных конструкций с тепловой изоляцией, наращива-ет производственные мощности и проводит работы по аттестации альтернативных систем материалов ППУ.

 1_1_1.png

БЕЗОПАСНОСТЬ

Руководство компании установило достаточно жесткие требования безопасности, предъявляемые каждый раз при организации новых производственных участков. Оборудование должно быть выполнено с обеспечением комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, чтобы исключить тяжелый физический труд персонала. Необходимо соблюдение условий по уровню шума работающего оборудования, температурному режиму в местах нахождения сотрудников, а также других важных требований техники безопасности. 

 

Применяемый в качестве тепловой изоляции трубопроводов пенополиуретан обладает лучшими свойствами по сравнению с другими известными в настоящее время материалами и незаменим на трубопроводах с высокой температурой рабочей среды, а также там, где требуется обеспечить минимальные тепловые потери в сочетании с большой прочностью и герметичностью.

Тепловая изоляция из ППУ в защитной оболочке обладает следующими характеристиками:

–              долговечность – от 30 до 50 лет;

–              тепловые потери – не более 2–3 %;

–              низкие эксплуатационные расходы.



1_1_2.png

АО «ОМК»

115184, РФ, г. Москва,

Озерковская наб., д. 28, стр. 2

Тел.: +7 (495) 231-77-71

Факс: +7 (495) 231-77-72

E-mail: sales@omk.ru

www.omk.ru

 

Открыть PDF




← Назад к списку