Заказчиков интересуют проблемы, связанные с ППУ покрытием стальных нефтегазопроводных труб. Суть вопросов сводится к возможным причинам возникновения дефектов данного вида покрытия, а также выдачи общих рекомендаций по обеспечению его целостности, в т.ч. во время транспортровки, погрузо-разгрузочных работ и при хранении.
Расскажем об этом покрытии с позиции заказчика
ППУ (пено-поли-уретановое) покрытие известно достаточно давно и используется как теплоизляция с целью сохранения температуры перекачиваемой среды. Применяется, как правило, при надземной прокладке трубопроводов или на участках, где коммуникации выходят на поверхность. Различают покрытия монолитные (заводские) и сборные (полевые). Отличаются они тем, что в первом случае одиночные трубы покрываются целиком в условиях цеха и снаружи укрлепляются дополнительной трубой (конструкция «труба в трубе»), а во-втором случае трубы покрываются уже после их монтажа, на трассе, путем установки ППУ-сегментов («скорлупы»), а снаружи изолируются любым герметизирующим материалом. В районах Крайнего Севера к теплоизоляции добавляются системы путевого подогрева для предотвращения замерзания перекачиваемой среды в случае остановки перекачки.
В принципе, при надлежащем исполнении, оба вида ППУ-покрытия (монолитые и сборные) являются равноэффективными, а с точки зрения ремонтопригодности и сохранности при транпортировке, сборное покрытие имеет явное преимущество. Однако, поскольку рынок предпочитает заводской вариант, далее рассмотрим именно его и в том обьеме информации, которую может получить заказчик. За более детальной информацией читателю следует обратиться к специальным изданиям.
Пено-поли-уретан (ППУ) является продуктом смешивания компонентов А и Б, которое происходит непосредственно при покрытии труб. В обобщенном виде заводская технология нанесения достаточно проста и выглядит следующим образом: на рабочую трубу надевается стальная трубная оболочка (кожух), а в межтрубное пространство устанавливаютс специальные «проходные» центраторы. На один торец трубы устанавливается заглушка с клапаном для выхода воздуха, а на другой — заглушка со штуцером для подачи смеси ППУ в межтрубное пространство. В зависимости от типоразмера труб, толщины покрытия и технологической карты, подача ППУ-смеси может осуществляться с обоих торцов, а воздушные клапаны могут быть установлены на теле кожуха трубы. Они же (клапаны) выполняют роль маркеров, подтверждающих полноту заполнения межтрубного пространства т.к. неразрушающий приборный контроль целостности и полноты готового покрытия практически невозможен.
Далее, в межтрубное пространство закачивается под давлением смесь, выдерживается до застывания определенное время, и все — ППУ-покрытие готово. Полнота заполнения определяется контролем обьема закачки (согласно технологической карты), и подтверждается визуально фактом выхода смеси через маркеры.
Это что касается технологии. Следует понимать главное: все, что касается ППУ-покрытия невозожно проконтролтровать неразрушающими методами контроля и диагностики: приборов «видящих» пено-поли-уретан просто нет (не разработаны). В итоге, для контроля остаются только расчеты и разрушающие методы. Это еще один аргумент в пользу сборного (трассового) ППУ-покрытия.
Теперь о дефектах ППУ-покрытия (в заводском его исполнении)
Несплошность покрытия. В идеале межтрубное пространство должно быть полностью и равномерно заполнено застывшей массой теплоизолизующего матерала. Однако в практике (если трубу вскрыть) наблюдается обратное. Причиной тому может быть:
- Ошибки в расчетах и, соответственно, в технологической карте (ТК)
- Некачественные компоненты
- Несоблюдение режимов, указанных в ТК. Брак.
- Проведение операции по закачке ППУ при недопустимых температурах воздуха
- Несоответствие технологии и диаметра покрываемых труб.
Отслоения покрытия (от металла). ППУ-покрытие, в принципе, обладает отличными адгезионными свойствами и, как-правило, «намертво» прилипает к металлическим поверхностям труб и кожухов. Однако, в некоторых случаях могут наблюдаться отслоения, вызванные следующими причинами:
- Самая распространенная причина — плохая подготовка поверхности труб. Дело в том, что для хорошей адгезии ППУ к стали, поверхность последней должна быть предварительно очищена от «рыхлой» ржавчины и обезжирена растворителем высшей фракции (спирты, ацетоны и т.п.). При этом, время между окончанием обезжиривания и началом закачки компонентов должно быть минимальным. Такой обработки должны быть подвернуты поверхности как трубы, так и кожуха. Возникает серия рисков: нет очистки, нет обезжиривания, применен дешевый растворитель низкой фракции (уайт-спирит и т.п.), длительное время нахождения поготовленой поверхности под воздействием атмосферного воздуха.
- Температурные условия не соответствуют маркам применяемых компонентов. Оптимальная температруа воздуха должна быть указана в Технологической Карте и соответствовать рекомендуемой для применяемых марок компонентов А и В. При необхоимости замедления или ускорения поцесса застывания ППУ добавляют компнент С.
- Низкое качество используемых компонентов или использование старых, с завершенными сроками применения (хранения).
- Брак в работе, отсутствие контроля над технологическим процессом.
- Разрушение покрытия в местах деформации кожуха. Поскольку в застывшем виде ППУ-покрытие не обладает пластичностью, то в случае деформации защитного кожуха (при транспортироке или такелажных работах) его часть, примыкающая к зоне деформации, разрушается. В чистом виде это не является отслоением, но, зачастую, принимается как таковое. Выход: продуманная система крепления труб в вагонах или трубовозах и испоьзование специальных траверс при погрузочно-разгрузочных работах. Ключевым условием хорошего крепления при перевозках являются а) прочный кожух, соответствующий весу трубы с коэффициентом запаса 1,15 б) максимально плотная стяжка труб при их укладке на транспортное средство.
Разрушение покрытия. В процессе транспортировки, хранения и эксплуатации трубы с ППУ-покрытием подвергаются воздействию атмосферных осадков. Вода по порам проникает в покрытие и способствует его быстрому разрушению, превращая плотню массу практически в порошок. Естественно, что при этом теряюся все теплоизолирующие свойства покрытия. Выход один: герметизация. Конструкция трубы с ППУ-покрытием должна быть полностью герметизирована от влияния атмосферных остадков при любом их направлени и силе ветра.
Естественное разрушение покрытия. Пено-поли-уретан не вечен. Срок его гарантированной службы в среднем составляет 10-12 лет. Далее твердая масса начинает постепенно разрушаться, превращаясь в рыхлое вещество, не способное обеспечить термоизоляцию трубы. Это естественный процесс для данного матерала и выход из него — планово-предупредительный ремонт. Ситуация осложняется тем, что через металлический кожух невозможно определить состояние ППУ-покрытия. Поэтому, основываясь на расчетах долговечности и замерах температурных потерь, применяют выборочный способ вскрытия кожуха для оценки состояния покрытия.
Ремонт ППУ-покрытия в полевых условиях
Наиболее распространенным способом ремонта ППУ-покрытия в полевых условиях является вскрытие участка, удаление заводского покрытия до чистой трубы, и установка на его место «скорлупы» с последующей изоляцией снаружи термоусаживающейся пленкой.
Возможен ремонт с применением мобильной установки и закачкой смеси А и Б, но это можно осуществить только при положительной температуре воздуха и при условии зачистки, обезжиривания трубы и предустановке кожуха. Данный способ, возможно, более эффективен, но в полевых уловиях трудноприменим.
Также, возможен ремонт путем замены трубной секции полностью, однако, с экономической точки зрения, он, как правило, нецелесообразен.
В целом, трубы с заводским ППУ-покрытием, равно как и стеклопластиковые трубы, являются высоко интеллектуальным материалом, и их применение должно быть обеспечено контролем и специально подготовленным персоналом.
Что касается вероятных заводских дефектов, то их локализация возможна только с помощью предварительного аудита производства и специального контроля заказчика в процессе изготовления, отгрузки и поступления труб на трубную базу.
Надеемся, что этот матерал поможет потенциальным заказчикам и исполнителям.
