Isolation des gazoducs en acier: matériaux d'isolation et méthodes d'application
Allez-vous gazéifier la maison ou améliorer l'approvisionnement en gaz? Le gazoduc étant l'une des communications les plus précieuses et les plus dangereuses, sa protection fiable est donc extrêmement importante.
D'accord, les dommages au tuyau de gaz et les fuites de ce carburant peuvent passer inaperçus pendant longtemps, puis entraîner les conséquences les plus désastreuses. Il vaut mieux étudier soigneusement et réassurer tout avant de prévoir une protection, non?
Si vous êtes intéressé par l'isolation des gazoducs en acier, dans cet article, vous obtiendrez des réponses à ces questions: pourquoi est-ce nécessaire, que se passe-t-il, dans quels cas et comment utiliser chaque type de matériau isolant, comment vérifier la qualité du revêtement. Nous citerons tous les types de gazoducs: des canalisations principales aux canalisations basse pression, du hors-sol au sous-marin, nous répondrons à toutes les questions qui se poseront.
Le contenu de l'article:
Fonctions d'isolation des gaz
Aujourd'hui, presque tous les bâtiments de chaque localité sont connectés au gazoduc, il est difficile d'imaginer la vie d'une personne moderne sans carburant bleu. Imaginez simplement combien de tuyaux sont nécessaires pour mettre en place une telle chaîne d'approvisionnement!
Ils s'étendent au-dessus de nos têtes, sous nos pieds, profondément dans la terre et même le long des fonds marins. Chaque centimètre de cette nappe de gaz doit être protégé de manière fiable et absolument sûr, car une fuite peut entraîner un accident de grande ampleur, avec destruction, et parfois des victimes.
Les pipelines de gaz en polyéthylène n'ont pas besoin de protection supplémentaire, mais ils ne peuvent pas être utilisés partout, et le remplacement est coûteux, donc la plupart des tuyaux de gaz sont en acier.
Pour que l'acier ne rouille pas et ne s'effondre pas, il est traité avec des composés et des matériaux spéciaux qui isolent sa surface de l'environnement. Les principales fonctions de ces revêtements sont la protection contre l'humidité, les influences chimiques, les influences mécaniques, ainsi que protection diélectrique.
En plus du revêtement, pour une protection fiable contre les courants parasites et constants, une protection cathodique électrochimique est organisée sur des gazoducs souterrains, ce qui assure l'élimination de ces charges via un conducteur spécial vers la sous-station de drainage.
Pour un pipeline aérien, la protection est moins solide, car elle est plus facile à mettre à jour, et les tuyaux ne sont exposés qu'à l'humidité atmosphérique, se desséchant régulièrement. Pour les gazoducs offshore, au contraire, en plus d'une protection fiable contre un environnement agressif, une couche de pondération supplémentaire est nécessaire pour que le tuyau repose immobile au fond, sous les vagues.
Documents normatifs et leurs exigences
Il existe 3 principaux documents réglementant l'organisation de la protection des gazoducs. RD 153-39.4-091-01 "Instructions pour la protection des canalisations souterraines urbaines contre la corrosion." Comme son nom l'indique, il ne s'applique pas à l'isolation des tuyaux de gaz, dont le diamètre est supérieur à 83 cm - interurbain et international, ainsi qu'aux tuyaux posés au-dessus du sol ou sous l'eau.
GOST 9.602-89 - un document adjacent, qui contient toutes les règles et calculs pour la protection des gazoducs souterrains. Si l'instruction explique comment et à partir duquel équiper l'isolation, GOST indique la quantité requise - des mètres de matériel et d'outils à l'équipement et aux heures de travail des travailleurs.
GOST R 51164-98 Canalisations principales en acier. Exigences générales pour la protection contre la corrosion. Cette norme comble le vide dans les lignes directrices pour les canalisations principales. Leur protection doit être particulièrement fiable et avoir ses spécificités, les règles de son organisation sont donc répertoriées dans un document séparé.
Ces documents régissent les problèmes suivants:
- quels types de matériaux sont autorisés à utiliser sur ce type de gazoduc dans ces conditions;
- combien d'isolation renforcée est nécessaire, si une protection électrochimique est nécessaire;
- qui et quand doit fournir au gazoduc la protection nécessaire;
- technologie de revêtement isolant à l'usine et sur le terrain, ainsi que pour réparer les dommages;
- les normes de consommation des matériaux et les coûts des autres ressources pour le travail;
- la procédure de vérification de la qualité du revêtement et les normes d'indicateurs de qualité pour tous les paramètres pour chaque type d'isolant.
Ainsi, dans ces documents, l'ensemble du processus d'isolation des tuyaux est décrit étape par étape, de la sortie d'usine à l'inspection après l'installation et pendant le fonctionnement. Il n'y a plus de place pour la créativité, car ce sont des problèmes de sécurité.
Il existe également des listes distinctes répertoriant tous les matériaux recommandés et les fabricants d'isolants pour les gazoducs.
Compte tenu de la complexité des travaux et d'un nombre considérable de normes à respecter, ne vous attendez même pas à faire face à l'isolement du gazoduc vous-même, et le service gaz n'acceptera pas le travail effectué par un maître externe.
Types de matériaux pour l'isolation
En fonction des conditions de fonctionnement et de la facilité d'utilisation, il existe de nombreux types de revêtements pour l'isolation des conduites de gaz. Les gazoducs surélevés suffisent à protéger avec 2 couches d'apprêt et 2 couches de peinture ou d'émail.
Les tuyaux qui serviront sur le fond marin sont recouverts d'une couche de béton au-dessus de l'isolation principale, pour un lestage et une protection supplémentaire.
Ensuite, nous parlerons des moyens de protéger les tuyaux en acier sous terre.
Revêtements protecteurs en polymère
Polyéthylène extrudé - La protection la plus progressive et universelle. Il est utilisé sur les tuyaux d'un diamètre de 57 à 2020 mm, adhère étroitement, forme une couche continue idéalement uniforme, protège contre la température et les influences mécaniques, et est également pratique à utiliser.
Dans un tel revêtement, le tuyau en acier n'est pratiquement pas inférieur aux analogues de polymère en termes de caractéristiques de protection. Cette protection se compose de seulement 2 couches - un adhésif à liaison dure et, en fait, du polyéthylène. Malgré cela, un tel revêtement de type très renforcé sur des tuyaux de gros diamètre peut atteindre 3,5 mm.
Polypropylène extrudé Il est spécifique pour sa haute résistance mécanique: il est possible d'y faire glisser des tuyaux avec des puits, pour des méthodes de pose fermées, et ne craignez pas que l'isolation soit endommagée par le frottement ou l'accrochage sur les pierres et le sol. Extérieurement et en structure, ce type d'isolation ne diffère pas du polyéthylène, seulement 0,3-0,5 mm plus mince.
Rubans adhésifs polymères il existe du polyéthylène et du polychlorure de vinyle, tandis que les premiers sont préférables, car ils sont 4 fois plus résistants et protègent mieux les tuyaux. Le plus souvent, les rubans adhésifs en PET sont utilisés pour réparer et isoler les joints des tuyaux recouverts de polyéthylène extrudé, mais il y a aussi des tuyaux enveloppés par eux en usine sur toute la longueur.
Il existe également un revêtement en PET combiné dans lequel le tuyau apprêté est d'abord enveloppé avec du ruban polymère adhésif, et au-dessus il est protégé avec une couche de polyéthylène extrudé. Il est utilisé sur des tuyaux d'un diamètre allant jusqu'à 53 cm, et l'épaisseur totale ne dépasse pas 3 mm.
Isolation en mastic bitumineux
Une telle isolation est fondamentalement différente dans sa composition et ses propriétés, principalement dans la méthode d'application. L'adhérence du bitume à la fois au tuyau et aux couches entre elles est assurée par le chauffage et la fusion du matériau lui-même, et non par un primaire adhésif, comme dans le cas du PET.
Un tel revêtement est appliqué sur un primaire bitume spécial, et se compose de 2 à 3 couches de mastic, chacune renforcée, et d'une enveloppe de protection en papier externe. En conséquence, un revêtement continu est formé qui répète complètement la forme du tuyau, où la fibre de verre ou le treillis de renforcement est soudé dans l'épaisseur de l'écran.
En plus du bitume, le mastic lui-même contient diverses inclusions - polymère, minéral ou caoutchouc - offrant différentes propriétés de matériau. De plus, des additifs modifiants et des plastifiants y sont ajoutés, ce qui ajoute de l'élasticité, de la flexibilité, de la résistance aux températures critiques et de la durabilité à l'hydrophobicité et à l'adhérence naturelles.
Il existe également des rubans reliant le bitume sous forme de colle et des rubans polymères spéciaux. Les 2 principaux types de tels revêtements sont PALTavec du ruban thermorétractable, et LITKOR, à partir d'une bande polymère-bitume. Ce dernier, en particulier, est nécessaire pour protéger les connexions entre les tuyaux avec différents types d'isolation.
Matériaux pour l'isolation de petits éléments
Les terminaux de base, les coins, les coudes, les collecteurs de condensats et d'autres éléments façonnés des gazoducs doivent également être protégés.
Il existe des revêtements spéciaux pour cela: PAP-M105 et Demi. La première est constituée de deux couches de résine de polyester renforcée de fibre de verre durcie.
Semiur se compose principalement de polyuréthane, complété d'additifs technologiques et divisé en composant principal et durcisseur. À l'aide de ces deux composés, les joints moulés sont isolés à l'usine, dans les ateliers et directement sur la piste.
Comment l'isolation est-elle appliquée?
La partie principale de l'isolation est appliquée sur tuyaux de gaz, et souvent sur les raccords du gazoduc, en usine, même au stade de leur production. Cependant, lors de l'installation de la canalisation, il devient nécessaire d'isoler les joints, ce qui est effectué dans des conditions de route - c'est-à-dire directement sur le site d'installation.
En outre, sur le terrain, les mêmes matériaux sont utilisés pour réparer le revêtement de protection, si pas plus de 10% sont endommagés, et parfois même un ré-isolement complet d'une zone séparée. Également manuellement, directement sur l'autoroute, isolez les réservoirs.
Si possible, les soudures et les raccords sont isolés avec le même revêtement que le tuyau principal - ou aussi similaire que possible.
L'isolation du gazoduc est possible à des températures supérieures à -25 ° C, et pour les rubans adhésifs polymères - au-dessus de +10 ° C. S'il pleut ou qu'il neige, il devrait y avoir un surplomb fiable sur le chantier, ce qui empêchera la pluie de tomber sur la surface isolée.
Sur les tuyaux d'un gazoduc aérien
Ce type de gazoduc est situé dans l'environnement le moins agressif et le risque de rouille est donc considérablement réduit. De plus, il est beaucoup plus facile de remarquer et de réparer les dommages qui s'y trouvent, par conséquent, l'isolation des gazoducs aériens n'est pas nécessaire en tant que telle.
Pour protéger contre les précipitations et l'humidité atmosphérique, selon les normes, un revêtement de 2 couches d'apprêt et 2 couches de peinture, émail ou vernis suffit.
Cependant, en cas de conditions de fonctionnement difficiles, une isolation thermique des conduites de gaz est appliquée - graisses, revêtements en émail de verre, ainsi que des boîtiers en aluminium ou en zinc, qui ne devraient pas toucher le tuyau lui-même.
Isolation de gazoduc souterrain
Dans le sol, les tuyaux sont constamment exposés à l'humidité et souvent aux composés chimiques et aux courants vagabonds. Tout cela peut entraîner la corrosion des métaux et des fuites de gaz, ils essaient donc de fournir une isolation aussi fiable que possible.
Chaque gazoduc souterrain en acier est doublement protégé: passivement - avec un revêtement isolant du tuyau, et activement - par l'élimination ou la suppression du courant par une protection cathodique.
La plupart des matériaux dont nous avons parlé précédemment peuvent être utilisés à la fois pour l'isolation de base, en usine et sur la piste. Nous discuterons plus avant des principales étapes et subtilités de ces travaux.
L'isolation en polyéthylène et polypropylène de l'usine est mise en œuvre en plusieurs étapes:
- Séchage des tuyaux.
- Nettoyage rapide à un éclat métallique.
- Chauffage de tuyau.
- Application d'une base de colle sur un tuyau rotatif.
- Application par extrusion, stockage ou enroulement d'un ruban d'une couche de polyéthylène.
- Etanchéité avec un rouleau spécial avec une coque en fluoroplastique.
- Refroidissement par eau à 70 - 80 ° С.
- Contrôle qualité du revêtement résultant.
Tous les processus sont entièrement automatisés, car la précision informatique est la clé de la qualité du produit.
Sur le terrain, toutes les étapes doivent être préservées, mais mises en œuvre au détriment des équipements portables - broyeurs et nettoyeurs à jet de sable, brûleurs à gaz et chalumeaux. En outre, il existe des ensembles spéciaux de matériaux pour l'isolation des joints et la réparation des dommages - par exemple, le manchon rétractable en PET ou le ruban adhésif en polymère.
Pour appliquer l'isolant de bitume, les tuyaux sont également nettoyés, mais à l'aide de brosses métalliques, laissant une surface propre mais pas lisse. Le primaire, composé de bitume et d'essence, est versé sur les tuyaux nettoyés et frotté avec des serviettes, et dans les conditions du parcours avec des chiffons ou des brosses.
Pas plus d'un jour plus tard, il est nécessaire d'appliquer le revêtement principal: 2-3 couches de mastic, séparées par un matériau de renforcement et protégées de l'extérieur avec une couche de papier.
Pour le renforcement, utilisez de la fibre de verre, du tissu polymère non tissé ou de la maille. Ils sont enroulés en spirale, uniformément, avec une légère tension et un chevauchement.
Isolation sur le terrain
S'il est nécessaire de réparer les dommages à l'isolation d'un gazoduc souterrain ou de raccorder des tuyaux avec différents types d'isolation, il est important de choisir correctement les matériaux utilisés.
Les revêtements PALT et LITKOR sont utilisés uniquement dans des conditions routières. Les deux sont appliqués sur l'apprêt bitume, mais pour le premier, il est nécessaire d'appliquer d'abord une couche de bitume et de la renforcer, puis d'enrouler le ruban directement sur le mastic chaud. Dans le deuxième cas, le bitume est la couche inférieure du ruban lui-même, il est donc immédiatement enroulé sur l'apprêt, préalablement fondu avec un brûleur.
Malgré la ressemblance, vous ne devez pas confondre les rubans Litkor avec des rubans PET collants, car l'utilisation d'un apprêt inapproprié ruinera désespérément la qualité de l'isolation.
Les tuyaux avec revêtement PET extrudé sont réparés avec des patchs thermorétractables spéciaux ou des rubans bitume-polymère LITKOR. Lorsqu'il est recouvert en usine de ruban adhésif en PET, il est utilisé pour les réparations, telles que Polyéthylène. Cela n'est possible que pendant la saison chaude, car le ruban ne colle pas au froid et ne tolère pas la fusion.
Le revêtement de bitume est réparé avec les mêmes mastics bitumineux avec renfort, bandes bitume-polymère LITKOR ou matériau en rouleau similaire Isoplast-P.
Il est toujours possible de connecter différents tuyaux dans n'importe quelle combinaison avec des bandes LITKOR, et s'il n'y a pas de bitume dans le revêtement natif des deux tuyaux, les connexions directes peuvent également être isolées avec des bandes adhésives en polyéthylène.
Isolation des tuyaux sous l'eau
Les gazoducs qui desserviront les fonds marins sont particulièrement isolés, car cet environnement est dangereux à la fois par des dommages chimiques et mécaniques, et les dysfonctionnements des tuyaux, en règle générale, indiquent des interruptions de l'approvisionnement en gaz international.
La partie principale de la protection des tuyaux est obtenue en usine. Après nettoyage et séchage, ils sont ouverts avec un composé époxy, puis un adhésif est appliqué et une couche de plastique est appliquée dessus. À ce stade, les tuyaux sont similaires à des tuyaux similaires, à l'exception de la première couche d'époxy, qui est dupliquée sur la surface intérieure.
Cependant, ce n'est pas tout: une protection cathodique est déjà installée sur les tuyaux préparés à l'usine, puis une cage de renforcement est construite et la couche extérieure de béton est coulée, souvent avec du minerai de fer comme charge.
Grâce à une telle finition multicouche, le poids est de 1 mp les tuyaux peuvent atteindre 2 tonnes. Il est très problématique de transporter de tels tubes, donc ils ne sont pas produits trop longtemps, et pour chaque kilomètre du gazoduc offshore, il y a plusieurs dizaines de soudures, chacune devant être isolée de manière fiable.
La connexion et l'isolement des joints ont lieu sur une barge spéciale équipée de tout le nécessaire. Ici, les tuyaux sont soudés, le joint est soigneusement nettoyé à l'aide d'une grenailleuse. Tubes de coffre Ils ont un diamètre énorme, donc ils sont chauffés avec des brûleurs à induction plutôt qu'avec des brûleurs au propane - cela s'avère plus rapide, plus uniforme et plus sûr.
Ensuite, un apprêt est appliqué et un manchon thermorétractable est installé, fixé avec une plaque de verrouillage. Le brassard se réchauffe d'abord au milieu, le long de la soudure, puis rétrécit progressivement à l'aide de brûleurs à gaz du centre vers les bords. Après contrôle qualité de cette étape, une enveloppe de revêtement est installée pour le remplissage de la mousse. Après séchage, le tuyau est abaissé au fond et recouvert de gravier.
Contrôle de la qualité de l'isolation
La protection des gazoducs en acier est une mesure responsable, par conséquent, chaque opération effectuée doit être soigneusement vérifiée, avec la préparation d'un acte de travail caché effectué et leur entrée dans le passeport du gazoduc. Quelle que soit la qualité et la sélection correcte du matériau d'isolation, il ne pourra pas faire face aux fonctions qui lui sont assignées si la technologie du travail a été violée.
Les principaux paramètres du revêtement fini à vérifier sont l'épaisseur, la continuité et l'adhérence au tuyau. Mesurez-les avec des appareils électroniques spéciaux: jauges d'épaisseur, détecteurs de défauts d'étincelles et adhésimètres, respectivement. Ils n'endommagent pas le revêtement, ils vous permettent donc de contrôler tous les points douteux sans frais inutiles.
En usine
Dans les usines et les bases de production, l'épaisseur du revêtement est vérifiée pour 10% des tuyaux de chaque lot, à 4 endroits sur des côtés différents dans un cercle sur chaque tuyau, ainsi que dans les zones douteuses.
L'adhérence, ou la force d'adhésion au métal et entre les couches, les normes imposent également de contrôler 10% de la production dans le parti ou tous les 100 m.
La continuité du revêtement, c'est-à-dire l'absence de crevaison, d'intimidation et d'autres violations de bout en bout, est vérifiée sur tous les produits isolés dans la zone.
De plus, la continuité diélectrique du revêtement, la résistance aux chocs, la zone de pelage après polarisation cathodique et d'autres tests peuvent être vérifiées. Lors de l'isolation avec des revêtements bitumineux, un échantillon des propriétés physiques est prélevé sur chaque lot de mastic, au moins quotidiennement.
Sur le lieu d'installation ou de réparation
Dans les conditions de route, la qualité de l'isolation est également vérifiée, pour la continuité - toujours et complètement, et pour chaque dixième soudure isolée pour l'épaisseur et l'adhérence.
En outre, la largeur de chevauchement sur le revêtement d'usine est vérifiée, ainsi que le relief d'isolation - pour l'absence d'ondulations, de rides, d'airbags et d'autres défauts.
De plus, la continuité de l'isolation est régulièrement vérifiée sur les canalisations de gaz existantes. Pour ce faire, ils n'ont même pas besoin d'être déterrés, et en cas de suspicion de dommage, les tuyaux sont exposés et non seulement l'épaisseur, la continuité et l'adhérence sont vérifiées, mais aussi les propriétés diélectriques de l'isolation.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Maintenant, vous savez tout - ou presque tout - sur le but et les matériaux pour l'isolation de divers gazoducs en acier, et vous avez également une idée des caractéristiques de leur application et du contrôle de la qualité de la protection.
Et pour plus de clarté, nous vous proposons de regarder une vidéo, qui détaille l'isolation des joints soudés avec un ruban bitume-polymère:
Installation d'une gaine thermorétractable sur la soudure:
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