Для чего нужна изоляция?

Коррозия подземных трубопроводов является одной из основных причин их разрушения из-за образования каверн, трещин и разрывов. Коррозия – это реакция металла с окружающей его средой, вызывающая в нем изменения способные к коррозионному повреждению и последующему разрушению.

Газопроводы эксплуатируются в различных средах: надземные — в газообразной среде (атмосферный воздух), подземные — в жидкой (ручьи, реки, болота, водотоки) и твердой среде (грунты различной степени влажности). Во всех этих средах стальная поверхность трубопроводов подвергается воздействию коррозионных процессов, поэтому задача антикоррозионных покрытий защитить стальную поверхность трубопровода. Естественно, нет ничего вечного, но 25-35 лет — стандартный срок службы антикоррозионных покрытий, применяемых сегодня в трубопроводном строительстве. Контрольные проверки действующих трубопроводов, построенных за последние 15-25 лет, показывают, что при соблюдении технологии нанесения антикоррозионных покрытий, процесс их разрушения минимален.

В конце 2011 года «Ленгазспецстрой» закупил оборудование горячего безвоздушного распыления компании CRACO и на его базе создали пять изолировочных комплексов, введенных в эксплуатацию в январе 2012 года, на одном из самых сложных и ответственных объектов строительства – МГ «Бованенково-Ухта», на полуострове Ямал. Экстремальные климатические условия региона Крайнего Севера, где в зимний период температуры опускаются ниже 40°С, снежные бури наметают сугробы в человеческий рост, а солнце зимой выходит лишь на полчаса днём, не помешали освоить и успешно эксплуатировать подготовленное изоляционное оборудование, выполнить работы по изоляции крановых узлов и технологических трубопроводов качественно и в срок.

С тех пор «Ленгазспецстрой» собственными силами выполняет работы по нанесению термореактивных покрытий, к которым ранее приходилось привлекать субподрядные организации, а изолировочные комплексы и сегодня работают на объектах строительства.

«Считаю, что антикоррозийная защита трубопровода – это ответственный и значимый процесс. Посредством сборки и сварки мы создаем неразъемные соединения, проводим их контроль неразрушающими методами, а затем защищаем от коррозии, подготавливая к эксплуатации сети магистральных и технологических газопроводов», – рассказал Юрий Валерьевич Кузьмичёв.

Тонкостями одного из ключевых процессов – нанесение антикоррозионных покрытий – поделился Юрий Валерьевич Кузьмичёв – главный специалист управления технологии строительства.

Его работа в «Ленгазспецстрой» началась в 2006 году, со знакомства с автоматической и механизированной сваркой, комплексами STT+M-300, CRC-EVANS, трубосварочными базами БТС и ТСК, а с 2012 года Юрий Валерьевич занимается разработкой технологических процессов, применением материалов и оборудования для производства работ по антикоррозионной защите трубопроводов.

«Ленгазспецстрой» выполняет работы по нанесению антикоррозионных покрытий трёх видов: изоляция кольцевых сварных соединений подземных трубопроводов термоусаживающимися манжетами, изоляция подземных технологичных трубопроводов и переходов «земля-воздух» термореактивными покрытиями, антикоррозионная защита надземных трубопроводов защитными покрытиями на основе грунтовок и эмалей.

Для каждого вида изоляционно-укладочных работ разрабатываются и утверждаются технологические карты, определяющие технологию и порядок проведения работ, а также требования к контролю качества изоляционных покрытий.

Процесс изоляции: термоусаживаемая манжета

Работа бригады по изоляции кольцевых сварных соединений начинается сразу после того, как выполнена их сварка и произведен неразрушающий контроль. Сначала стальная поверхность очищается от снега, наледи, грунта и других загрязнений, а затем подогревается, чтобы исключить конденсацию влаги из воздуха. Далее производится абразивоструйная обработка стальной поверхности для очистки от неметаллических слоев.

Помимо очистки абразивоструйная обработка создает шероховатость на стальной поверхности кольцевого сварного соединения и на прилегающем к нему антикоррозионном покрытии. Это обеспечивает устойчивые к отслаиванию связи (адгезию) между антикоррозионным покрытием и металлом, а также между антикоррозионными покрытиями. После абразивоструйной обработки сварное соединение подогревается до температуры 90-100°С и на стальную поверхность наносится грунтовка (праймер), а затем устанавливается термоусаживаемая манжета, состоящая из радиационно-сшитой полиэтиленовой основы и термоплавкого адгезионного слоя. В процессе производства манжет полиэтиленовая основа подвергается обработке пучком электронов в электронно-лучевой пушке, что и придаёт материалу термоусаживающиеся свойства.

Термоусадку манжеты выполняют при помощи пропановых горелок, прогревая манжету по всей длине и ширине, в результате она плотно облегает сварное соединение и повторяет рельеф поверхности. Адгезионный слой, расплавляясь, выступает за кромку манжеты и обеспечивает защиту кольцевого сварного соединения от проникновения влаги. Результатом работ является сплошное изоляционное покрытие по всей длине сваренного трубопровода, которое и обеспечивает защиту.

Процесс изоляции: термореактивное покрытие

Термореактивные покрытия — это двухкомпонентные покрытия, наносимые на трубопроводы и стальные конструкции методом горячего безвоздушного распыления. Для нанесения термореактивных покрытий применяются дозировочные установки. Дозировочная установка работает в комплексе оборудования состоящего из компрессора и дизель-генератора, так как для работы дозировочной установки необходимо электричество и сжатый воздух.

Дозировочная установка, обеспечивает нагрев компонентов термореактивных покрытий, дозировку компонентов в соответствующем соотношении, подачу компонентов под давлением от установки, по электро-обогреваемым шлангам в распыляющий пистолет.

Работа с таким оборудованием требует определенных знаний и навыков, поэтому изолировщиков, работающих на эксплуатации и обслуживании дозировочных установок, в бригадах называют «операторы».

Компоненты термореактивных покрытий смешиваются в распыляющем пистолете и, попадая в смешанном виде на стальную поверхность, твердеют за считанные секунды, поэтому неправильное смешение компонентов, недостаточное давление покрытий на выходе или ошибка при напылении покрытия – это гарантированный «брак покрытия». Чтобы гарантировать требуемый уровень качества при выполнении работ по нанесению термореактивных покрытий, изолировщики должны обладать соответствующей специализацией и опытом работ.

Термореактивные покрытия наносятся только при плюсовой температуре (не ниже плюс 5°С) и при относительной влажности воздуха не более 80%, поэтому производство работ по их нанесению часто происходит во временных укрытиях, защищающих от влаги, ветра, песка, пыли, обеспечивающих необходимую температуру окружающего воздуха и влажность, при помощи тепловых пушек.

Термореактивные покрытия применяются при изоляции криволинейных поверхностей трубопроводов и металлоконструкций: соединительные детали (отводы, тройники, переходы, днища, заглушки), трубопроводная арматура (краны, задвижки, обратные клапаны), строительные конструкции (стабилизирующие устройства, маркерные накладки, основания эстакад, ферм и т.п.) там, где невозможно применить другой способ изоляции.

«Работа с термореактивными покрытиями менее трудоемкая, чем работа с термоусаживающимися манжетами, но здесь выше вредный фактор. При напылении термореактивных покрытий, особенно при работе в укрытиях, содержание мелкодисперсных частиц в окружающем воздухе велико. При работе с термореактивными покрытиями наши изолировщики обязательно используют необходимые средства индивидуальной защиты: полнолицевые маски с фильтрами высокой степени защиты, респираторы, защитные костюмы, перчатки для работы с растворителями. В изолировочных комплексах всегда приготовлена канистра с водой для промывки слизистой и кожи, в случае попадания на них химикатов. Все бригады оснащены аптечками и огнетушителями. Работники знают: соблюдение требований охраны труда – залог их крепкого здоровья и защита от опасных факторов. Надо отдать должное, наши изолировщики – грамотные ребята, поэтому у них вопросов со здоровьем не возникает», – поделился Юрий Валерьевич Кузьмичёв.

Процесс изоляции надземных трубопроводов

Антикоррозионная защита надземных трубопроводов производится покрытиями на основе грунтовок и эмалей. Эти покрытия могут наноситься как вручную (кистью или валиком), так и окрасочными аппаратами воздушного или безвоздушного распыления.

При антикоррозионной защите надземных трубопроводов применяются эмали с расцветкой соответствующей корпоративному стилю. Трубопроводы окрашиваются в различные цвета в зависимости от транспортируемого продукта и от используемых деталей. Каждый цвет строго нормирован номером RAL (оттенком цвета). Например, водопроводы должны быть зеленого цвета, паропроводы — красного, горючие и негорючие жидкости — коричневого и т.д. На трубопроводах транспортирующие газы трубы и соединительные детали окрашиваются в желтый цвет, трубопроводная арматура — в синий, штурвалы, рычаги, фланцы — в красный.

Антикоррозионные защитные покрытия на основе грунтовок и эмалей обеспечивают долговременную защиту трубопроводов от коррозии и ультрафиолетового излучения, сроком 15-25 лет.

Контроль качества и приемка работ

На всех этапах изоляционных работ проводится пооперационный и инспекционный контроль качества. Для каждого материала производитель задает свои характеристики и требования качеству покрытия, но все изоляционные покрытия отвечают уровню качества, которые регламентированы нормативными документами: Государственными Стандартами (ГОСТ) и требованиями ПАО «Газпром» (СТО Газпром).

Перед началом работ мастер или прораб контролирует температуру окружающего воздуха, влажность. В процессе работ оценивается качество подготовки стальной поверхности под изоляцию: степень очистки, шероховатость, запыленность, температура. После монтажа покрытий производится замер толщины, а также визуально оценивается состояние готового покрытия – однородность, отсутствие пропусков, воздушных пузырей, выходящих на поверхность пор и участков отслаивания (расслаивания, растрескивания) покрытия.

Сложности в работе

Работа изолировщика физически трудоемкая, связана с вредными условиями труда, так что обладать крепким здоровьем — обязательно. Термоусаживающаюся манжету усаживают горелкой, вес которой невелик (около 0,6 кг), но после пары часов постоянной работой с газовой горелкой неподготовленный человек почувствует, как немеет рука. К тому же манжету еще нужно прикатывать силиконовым роликом, что так же немалая физическая нагрузка.

При работе с термореактивными покрытиями твердая рука изолировщика — это требование безопасности, так как компоненты термореактивных покрытий на выходе из распыляющего пистолета имеют температуру 45-75°С, при давлении смеси 120-180 бар. Неосторожное обращение с распыляющим пистолетом может нанести травмы коже и мышцам.

Как стать изолировщиком?

В учебно-аттестационным центре «Ленгазспецстрой» разработана и утверждена программа по подготовке изолировщиков. Она состоит из практической и теоретической части. После обучения каждый сотрудник сдаёт экзамен, а потом уже в процессе работы повышает свою квалификацию.

К противопоказаниям относят заболевания органов дыхания и кожного покрова. Работа изолировщиком физически активная, поэтому, если есть ограничения по поднятию тяжестей, то в трудоустройстве могут отказать.

«Всего в «Ленгазспецстрое» более 100 изолировщиков. Линейная бригада по монтажу термоусаживающихся манжет состоит из одного или двух пескоструйщиков, водителя вездехода с пескоструйной установкой, не менее трех пар изолировщиков, машиниста трубоукладчика, для перемещения защитных палаток, водителя вахты, мастера (прораба) и лаборанта по контролю качества изоляционных покрытий. В активный период строительства на линейной части обычно работает 5-7 пар, так как изоляционно-укладочная бригада должна идти за комплексом автоматической сварки, обеспечивая последовательную изоляцию сваренных и проконтролированных соединений», – объяснил Юрий Валерьевич Кузьмичёв.

«Если сварочный комплекс выполняет 30 стыков в сутки, то бригада изолировщиков должна все эти 30 стыков заизолировать, чтобы сохранять темп движения и последовательность работ по укладке и засыпке сваренного трубопровода. Многие наши изолировщики имеют удостоверения стропальщика, обучены методам и правилам работы с грузозахватными механизмами и грузоподъемной техникой. Поэтому изолировщики также привлекаются к работам по монтажу балластирующих устройств и футеровке трубопровода», – добавил начальник управления технологии строительства Владимир Дмитриевич Васильев.

Интересные факты про изоляцию в АО «Ленгазспецстрой»

Работа изоляционно-укладочной бригады проводится преимущественно в светлое время суток, но, когда данное условие невыполнимо или существует необходимость организации двухсменной работы, в палатках или на строительной технике устанавливают прожекторы обеспечивающие достаточное освещение.

Так была организована работа во время строительства КС «Байдарацкая» и линейной части МГ «Бованенково-Ухта». В период с октября по апрель там очень короткий световой день, поэтому в палатках устанавливали мощные прожектора и выполняли работу, оставаясь в графике.

АО «Ленгазспецстрой» всегда авангард применения инновационных технологий и материалов в газопроводном строительстве и изоляция здесь не исключение. В 2014 году при строительстве КС «Русская» «Ленгазспецстрой» впервые в России выполнил работы по изоляции технологических трубопроводов материалом «Protegol UR-Сoating 32-60» в трассовых условиях, который до этого наносился только в заводских условиях. В 2019 году при строительстве КС «Славянская» «Ленгазспецстрой» стал новатором в применении эпоксидного изоляционного покрытия канадского производства «CANUSA HBE-HT», применяемого для изоляции высокотемпературных трубопроводов и наносимого методом горячего безвоздушного распыления. Обычно максимальная температура эксплуатируемого продукта на трубопроводах с термореактивными покрытиями не более 80°С градусов, но на КС «Славянская», как на одной из самых мощных в мире, некоторые трубопроводы кратковременно нагреваются в период эксплуатации до 120°С. Применение высокотемпературного эпоксидного покрытия было проектное решение, которое было успешно реализовано, при том что нанесение такого покрытия проводилось впервые в России, в трассовых условиях.