1 стр. из 1

При строительстве трубопроводных систем для защиты изоляционного покрытия трубопроводов широко применяются защитные укрытия, так называемые скальные листы.

Скальные листы закрепляют на изолированной поверхности трубопроводов до начала работ по укладке трубопровода в траншею, а также при защите изоляции труб и трубных секций на период их транспортировки и строймонтажных работ.

Скальные листы надежно защищают изоляционные покрытия трубопроводов при проведении строительно-монтажных работ, засыпке их скальным и мерзлым грунтом, подземной прокладке в скальных, вечномерзлых и минеральных грунтах с включениями дресвы, гальки, отдельных каменных глыб, а также от воздействия скального грунта при перемещениях подземного трубопровода в период эксплуатации.

До настоящего времени скальные листы в основном изготавливаются и поставляются по техническим условиям ТУ 48 34-004-17179339-2003. В соответствии с ТУ для изготовления скальных листов применяются следующие материалы:
 -  Полотна нетканые синтетические (НСМ) иглопробивные не термофиксированные, отвечающие утвержденным техническим требованиям к НСМ, предназначенным к применению при строительстве подземных трубопроводов.
 -  Смола карбомидоформальдегидная.
 -  Отвердитель — кислота ортофосфорная.
 
Технология производства скального листа — ручная формовка, которая заключается в следующем:
 -  на стол, укрытый полиэтиленовой пленкой, укладывается полотно нетканое синтетическое иглопробивное не термофиксированное;
 -  приготавливается связующее из карбомидоформальдегидной смолы и ортофосфорной кислоты;
 -  на поверхность полотна вручную наносится связующее валиком или кистью, происходит его пропитка.
 
Пропитанное таким образом полотно отверждается при температуре 18 °С в течение 5 суток.

Количество связующего полимера в скальном листе должно быть в пределах 3,0–4,5 кг/м.

Нормативные показатели качества скального листа представлены в табл. 1.

Недостатком скального листа по ТУ 48 34-004-17179339-2003 является то, что в материале конструкции содержится карбомидоформальдегидная смола (КФС), которая имеет ряд специфических свойств.

Надо отметить, что для синтеза КФС используют 30%-ные водные растворы формальдегида, содержащие около 1% метанола. С повышением концентрации формальдегида увеличивается содержание метанола, например 40%-ные растворы содержат его до 10%. Метанол способствует образованию метилированных смол невысокой молекулярной массы, легко разрушающихся водой после отверждения.

КФС — это твердые продукты белого цвета, легко растворимые в воде и нерастворимые в органических растворителях. Отверждение КФС ускоряется в присутствии кислотных катализаторов и с повышением температуры. В качестве катализаторов используют как органические (щавелевая, фталевая), так и минеральные (фосфорная, соляная) кислоты и некоторые соли (AlCl3, ZnCl2). Продукты отверждения — бесцветные, светостойкие, легко окрашивающиеся полимеры. Смолы, отвержденные при низких температурах (менее 120 °C) даже в присутствии больших количеств катализатора имеют пониженную водостойкость. При повышении температуры отверждения водостойкость возрастает. Однако продукты, полученные в оптимальном режиме отверждения (120–140 °C, катализатор), все же частично разлагаются под действием горячей воды или водных растворов солей. Это обусловлено недостаточной разветвленностью цепей и малым количеством поперечных связей, о чем свидетельствует низкое коксовое число продуктов отверждения (14–21,5%) и их быстрая деструкция при нагревании без доступа воздуха.

Существенный недостаток КФС — выделение формальдегида в процессе переработки и при эксплуатации отвержденных смол. Это объясняется наличием в материале формальдегида, не прореагировавшего при поликонденсации, а также образованием его вследствие наличия в полимере метилольных групп и метиленэфирных связей, превращающихся в метиленовые. Формальдегид оказывает токсичное действие на организм человека и вызывает растрескивание изделий.

Вода находится в полимере в диспергированном состоянии и химически не связана с ним. Она постепенно испаряется даже при комнатной температуре, причем происходят усадка и растрескивание материала изделий.

Лабораторные испытания образцов скального листа показали, что их водопоглощение в течение 24 часов составляет около 45%, а потеря связующего после сушки при температуре 25 °C в течение 24 часов около 7%.

Таким образом, в процессе эксплуатации скального листа, особенно в водной среде может произойти вымывание КФС, что приведет к потере защитных свойств скального листа и нарушению экологии в связи с попаданием формальдегида в окружающую среду.

В настоящее время ООО «ВНИИСТ–Подолье» (директор В.М. Прошин), совместно с учеными России и другими предприятиями создал, провел комплекс испытаний и наладил производство альтернативного скального листа дублированного (СЛД) ТУ 8397-005-13368693-2006 высокопрочного, износостойкого, водостойкого, экологически чистого и работоспособного при низких и высоких температурах.

Производство скального листа осуществляется совместным методом экструзии рулонного композиционного полимерного материала «БРИТ-композит» ТУ 5774-005-77310231-2005 и дублирования с полотном нетканым иглопробивным по ТУ 8397-056-05283280-2002.

Дублирование слоев производится механическим путем под давлением в зазоре между валками каландра без применения клеевых составов. Полотно заправляют через верхний валок каландра в зазор между валками каландра, где происходит его внедрение в материал «БРИТ-композит», поступающий из плоскощелевой головки червячного пресса. Далее дублированный материал поступает в тянущее устройство и устройство поперечной резки. Готовый материал требуемой длины укладывается на поддоны.

Физико-механические характеристики рулонного композиционного полимерного материала «БРИТ» по ТУ 5774-005-77310231-2005 приведены в табл. 2.

Физико-механические характеристики полотна нетканого иглопробивного приведены в табл. 3.

Испытания СЛД и его компонентов, проведенные в аттестованной испытательной лаборатории НИИНМ г. Серпухов, в ЭКОЦЕНТРе Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, в Открытом акционерном обществе «Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений ОАО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» подтвердили более высокие значения физико-механических характеристик СЛД по ТУ 8397-005-13368693-2006 по сравнению с нормативными показателями качества скального листа, указанными в ТУ 48 34-004-17179339-2003.

Сравнительные испытания скальных листов по определению ударной прочности, проведенные в лаборатории ЗАО «АНКОРТ» под руководством к.х.н. В.К. Семенченко, представлены в табл. 4.

Обозначения, принятые в табл. 4:
Н — высота подьема центра массы свободно падающего груза;
М — масса свободно падающего груза (М = 7 кг);
Р уд. — энергия удара.

Испытания по определению ударной прочности скальных листов проводились на образцах, имитирующих изолированные трубы посредством воздействия на скальный лист и покрытие свободно падающего груза в соответствии с ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии».

Свободно падающий груз массой М=7 кг поднимали на высоту Н и сбрасывали на поверхность защитного покрытия трубы, укрытую скальным листом.

Оценка сплошности покрытия после воздействия на него падающего груза и сферического бойка осуществлялась с помощью искрового дефектоскопа типа «Крона».

Табл. 5

Испытания СЛД (ТУ 8397-005-13368693-2006) на морозостойкость, проведенные в лаборатории ЗАО «АНКОРТ», приведены в табл. 5.
 -  Изменение длины образца при –40 °C составило 0,75%.
 -  Изменение длины образца при –60 °C составило 1,1%.
 -  Изменение ширины образца не наблюдалось.
 -  Эластичность образца при температурах –40 °C и –60 °C хорошая.
 -  Проведенные испытания показали надежную работоспособность скального листа при минусовых температурах до –60 °C.

Нормативные физико-механические характеристики СЛД указаны в табл. 6.

Таким образом, разработанный скальный лист дублированный позволяет надежно защитить изоляционное покрытие трубопроводов во всех климатических зонах при температуре от –60 °C до +70 °C.

Скальный лист дублированный по ТУ 8397-005-13368693-2006 прошел все виды испытаний, и Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору России выдала разрешение № РРС 00-24183 на применение СЛД на обьектах нефтяной и газовой промышленности.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!