CC BY
36
УДК 502/504 : 62.01.97 : 621.643 : 006.354 В. В. КАРПУНИН
Государственное научное учреждение
Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Россельхозакадемии, Волгоград
ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ НАДЕЖНОЙ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ МЕЛИОРАТИВНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Рассмотрена новейшая (пионерная) высокоэффективная технология антикоррозионной защиты стальных трубопроводов на мелиоративных системах, позволяющая повысить срок эксплуатации мелиоративных трубопроводов до 40-50 лет.
Технология антикоррозионной защиты стальных трубопроводов, мелиоративные системы, способ наружной изоляции с применением стендовой установки.
The article considers a pioneer highly effective technology of the anticorrosion protection of steel pipe lines on reclamation systems, which makes it possible to increase an operation life time of reclamation pipe lines up to 40-50 years.
Technology of anticorrosion protection
bench method of external isolation.
Одним из главных звеньев повышения надежности и долговечности стальных мелиоративных трубопроводов является создание их эффективной антикоррозионной защиты.
Анализ современного состояния проблемы антикоррозионной защиты металлических трубопроводов, натурные и экспериментальные исследования антикоррозионных покрытий трубопроводов, выполненные специалистами Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству и эксплуатации трубопроводов, объектов ТЭК, Академии коммунального хозяйства имени К. Д. Памфилова, Федерального государственного учреждения научно-производственного объединения «Радуга», Государственного научного учреждения «Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий» (ГНУ ПНИИЭМТ) Россельхозакадемии, позволили установить следующее: традиционно широко применяемые, особенно при строительстве, наружные изоляционные покрытия из битумно-резиновой мастики, армированной стеклохолстом, при существующей технологии их нанесения на стальные трубы обладают низкой противокоррозионной стойкостью в агрессивных средах, характерных для условий
of steel pipe lines, reclamation systems, test
оросительных систем.
Заводская изоляция наружной поверхности стальных труб с применением порошковой эпоксидной краски ПЭП-534, экструдированного или напыленного полиэтилена, а также изоляция из полимерных липких лент, выполняемая в полевых условиях с помощью специальных изолировочных машин, требуют применения остродефицитных и дорогостоящих материалов и имеют сравнительно невысокие показатели противокоррозионных свойств в агрессивных средах (близкое залегание минерализованных грунтовых вод, засоленные коррозионно-агрессивные грунты и др.).
На основе экспериментальных и опытно-производственных исследований в Государственном научном учреждении «Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий» Россельхозакадемии разработана высокоэффективная технология антикоррозионной защиты стальных мелиоративных трубопроводов.
Для подготовки поверхности стальных трубопроводов под изоляцию в системе комплексной антикоррозионной защиты используют грунт-преобразователь ржавчины ГПР-1 и грунт-модификатор ржавчины, которые обладают комплексом
№ 1'2012
:25!
высоких физико-механических свойств, низким водопоглощением и значительно меньшей стоимостью по сравнению с аналогами - ЭВА-0112 и ЭВА-01ГИСИ [1, 2].
Разработанные в Поволжском научно-исследовательском институте эколого-мелиоративных технологий составы ГПР-1 и ГМР-1 включают отходы нефтеперерабатывающего производства: кубовые остатки синтетических жирных кислот (КОСЖК), органический растворитель (сольвент, ксилол, толуол), ортофосфор-ную кислоту и пленкообразующие - лак ХП-734 в составе ГПР-1, кубовый остаток колонны ректификации изопентан-изопреновой фракции при производстве изопренового каучука в составе ГМР-1.
Композиция антикоррозионного покрытия включает битумно-полимерную мастику и стекловолокнистый армирующий материал. Мастика, входящая в состав композиции, защищена авторским свидетельством № 1729109 на изобретение и содержит компоненты в следующем соотношении, массовая доля, %: битум
- 16,0...85,0; хлорсульфированный полиэтилен - 2,0.16,0; органический растворитель - 12,96.67,68; перекись бензоила
- 0,04.0,32 [3]. Для армирования композиции использован стеклохолст типа ВВ-Г (ТУ 21-23-44-79) и ВВ-К (ТУ 21-2397-77).
Данная композиция позволяет резко повысить физико-механические свойства защитного антикоррозионного покрытия за счет обеспечения химического взаимодействия составляющих компонентов по типу радикального структурирования на поверхности стеклохолста при повышенной температуре и в присутствии кислорода воздуха. Результатом этого химического взаимодействия является сшитый
полимер, который и обеспечивает достижение повышенных физико-механических свойств защитного антикоррозионного покрытия (таблица).
В новом техническом решении максимально использованы сырье и материалы промышленных предприятий города Волгограда. Такое решение, более технологичное в использовании защитных антикоррозионных покрытий по сравнению с известными композициями, дает возможность максимально механизировать процессы нанесения изоляционной конструкции на наружную поверхность стальных трубопроводов.
В составе рассматриваемой технологии разработан нетрадиционный и высокоэффективный способ нанесения антикоррозионного покрытия на стальные трубы (а. с. № 1788384) с применением битумно-полимерных мастик, в том числе новой мастики вышеуказанного состава (а. с. № 1729109), армированных стекло-холстом, на специальной стендовой установке, созданной в ГНУ ПНИИЭМТ Россельхозакадемии (рис. 1) [3, 4].
Рис. 1. Стендовая установка для нанесения антикоррозионного покрытия на стальные трубы
Физико-механические показатели антикоррозионного битумно-полимерного покрытия в сравнении с изоляционной композицией на основе битумно-резиновой мастики
Показатель (начальный) Величина показателя
Битумно-полимерное покрытие, армированное стеклохолстом Битумно-резиновое покрытие, армированное стеклохолстом
Прочность покрытия при ударе, Дж 3,1.5,7 2,5.2,8
Предел прочности на разрыв, МПа 1,94.4,20 1,54.1,62
Адгезионная прочность, МПа 0,8.0,9 0,22.0,25
Переходное электрическое
сопротивление, Ом-м2 1,5108 .1109 8106.1107
Водопоглощение 0,2.1,2 2,5.3,0
|2в)
№ 1' 2012
Схема работы представлена на рис. 2: стальную трубу 1 очищают от ржавчины, наносят на ее наружную поверхность грунтовку и устанавливают на свободно вращающиеся ролики 2, один из которых является приводным.
1
Рис. 2. Технологическая схема нанесения антикоррозионного покрытия на стальные трубы
Свободный конец рулонного армирующего стеклохолста 3, установленного на шпуле 4, посредством натяжного ролика 5 погружается в ванну 6 подвижной каретки 7 и пропитывается мастикой 8, затем приклеивается к трубе 1. Включается механизм вращения трубы и перемещения комбинированной каретки 7 с ванной 5, оборудованной электроподогревателем 9 и заполненной горячей мастикой. Проходя через мастику, армирующий стеклохолст пропитывается ею, увлекая с собой некоторое количество мастики, навивается на трубу с натяжением 0,7...1,0 кг/см и с нахлестом шириной 10.15 см.
Скорость движения комбинированной каретки с ванной, заполненной горячей битумно-полимерной мастикой, выбирают по следующей зависимости: ик = 0,16(В - 5) ю sin а,
где ик - скорость движения комбинированной каретки, см/с; В - ширина армирующего стеклово-локнистого материала, см; 5 - нахлест армирующего стекловолокнистого материала, см; ю - угловая скорость вращения трубы, С-1; а - угол навивки армирующего стекловолокнистого материала на трубу.
Толщина наносимого на стальную трубу изоляционного слоя регулируется вязкостью мастики, которая может меняться за счет переменного температурного режима.
Технологическое совершенство и
эффективность разработанного способа наружной изоляции с применением стендовой установки достигаются благодаря принудительному уплотнению изоляционного материала при обжатии и тщательной пропитке армирующего слоя изоляционной мастикой, так как в момент обжатия трубы стеклохолстом мастика, находящаяся на нижней части армирующего слоя, полностью заполняет его поры. После завершения процесса полимеризации изоляционная конструкция представляет собой однородный монолитный материал без отдельных микропустот. Образуется надежный антикоррозионной слой, что значительно (на 2-4 порядка) повышает диэлектрические показатели изоляции и резко снижает ее водопог лощение. Переходное электрическое сопротивление этого покрытия после его нанесения на стальные трубы составляет 1,5108...1109 Ом-м2, что отвечает требованиям ГОСТ 9.602-2005 для защитных покрытий весьма усиленного типа [5].
Натурными исследованиями стальных трубопроводов (через 100 сут их укладки) на орошаемых участках Пал-ласовской оросительно-обводнительной системы, характеризующихся близким залеганием уровня грунтовых вод с содержанием солей свыше 40 кг/м3 (в том числе КаС1 3 %), установлено, что переходное электрическое сопротивление антикоррозионного битумно-полимерного покрытия, выполненного по разработанной технологии, составило 1107...1,6108 Ом-м2, что соответствует требованиям ГОСТ 9.602-2005.
Переходное электрическое сопротивление защитного трехслойного покрытия из липких полиэтиленовых лент в этих же условиях составило (1...2)106 Ом-м2, а би-тумно-резиновой изоляции - (2...2,6)-104 Ом-м2, что не отвечает требованиям ГОСТ 9.602-2005.
Долговечность нового антикоррозионного покрытия стальных трубопроводов в агрессивных средах, установленная по специально разработанной методике, составляет 20-30 лет. Это намного превышает срок службы известных отечественных и зарубежных антикоррозионных покрытий-аналогов [6, 7].
Экономический эффект от внедрения разработанной технологии антикор-
№ 1'2012
розионной защиты стальных мелиоративных трубопроводов составляет 42 р. на 1 м2 изоляционного защитного покрытия.
1. Грунт-преобразователь ржавчины: а.с. 1466238 А1. МПК7 С 09 Б 5/12/ А. Г. Алимов, В. В. Карпунин, А. И. Рахимов (СССР) [и др.]. - 1987 (для служебного пользования).
2. Грунт-модификатор ржавчины: а. с. 1752017 А1. МПК7 С 23 С 22/08. / А. Г. Алимов, О. А. Алимов, В. В. Карпунин (СССР) [и др.]. - 1990 (для служебного пользования).
3. Состав мастики для пропитки сте-клохолста: а. с. 1729109 А1. МПК7 С 08 Ь 95/00, С 08 К 5/14 / А. Г. Алимов, В. В. Карпунин, Н. Е. Варламов (СССР) [и др.]. - 1991 (для служебного пользования).
4. Способ нанесения антикоррозионного покрытия на стальные трубы: а. с. 1788384 А1. МПК7 Е 16 Ь 59/14. / А. Г. Алимов, О. А. Алимов, А. В. Карпу-нин (СССР) // Бюллетень изобретений. -1993. - № 2.
5. ГОСТ 9.602-2005 Единая система
защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. - М.: Изд-во стандартов, 2005.
6. Карпунин В. В. Современный метод определения долговечности наружной антикоррозионной изоляции стальных трубопроводов на мелиоративных системах // Известия Нижневолжского агроуни-верситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2010. -№ 2 (18). - С. 155-161.
7. Способ определения долговечности наружного антикоррозионного защитного покрытия стальных подземных трубопроводов: патент № 2277610 (RU), С 1. МПК С 23 F 13/00 (2006.01) / В. В. Карпунин, А. Г. Алимов (RU) // Бюллетень изобретений. - 2006. - № 16.
Материал поступил в редакцию 03.03.11. Карпунин Василий Валентинович, кандидат технических наук, директор Тел. 8 (8442) 35-55-67 (приемная) 8 (8442) 35-53-34 E-mail: pniiemt@vistcom.ru
УДК 502/504 : 631.618 : 665.5 А. П. КАЗЁННИКОВ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства»
СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЕНЕТРАЦИИ ИЛЛЮВИАЛЬНЫХ ГРУНТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
Описано расположение объектов исследования, представлены методики: проведения полевых испытаний, определения пенетрации грунтов, загрязнения грунта нефтепродуктами. Приведены результаты опытов, представлен статистический анализ. Получен результат - уменьшение сопротивления пенетрации грунта при дополнительном увлажнении и загрязнении нефтепродуктами.
Пенетрация, сопротивление пенетрации, иллювиальный грунт, влажность, нефтепродукты, дизельное топливо, метод загрязнения, дополнительное увлажнение, пенетрометр.
Location of researched objects is described, there are given the following methods of: fulfillment of field tests, determination of soil penetration, soil contamination by oil product. There are given results of tests and their statistical analysis. The following result is obtained - soil penetration resistance decreases under additional moistening and contamination by oil product.
Penetration, penetration resistance, illuvial soil, moisture, oil product, diesel fuel, method of pollution, additional moistening, penetrometer.
№ 1' 2012
К
