Isolering av stålgasledningar: material för isolering och metoder för applicering

Planerar du att gasifiera ditt hus eller modernisera gastillförseln? Gasledningen är en av de mest värdefulla och farliga kommunikationerna, så dess pålitliga skydd är oerhört viktigt.

Håller du med om att skada på gasröret och läckage av detta bränsle kan förbli obemärkt ganska länge och sedan leda till de mest beklagliga konsekvenserna. Det är bättre att du noggrant studerar allt i förväg och överförsäkrar dig vid skyddets anordning, eller hur?

Om du är intresserad av isolering av stålgasledningar kommer du i denna artikel att få svar på sådana frågor: varför den behövs, vilka typer det finns, i vilka fall och hur varje typ av isoleringsmaterial används, hur kvalitetskontroll av beläggningen utförs. Vi kommer att nämna alla typer av gasledningar: från huvudledningar till lågtrycksrör, från ovanjordiska till undervattensrör, och vi svarar på alla frågor som uppstår.

Funktioner för gasledningsisolering

Idag är praktiskt taget varje byggnad i varje ort ansluten till gasledningen, utan blå bränsle är det svårt att föreställa sig en modern människas liv. Föreställ dig bara hur många rör som behövs för att realisera ett sådant leveransnätverk!

De sträcker sig över våra huvuden, under fötterna, djupt i marken, och till och med på havets botten. Varje centimeter av detta gasnät måste vara pålitligt skyddad och absolut säker, eftersom ett läckage kan leda till en omfattande olycka med förstörelse och ibland dödsoffer.

Moderna underjordiska gasledningar läggs huvudsakligen i polymerrör – de är inte rädda varken för korrosion eller påverkan av vagabonderande strömmar, och de håller temperaturen bättre.

Polyetylengasledningar behöver inte extra skydd, men de kan inte användas överallt, och byte är dyrt, därför är de flesta gasrör stål.

För att stål inte ska rosta och förstöras, behandlas det med speciella ämnen och material som isolerar dess yta från omgivningen. Huvudfunktionerna hos sådana beläggningar är skydd mot fukt, kemiska influenser, mekaniska påverkan, samt dielektriskt skydd.

Aktivt elektrokemiskt skydd bildar en katodladdning på rörets yta, vilket säkerställer dess elektriska stabilitet och förhindrar påverkan från främmande strömmar.

Förutom beläggning, för pålitligt skydd mot vandrings- och likströmmar, ordnas elektrokemiskt katodskydd på underjordiska gasledningar, vilket avleder dessa laddningar genom en speciell ledare till en dräneringsstation.

För ovanjordiska rörledningar är skyddet mindre omfattande, eftersom det är lättare att förnya, och rören utsätts endast för atmosfärisk fukt och torkar regelbundet. För marina gasledningar krävs däremot, förutom pålitligt skydd mot aggressiv miljö, ett extra tyngdlager så att röret ligger orörligt på botten under vågorna.

Normativa dokument och deras krav

Det finns 3 huvuddokument som reglerar organisationen av skydd för gasledningar. RD 153-39.4-091-01 «Instruktion för skydd av stadsunderjordiska rörledningar mot korrosion». Som framgår av namnet gäller den inte för isolering av gasrör med diameter större än 83 cm – mellanstadie- och internationella, och inte heller för rör som är lagda ovan jord eller under vatten.

GOST 9.602-89 – ett relaterat dokument som innehåller alla normer och beräkningar för skydd av underjordiska gasledningar. Om instruktionen förklarar hur och av vad isoleringen ska byggas upp, anger GOST hur mycket av vad som krävs – från meter av material och verktyg till utrustning och arbetstimmar för anställda.

GOST R 51164-98 Stålrörsledningar för huvudledningar. Allmänna krav på korrosionsskydd. Denna standard fyller luckan i Instruktionen gällande huvudledningar. Deras skydd måste vara särskilt pålitligt och har sin egen specificitet, därför har normerna för dess organisation flyttats till ett separat dokument.

Som regel har gasledningar av statlig och internationell betydelse en diameter på mer än 830 mm, deras installation och underhåll är ett arbetskrävande och kostsamt företag.

Följande frågor regleras av dessa dokument:

• vilka typer av material som är tillåtna att använda på denna typ av gasledning under dessa förhållanden;
• i vilken utsträckning förstärkt isolering är nödvändig, om elektrokemiskt skydd behövs;
• vem och när är skyldig att förse gasledningen med nödvändigt skydd;
• teknologi för applicering av isolering i fabrik och i fält, samt för reparation av skador;
• normer för materialförbrukning och kostnader för andra resurser för att utföra arbetet;
• ordning för kvalitetskontroll av beläggning och kvalitetsnormer för alla parametrar för varje isoleringstyp.

Således beskrivs hela processen för rörisolering steg för steg i dessa dokument, från tillverkning på fabriken till kontroll efter installation och under drift. Det finns inget utrymme för kreativitet kvar, eftersom det handlar om säkerhetsfrågor.

Om isoleringsbeläggningen skadas eller appliceras bristfälligt, rostar stålet i marken ganska snabbt, vilket riskerar gasläckage och brand.

Det finns också separata listor där alla rekommenderade material och tillverkare av isolering för gasledningar anges.

Med tanke på arbetets komplexitet och det stora antalet normer som måste följas, räkna inte ens med att klara av gasledningsisoleringen på egen hand, och gasmyndigheten kommer inte heller att godkänna arbete utfört av en extern hantverkare.

Typer av material för isolering

Utifrån driftsförhållanden och användarvänlighet finns det många typer av beläggningar för isolering av gasrör. Ovanjordiska gasledningar kan tillräckligt skyddas med 2 lager primer och 2 lager färg eller emalj.

Rör som ska användas på havsbotten täcks ovanpå grundisoleringen med ett lager betong för tyngd och extra skydd.

Vidare kommer vi att prata om skyddsmedel för stålrör under jord.

Polymera skyddsbeläggningar

Extruderad polyeten – det mest progressiva och mångsidiga skyddet. Det används på rör med diameter 57–2020 mm, fäster tätt, bildar ett perfekt jämnt kontinuerligt lager, skyddar mot temperatur- och mekaniska påfrestningar och är lätt att arbeta med.

Med en sådan beläggning är stålröret praktiskt taget inte sämre i skyddsegenskaper än polymeralternativ. Detta skydd består av endast 2 lager – ett hårt klibbande adhesiv och själva polyeten. Trots detta kan en sådan beläggning av mycket förstärkt typ på rör med stor diameter nå 3,5 mm.

Extruderad polypropen är specifik för sin höga mekaniska hållfasthet: med den kan man dra rör genom brunnar, för slutna läggningsmetoder, och inte oroa sig för att isoleringen skadas av friktion eller fastnande i stenar och jord. Utseendemässigt och strukturellt skiljer sig denna isoleringstyp inte från polyeten, bara 0,3–0,5 mm tunnare.

Polymera självhäftande tejper finns i polyeten och polyvinylklorid, varav de förra är att föredra eftersom de fäster 4 gånger starkare och skyddar rören bättre. Oftast används självhäftande PET-tejper för reparation och isolering av rörskarvar med beläggning av extruderad polyeten, men det finns även rör som lindats med dem på fabriken längs hela längden.

Vid behov gör polymera självhäftande tejper det möjligt att helt byta ut rörskyddet i fält – men för detta krävs en speciell automatiserad anläggning.

Det finns också en kombinerad PET-beläggning, där det grundade röret först lindas med självhäftande polymertejp och sedan skyddas med ett lager extruderad polyeten. Den används på rör med diameter upp till 53 cm och den totala tjockleken överstiger inte 3 mm.

Isolering baserad på bituminösa massor

Denna isolering skiljer sig väsentligt i sammansättning och egenskaper, främst i appliceringsmetoden. Bitumenets vidhäftning till röret och mellan skikten uppnås genom upphettning och smältning av själva materialet, inte genom klibbig primer som i fallet med PET.

En sådan beläggning appliceras på en speciell bitumenprimer och består av 2-3 lager mastix, varav varje armeras, och ett yttre skyddande pappersomslag. Resultatet är en kontinuerlig beläggning som helt följer rörets form, där armeringsfiberglaset eller nätet i princip är inbäddat i skyddets tjocklek.

Som armeringsmaterial används glasfiberduk, glasfibernät eller ovävda polymerbanor. Glasfiberband lindas med en liten överlappning för att bilda ett kontinuerligt skikt.

Själva mastixen innehåller förutom bitumen olika inblandningar – polymera, mineraliska eller gummi – som ger materialet olika egenskaper. Tillsatser och mjukgörare läggs också till, vilket till den naturliga hydrofobiciteten och vidhäftningsförmågan tillför elasticitet, flexibilitet, motståndskraft mot kritiska temperaturer och lång livslängd.

Det finns också band som kombinerar bitumen som lim och speciella polymerband. De två huvudtyperna av sådana beläggningar är PALT, med krympband, och LITKOR, av polymer-bitumenband. Den senare är särskilt nödvändig för att skydda fogar mellan rör med olika typer av isolering.

Material för isolering av små element

Sockelgenomföringar, vinklar, böjar, kondensatfällor och andra formade delar av gasledningar behöver också skydd.

Det är bekvämare att isolera små detaljer på installationsplatsen, men fabriksbeläggning är att föredra eftersom den är mer jämn och pålitlig.

För detta finns speciella beläggningar: PAP-M105 och Polur. Den första består av två lager härdat polyesterharts, armerat med glasfiber.

Polur består huvudsakligen av polyuretan, kompletterat med processhjälpmedel och uppdelat i en baskomponent och en härdare. Med hjälp av dessa två föreningar isoleras formade anslutningar både på fabriken, i verkstäder och direkt på ledningen.

Hur appliceras isoleringen?

Huvuddelen av isoleringen appliceras på gasledningar, och ofta även på rördelar för gasledningar, i fabriksmiljö, redan under tillverkningsstadiet. Vid montering av rörledningen uppstår dock behovet av att isolera skarvarna, vilket utförs på plats – det vill säga direkt vid installationsplatsen.

Dessutom utförs reparation av skyddsbeläggningen i fält med samma material, om inte mer än 10% är skadat, och ibland även fullständig omisolering av en enskild sektion. Manuellt, direkt på plats, isoleras även tankar.

Om möjligt isoleras svetsfogar och rördelar med samma beläggning som huvudröret – eller så likartad som möjligt.

Arbeten med isolering av gasledningen kan utföras vid temperaturer över -25 °C, och för polymera självhäftande band – över +10 °C. Om det regnar eller snöar måste det finnas ett pålitligt tak över arbetsplatsen som förhindrar att nederbörd når den yta som ska isoleras.

På rör för ovanjordisk gasledning

Denna typ av gasledning är placerad i den minst aggressiva miljön, och därför är risken för rostbildning avsevärt minskad. Dessutom är det mycket lättare att upptäcka och åtgärda skador på den, så ovanjordiska gasledningar kräver egentligen ingen isolering.

För skydd mot nederbörd och atmosfärisk fukt räcker det enligt normerna med en beläggning av 2 lager grundfärg och 2 lager färg, emalj eller lack.

Ett galvaniserat hölje används vanligtvis för att skydda gasavledningsrör som behöver värmeisolering. Under höljet läggs endast isoleringsmaterial, ingen ytterligare skydd krävs.

Men vid komplexa driftsförhållanden används värmeisolering av gasledningar – konsistensfetter, glasemaljbeläggningar samt aluminium- eller zinkhöljen, som inte får vidröra själva röret.

Isolering av underjordiska gasledningar

I marken utsätts rören ständigt för fukt, och ofta även för kemiska föreningar och vandringsströmmar. Allt detta kan leda till korrosion av metallen och gasläckage, därför försöker man göra isoleringen så pålitlig som möjligt.

Varje underjordisk stålgasledning är dubbelt skyddad: passivt – genom rörets isoleringsbeläggning, och aktivt – genom avledning eller undertryckning av ström med katodiskt skydd.

De flesta material som vi tidigare har talat om kan användas både för grundläggande, fabriksisolering och på plats. Om de viktigaste stegen och finesserna med sådana arbeten berättar vi vidare.

Polyeten- och polypropylenisolering utförs på fabriken i flera steg:

1. Torkning av rör.
2. Rengöring med stålkulor till metallisk glans.
3. Uppvärmning av rör.
4. Applicering av limbas på det roterande röret.
5. Applicering av polyetenskiktet genom extrudering, strumpmetod eller lindning av tejp.
6. Komprimering med en speciell rulle med fluorkolvätehölje.
7. Vattenkylning till 70 – 80 °C.
8. Kvalitetskontroll av den erhållna beläggningen.

Alla processer är helt automatiserade, eftersom datornoggrannhet är nyckeln till produktkvalitet.

Ofta innan applicering av adhesiv täcks röret med ett tunt epoxilager för bättre skydd och vidhäftning. Enligt normativa dokument är detta inte obligatoriskt.

I fält måste alla steg bevaras, men genomförs med portabel utrustning – vinkelslipar och sandblästring, gasbrännare och lödlampor. Dessutom finns det speciella materialpaket för isolering av fogar och reparation av skador – till exempel krympplast-PET-manschett eller självhäftande polymertejp.

För applicering av bitumenisolering rengörs rören också, men med metallborstar som lämnar en ren men inte slät yta. Primer, bestående av bitumen och bensin, hälls på de rengjorda rören och gnids in med handdukar, och i fältförhållanden med trasor eller penslar.

Grundfärg för bitumenisolering tillverkas av bitumen och renad bensin i förhållandet 1:3 volym. Det är ytterst viktigt att applicera den i ett tunt jämnt lager för beläggningens vidhäftning till röret.

Inom högst ett dygn måste huvudbeläggningen appliceras: 2-3 lager mastix, åtskilda av armeringsmaterial och skyddade utvändigt av ett papperslager.

För armering används glasfiberväv, non-woven polymerduk eller nät. De lindas spiralformat, jämnt, med lätt spänning och överlapp.

Applicering av isolering i fältförhållanden

Vid behov av reparation av skador på isoleringen av underjordisk gasledning, eller sammanfogning av rör med olika isoleringstyper, är det viktigt att välja rätt material.

Beläggningarna PALT och LITKOR används endast under fältförhållanden. Båda appliceras på bitumenprimer, men för den första måste man först applicera ett lager bitumen och armera det, och sedan linda tejpen direkt på den varma mastixen. I det andra fallet är bitumen det nedre lagret av själva tejpen, så den lindas direkt på primern efter att ha smält den med brännare.

Trots yttre likhet får man inte förväxla Litkor-tejp med självhäftande PET-tejp, eftersom användning av felaktig grundfärg kommer att oåterkalleligt försämra isoleringens kvalitet.

Rör med extruderat PET-beläggning repareras med speciella krympplastlappar eller bitumen-polymertejp LITKOR. Vid fabriksbeläggning med självhäftande PET-tejp används samma typ för reparation, till exempel Polylen. Detta är endast möjligt under varma årstider, eftersom tejpen inte fäster i kyla och tål inte smältning.

För isolering av svetsfogar på rör med beläggning av extruderad polyeten används speciella manschetter som fixeras med krympning.

Bitumenbeläggning repareras med samma bitumenmastix med armering, bitumen-polymertejp LITKOR eller liknande rullmaterial Izoplast-P.

Att sammanfoga olika rör i absolut alla kombinationer kan man alltid med Litkor-tejper, och om det saknas bitumen i båda rörens ursprungliga beläggning, så kan raka sammanfogningar även isoleras med självhäftande Polilen-tejper.

Isolering av rör under vatten

Gasledningar som ska ligga på havsbotten isoleras särskilt noggrant, eftersom denna miljö är farlig både kemiskt och mekaniskt, och avbrott i rörets drift innebär oftast avbrott i internationella gasleveranser.

Största delen av rörets skydd får de redan på fabriken. Efter rengöring och torkning beläggs de med en epoxiförening, sedan appliceras ett adhesiv, och därefter ett polyetenskikt. I detta skede liknar rören motsvarande landbaserade, förutom det första epoxiskiktet som även dupliceras på insidan.

Men det är inte allt: på de förberedda rören monteras redan på fabriken katodiskt skydd, sedan byggs en armeringsstomme och ett yttre betongskikt gjuts, ofta med järnmalm som fyllnadsmaterial.

Betongklädsel ovanpå den primära isoleringen skyddar inte bara mot alla skador, utan fäster också röret stadigt till botten.

Som ett resultat av sådan flerskiktsbehandling kan vikten på 1 löpmeter rör uppgå till 2 ton. Att transportera sådana rör är mycket problematiskt, därför tillverkas de inte för långa, och för varje kilometer havsgasledning finns det flera dussin svetsfogar, var och en måste isoleras pålitligt.

Sammanfogning och isolering av skarvar sker på en specialpråm utrustad med allt som behövs. Här svetsas rören, svetsfogen rengörs noggrant med en skottsprutningsanläggning. Huvudledningar har enorm diameter, därför värms de med induktionsbrännare istället för propanbrännare – det går snabbare, jämnare och säkrare.

Sedan appliceras en primer och en krympmanschett monteras, fäst med en låsplatta. Manschetten värms först i mitten, längs svetsfogen, och sedan krymps den gradvis med gasbrännare hela vägen från mitten till kanterna. Efter kvalitetskontroll av detta steg monteras ett fodringshölje för att gjuta polyuretanskum. Efter att det har torkat sänks röret till botten och täcks med krossad sten.

Kvalitetskontroll av applicerad isolering

Skydd av stålgasledningar är en ansvarsfull uppgift, därför måste varje utförd operation kontrolleras noggrant, med upprättande av en rapport över utförda dolda arbeten och anteckning i rörledningens pass. Oavsett hur kvalitativt och korrekt valt isoleringsmaterialet är, kommer det inte att klara av sina funktioner om arbetsutförandets teknologi har brutits.

Huvudparametrar för den färdiga beläggningen som ska kontrolleras är tjocklek, kontinuitet och vidhäftning till röret. De mäts med speciella elektroniska instrument: tjockleksmätare, gnistdetektorer och adhesionsmätare respektive. De skadar inte beläggningen och gör det möjligt att kontrollera alla tveksamma punkter utan extra kostnader.

I fabriksförhållanden

På fabriker och produktionsanläggningar kontrolleras beläggningstjockleken på 10 % av rören i varje parti, på 4 ställen från olika sidor runt varje rör, samt på misstänkta områden.

Isolering som appliceras på rören av tillverkaren är alltid jämnare, av högre kvalitet och mer pålitlig än den som utförs i fält, även vid användning av liknande material.

Vidhäftning, eller adhesionsstyrkan till metall och mellan lager, kräver normerna att man kontrollerar även på 10 % av produkterna i partiet eller var 100:e meter.

Beläggningens kontinuitet, det vill säga frånvaro av hål, revor och andra genomgående skador, kontrolleras på alla isolerade produkter över hela ytan.

Dessutom kan beläggningens dielektriska kontinuitet, slaghållfasthet, avlossningsarea efter katodisk polarisering och andra tester kontrolleras. Vid isolering med bitumenbeläggningar tas fysikaliska prov från varje parti mastix, minst dagligen.

På installations- eller reparationsplatsen

I fältförhållanden kontrolleras också isoleringens kvalitet, på kontinuitet – alltid och fullständigt, och på tjocklek och vidhäftning – var tionde isolerad svetsfog.

Dessutom kontrolleras överlappningsbredden på fabriksbeläggningen, samt isoleringens relief – för frånvaro av veck, rynkor, luftfickor och andra defekter.

Vid svag vidhäftning av isoleringsbandet till röret kommer det med tiden att lossna och röret blir oskyddat från omgivningen.

Dessutom kontrolleras isoleringens kontinuitet regelbundet på befintliga gasledningar. För detta behöver de inte ens grävas upp, och vid misstanke om skador friläggs rören och man kontrollerar inte bara tjocklek, kontinuitet och vidhäftning utan även isoleringens dielektriska egenskaper.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Nu vet du allt – eller nästan allt – om syftet och materialen för isolering av olika stålgasledningar, och du har även en uppfattning om särdragen vid applicering och kvalitetskontroll av skyddet.

Och för större tydlighet föreslår vi att du tittar på en video som i detalj berättar om isolering av svetsfogar med bitumen-polymerband:

Installation av krympmanschett på svetsfog:

Kanske har du redan stött på liknande arbeten, observerat deras utförande eller deltagit direkt. Vänligen komplettera eller utvärdera den presenterade informationen. Vi ser fram emot att höra din åsikt i diskussionen nedan.