10.12.2014 г. 565

Традиционный метод защиты трубопроводов от коррозионного воздействия, как известно, состоит в специальной обработке труб и своевременном осуществлении работ по диагностике, что обычно влечет за собой существенные материальные и временные затраты. Благодаря использованию при изготовлении труб самых современных материалов компания-производитель может выбирать между старым способом борьбы с коррозией и новой, более радикальной технологией. Последняя заключается в переходе на трубы, при изготовлении которых используются полимеры и стеклянное волокно. Внедрение в эксплуатацию подобных конструкций позволяет нам попросту забыть о существовании такого явления, как коррозия. Таким образом, переход на стеклопластиковые трубы является одним из оптимальных вариантов решения названной проблемы с точки зрения экономической эффективности.

Все стеклопластиковые трубы, выпускаемые разными компаниями-производителями, классифицируются по нескольким признакам. Сюда относятся: тип связующего (оно может быть полиэфирным либо эпоксидным), тип соединения труб друг с другом (механическое или клеевое), конструктивные особенности стенок трубы (чистый стеклопластик без применения футеровки, материал с пленочным слоем и многослойные конструкции). Как видим, одним из главных отличительных признаков разных типов труб из стеклопластика является конструкция стенки.

Однослойная труба, изготавливаемая без футеровки, может послужить классическим примером использования стеклопластиковых конструкций в мире. Тем не менее, эксплуатация таких трубопроводов в условиях сложного рельефа и жесткого климата (к примеру, в Западной Сибири) может быть усложнена по причинам слишком низкой температуры окружающей среды и влияния на трубопровод внешних механических нагрузок от подвижек грунтов. С целью уменьшения уровня воздействия данных факторов особое внимание нужно уделять процедуре разработки траншей в процессе проведения строительных и монтажных работ (устройство песчаной подушки, увеличение размеров траншей и др.).

Однослойные стеклопластиковые трубы могут стоить несколько ниже, чем их футерованные «конкуренты» и многослойные конструкции, однако стоимость производства строительно-монтажных работ в этом случае оказывается гораздо выше. Помимо этого, нельзя не отметить тот факт, что трубопроводы, выполняемые из однослойных труб, показывают меньший уровень надежности в эксплуатации. Именно названные обстоятельства и способствуют весомому снижению технико-экономического эффекта.

Трубы, футерованные с внутренней стороны пленочными материалами, характеризуются меньшей подверженностью потере герметичности при их прокладке в нестабильных грунтах. Тем не менее, в процессе эксплуатации 2-хслойных конструкций в нефтепромысловых трубопроводах были выявлены существенные недостатки, требующие внесения изменений в конструкцию и технологию производства труб. К этим «минусам» относятся: нарушение эластичности футеровочного материала при слишком низкой температуре окружающей среды, недостаточный уровень адгезии между слоями стеклопластика и футеровки (из-за чего становится невозможным обеспечение монолитности стенок труб), отслоение футеровки от оболочки, изготовленной из стеклопластика, при транспортировании по трубопроводу газосодержащих сред (так называемый кессонный эффект).

Обеспечение необходимой адгезии к стеклопластику и достижение эластичности внутреннего слоя – это, по сути, две противоположные проблемы. Оптимальная адгезия к слою стеклопластика может быть достигнута при химическом сшивании 2-х материалов. Здесь на роль футеровки лучше всего подходит материал, имеющий термореактивную природу. Однако вследствие того, что при низких температурах окружающей среды он попросту теряет эластичность, достоинства двухслойной конструкции уходят в небытие. С другой стороны, лучшая эластичность при минимальных температурах присуща термопластичному материалу – полиэтилену, но его химическая сшивка со стеклопластиком бывает сопряжена с определенными трудностями. Упомянутый выше кессонный эффект, наблюдаемый в процессе транспортировки по трубам сред, содержащих в себе газ, приводит к отслоению внутреннего футеровочного слоя от стеклопластика. В результате растворения газа либо разгазирования возникают условия, когда газ, преодолев пленочный слой, начинает накапливаться между пленочным и стеклопластиковым слоями, создавая давление на футеровку с внешней стороны.

2-хслойные трубы из стеклопластика предназначены для применения при сооружении коммуникаций, по которым транспортируются разгазированные среды (например, трубопроводы для перекачивания сточных и пластовых вод, канализации, водоснабжения и т.д.). Внутренний слой трубы может выполняться из полиэтилена высокого давления (сокращенно – ПВД). Этот материал проявляет максимальную химическую стойкость при прокладке трубопроводов, имеющих нефтепромысловое назначение. Требуемый уровень адгезии стеклопластика к полиэтилену достигается благодаря применению специальной марки полиэтилена, сшивающегося во время отверждения трубы, особой рецептуре эпоксидного связующего и режиму термической обработки. В итоге отслоение футеровки от стеклопластикового слоя без разрушения последнего становится практически неосуществимым.

В трехслойных трубах (в отличие от 2-хслойных конструкций) имеется внутренняя оболочка из стеклопластика, конструктивно отделенная от слоя футеровки. Эта оболочка не подвергается нагрузкам вдоль оси трубы, и ее конструкция усовершенствована для достижения максимальной прочности в окружном направлении. Функция внутренней оболочки заключается в сглаживании меняющейся циклично величины внутреннего давления в трубе, которое возникает во время растворения либо разгазирования газа, содержащегося в составе транспортируемой продукции. Перемещаемая среда проникает в пространство между пленочным слоем и внутренней оболочкой, что приводит к созданию области постоянного давления, равного по величине рабочему давлению в трубопроводе. Благодаря неизменности давления возле пленочного слоя кессонный эффект не наблюдается. Кроме того, внутренняя оболочка способствует дополнительному увеличению жесткости труб и снижению температурного воздействия среды на несущую стеклопластиковую конструкцию, что увеличивает срок эксплуатации трубопровода.

Таким образом, 3-хслойная конструкция стеклопластиковых труб позволяет решить большую часть проблем, связанных с их долговечностью и надежностью. Продолжительный срок службы вкупе с механической прочностью обеспечиваются благодаря использованию композиционного материала, включающего в себя стеклопластик и эпоксидное связующее. Качественная стыковка участков трубопровода достигается за счет использования специального раструб-ниппельного соединения, которое должно полностью соответствовать требованиям действующих в этой отрасли международных стандартов.

Для обеспечения герметичности при появлении внешних механических нагрузок во время строительства и последующей эксплуатации трубопровода используется эластичная пленочная футеровка. Помимо этого, внедрение в производство 3-хслойных конструкцийстеклопластиковых труб позволило найти решение вопроса сохранения необходимой эластичности футеровочного слоя при низкой температуре воздуха при одновременном обеспечении требуемой адгезии к слою стеклопластика. http://ecoplast-russia.ru