Защитные свойства изоляционных покрытий газового и теплоэнергетического оборудования

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Харьковская национальная академия городского хозяйства

Кафедра ЭГТМ

Реферат

на тему

«Защитные свойства изоляционных покрытий газового и теплоэнергетического оборудования»

Выполнила:                                                                                  Принял:

Харьков 2011

Содержание

Защита газового оборудования и  газовых трубопроводов…………………3

Защита теплоэнергетического оборудования и теплопроводов…………..10

Список литературы…………………………………………………………..17

Защита газового оборудования и газовых трубопроводов

   Подземные газопроводы защищают от коррозии двумя способами: пассивным и активным. Пассивный способ заключается в изоляции газопроводов; при активном методе, помимо изоляции, применяют также электрические методы защиты.

   В качестве противокоррозионной изоляции используют битумные, битумно-резиновые и полимерные материалы.

   Противокоррозионные покрытия не должны проводить электрический ток, должны иметь необходимую механическую прочность и хорошую прилипаемость, не подвергаться разрушению от биологических воздействий, быть эластичными и водонепроницаемыми и т. д.

   В зависимости от степени коррозионности грунтов применяются три типа изоляции: нормальная, усиленная и весьма усиленная.

    Газопроводы, прокладываемые через различные преграды (водные, железнодорожные, автострады и т. д.), а также в районах с опасностью повреждений блуждающими токами (независимо от коррозионности грунтов), должны иметь весьма усиленную изоляцию.

   Первым слоем изоляции является грунтовка, ее применяют для улучшения прилипаемости битумной изоляции к телу газопровода. Грунтовка представляет собой раствор битума в бензине в соотношении 1:3 по объему. Для приготовления грунтовки необходимо куски битума марки IV или смеси битумов марок III и V загрузить в котел и разогреть до температуры 200°С, после чего расплавленный битум охлаждается до 80°С, вливается тонкой струей в бензин и перемешивается.

   Вливать бензин в битум категорически запрещается, так как это может привести к несчастным случаям.

   Для повышения прочности изолирующего покрытия в битум добавляют различные наполнители: каолин (12— 20% по весу), цемент, мелкий асбест и т. д. Такая смесь называется битумной мастикой.

   При температурах наружного воздуха 5°C и ниже добавляют пластификаторы (соевое и зеленое масл до 3% по весу), что придает битумной мастике пластические свойства.

   Для увеличения прочности изолирующего покрытия применяют бризол, гидроизол различные стеклоткани. Бризол готовят из битума с дроблением вулканизированной резины, гидроизол представляет собой толстый слой бумаги из асбеста с добавлением до 20% целлюлозы, пропитанной нефтяным битумом.

   Для защиты изоляции от солнечных лучей и стекания используют защищающую обертку, обычно из крафт-бумаги. Хранят ее в сухом помещении и в случае увлажнения просушивают до накладки на битумное покрытие.

   В полевых условиях битумную изоляцию производят специальными изоляционными машинами. В условиях города изоляцию одиночных труб и секций, сваренных по нескольку труб, выполняют на трубозаготовительных базах, а на трассе газопровода изолируют только стыки.

   Выполнение изоляционных работ. Наиболее распространенным видом противокоррозионной защиты стальных газопроводов является изоляция на битумной основе. Изоляцию газопровода производят в следующей последовательности. Изолируемый участок газопровода очищают до металлического блеска от загрязнений и ржавчины. Для очистки применяют трубоочистные машины или специальные щетки. Затем на газопровод наносят грунтовку толщиной 0,1—0,2 мм. Для различных видов покрытий применяют разные составы грунтовок.

   Если для покрытий на битумной основе используют битумные грунтовки (праймеры), то для покрытий пластмассовыми лентами грунтовки получают из клеев, растворенных в бензине.

   Очистку и грунтовку труб в полевых условиях на трассе производят специальными машинами, которые передвигаются вдоль трассы газопровода. В условиях города эти операции выполняют на трубозаготовительных базах, и только изоляцию стыков делают непосредственно на трассе.

   После высыхания грунтовки на газопровод наносят битумную эмаль. Изоляционное покрытие на битумной основе представляет собой последовательно наложенные друг на друга слои битумной мастики толщиной по 1,5 мм. Для обеспечения надежности покрытия слои битумной мастики армируют оберткой рулонным материалом. Для предохранения покрытия от воздействия температурных изменений окружающего воздуха, а также от механических повреждений последний слой битумного покрытия трубы обматывают оберткой из крафт-бумаги по спиральной ленте так, чтобы она прилегала плотно, без морщин и складок. Затем наложенную обойму обвязывают шпагатом над поясками. В верхней части обоймы прорезают литник, через который из лейки в обойму заливают расплавленную битумную мастику. Заливку производят с одной стороны трубы, чтобы с противоположной ее стороны вытеснялся воздух. После окончания заливки обойму оставляют на стыке. Стык считается закодированным после остывания битумной мастики.

   При выполнении изоляционных работ необходимо соблюдать правила техники безопасности. К выполнению изоляционных работ допускаются рабочие, прошедшие специальное обучение и медицинский осмотр. Битумную мастику следует доставлять в специальных передвижных котлах, монтируемых на одноосных прицепах. После установки котлов на место их прочно закрепляют, чтобы избежать случайного опрокидывания. Котлы устанавливают на расстоянии не менее 40— 50 м от ближайших домов и сооружений.

   Чтобы не допустить перелива горячей мастики через края, варочные котлы загружают битумом не более, чем на 3/4 их объема. Нельзя варить и переносить битум в дождливую погоду, так как могут быть случаи выброса расплавленного битума.

   Для переноски битумной мастики от котла до рабочих мест необходимо пользоваться специальными лейками с закрывающимися крышками. Лейки должны наполняться на 3/4 объема при помощи черпака с длинной ручкой.

   Работы по приготовлению битумной мастики и грунтовки, разливке, переноске и нанесению изоляции должны производиться рабочими в спецодежде, брезентовых рукавицах, кожаной обуви и защитных очках. Бензин, используемый для приготовления грунтовки, необходимо хранить в герметичной таре на расстоянии не менее 50 м от варочного котла.

   В последние годы получили распространение также полимерные изоляционные покрытия (полиэтиленовые и поливинилхлоридны, которые выпускают в виде липких лент шириной 450 мм и толщиной до 0,8 мм. Изоляционные покрытия выполняют из слоя грунтовки и одного или двух слоев липкой полимерной ленты. При этом однослойные покрытия соответствуют нормальной, а двухслойные — усиленной л весьма усиленной битумной или резино-битумной изоляции. Полимерные ленты на трубопровод наносят сразу же после высыхания грунтовки. Липкие полиэтиленовые ленты, а также специальные поливинилхлоридные и другие морозостойкие ленты наносят на трубопровод как при положительной, так и при отрицательной температуре.

   При отрицательной температуре ленты наносят по клеевой или битумной грунтовке с добавлением в ее состав специальных клеев или полиизобутилена.

   Поливинилхлоридную ленту наносят на трубопровод при температуре окружающего воздуха не ниже 5°C При отрицательной температуре (до —6°C) изоляцию можно наносить после выдерживания рулонов в теплом помещении не менее суток.

   На производственных базах полимерные ленты наносят механизированным способом. При изоляции труб на трассе можно использовать специальное приспособление, состоящее из разъемной катушки со шпулями. Изоляцию труб диаметром менее 200 мм выполняют вручную.

   В процессе производства работ необходимо следить за тем, чтобы соблюдалась правильная нахлестка витков и на покрытии не появлялись складки, морщины и пузыри. При появлении дефектов ленту необходимо размотать, устранить дефекты и вновь намотать. При однослойной намотке нахлесты витков должны составлять 2—2,5 см. При двухслойном покрытии нахлест наматываемой ленты на ранее уложенный виток делают на 50% ширины ленты плюс 2 см.

   Защитную обертку различными рулонными материалами выполняют также с нахлестами витков. Концы защитной обертки должны быть прочно приклеены горячей битумной мастикой или клеем.

   Полимерные липкие ленты служат для защиты стыков труб, изолированных битумными покрытиями, а также для производства ремонтных работ по восстановлению изоляции труб, как с битумным покрытием, так и с покрытием из полимерных лент.

   Чтобы обеспечить плотное соединение липкой ленты с битумным покрытием трубы, необходимо примыкающие края битумного покрытия очистить на 15—20 см от крафт-бумаги и сделать срез на конус. Затем на очищенную изолируемую поверхность с помощью кисточки нанести слой грунтовки, а после ее высыхания — полимерную липкую ленту. Для дополнительной защиты стыка на него наносится один слой липкой ленты шириной 100 мм, а затем участок стыка и зачищенного конуса изоляции обертывают двумя слоями мягкой ленты. Ремонт поврежденной изоляции из полимерных лент производят путем наклейки на поврежденные места двух-трехслойных заплат из липкой ленты. При этом места повреждения должны быть тщательно очищены и загрунтованы.

   Контроль за качеством изоляции. Проверка качества изоляционных покрытий должна производиться как в процессе сооружения газопроводов, так и в период их эксплуатации. На все материалы, которые применяют для производства изоляционных работ, должны быть составлены паспорта или другие документы, подтверждающие их качество.

   При отсутствии таких документов необходимо производить лабораторные испытания материалов. Качество нанесенной на трубы изоляции проверяют:

• на бровке траншеи (прилипаемость, сплошность по всей трубе, равномерность и толщину);
• после опускания труб в траншею и присыпки грунтом на 20—25 см (предварительно следует убедиться в том, что нет прямого электрического контакта между металлом трубы и грунтом). При наружном осмотре изоляции проверяют равномерность и гладкость покрытия и отыскивают поврежденные участки.
• Проверку толщины битумной изоляции выполняют не реже чем через каждые 100 м и не менее как в четырех точках по окружности трубы. Проверку прилипаемости битумного покрытия к трубе и слипаемоети усиливающих оберток с битумной мастикой надо производить в наиболее сомнительных местах путем надреза изоляции двумя сходящимися под углом 60° линиями и отдиранием изоляции от трубы. Если качество покрытия удовлетворительное, то изоляцию очень трудно отделить от тела трубы, а усиливающий материал — от битума. При проверке качества изоляционного покрытия полимерными лентами проверяют: прилипаемость лент между собой и поверхностью трубы; ширину нахлестки; количество слоев; наличие складок, морщин и пузырей; наличие электрического контакта между металлом трубы и грунта; сплошность покрытия.
• Прилипаемость лент определяют путем отрыва их через сутки после намотки. Для этого в покрытии делают два надреза ножом под углом 60°, если слои лент сами по себе не расходятся, а поднимаются ножом с некоторым усилием, прилипаемость считают хорошей.
• Прилипаемость лент проверяют через каждые 100 м изолированного газопровода, а также выборочно (в сомнительных местах).
• Ширину нахлеста, число слоев, наличие складок и пузырей проверяют внешним осмотром.
• Контроль качества изоляции как битумных, так и полимерных покрытий производят специальными приборами. Если проверяемый газопровод не уложен в траншею и не засыпан, то пользуются дефектоскопом, а если газопровод уже уложен в траншею и присыпан, то применяют искатель повреждения изоляции ИПИТ.
• Работы по отысканию мест повреждения изоляции проводят в следующей последовательности. К зачищенному концу газопровода прикрепляют провод высокого напряжения. Электрическую цепь дефектоскопа замыкают выключателем. Искатель дефектоскопа устанавливают над трубой и перемещают вдоль нее. В местах с плохой изоляцией произойдет искровой пробой, который зафиксируется сигнальной неоновой лампой, вмонтированной в рукоятку.
• Принципиальная схема искателя повреждения изоляции ИПИТ. Принцип работы прибора заключается в том, что на газопровод подается пульсирующий ток, который стекает с газопровода в грунт в тех местах, где повреждена изоляция. Этот ток возвращается на прибор через заземляющий электрод. В тех местах вокруг газопровода, где ток стекает в грунт, образуется электрическое поле, которое фиксируют два индикаторных электрода и передают соответствующие сигналы в наушники. Надежной работе прибора мешают различные помехи (шумы). Поэтому при работе с искателем нельзя становиться на газопровод. Газопровод должен быть присыпан на высоту до 30 см, за исключением его концов и явно оголенных участков; присыпку газопровода грунтом необходимо производить за 5—6 ч до начала проверки.
• Выявленные при проверке дефектные места должны быть исправлены и подвергнуты вторичной проверке.

Защита теплоэнергетического оборудования и теплопроводов

Теплоизоляционная конструкция  должна обеспечивать нормативный уровень  тепловых потерь оборудованием и  трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей, требуемые параметры теплохолодоносителя при эксплуатации.

Конструкции тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должны отвечать требованиям:

- энергоэффективности - иметь  оптимальное соотношение между  стоимостью теплоизоляционной конструкции  и стоимостью тепловых потерь  через изоляцию в течение расчетного  срока эксплуатации;

- эксплуатационной надежности  и долговечности - выдерживать  без снижения теплозащитных свойств  и разрушения эксплуатационные, температурные, механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срока эксплуатации;

- безопасности для окружающей среды и обслуживающего персонала при эксплуатации.

Материалы, используемые в  теплоизоляционных конструкциях, не должны выделять в процессе эксплуатации вредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации, а также болезнетворные бактерии, вирусы и грибки.

При выборе материалов и  изделий, входящих в состав теплоизоляционных  конструкций для поверхностей с  положительными температурами теплоносителя (20 °С и выше), следует учитывать следующие факторы:

- месторасположение изолируемого  объекта;

- температуру изолируемой  поверхности;

- температуру окружающей  среды;

- требования пожарной  безопасности;

- агрессивность окружающей  среды или веществ, содержащихся  в изолируемых объектах;

- коррозионное воздействие;

- материал поверхности  изолируемого объекта;

- допустимые нагрузки  на изолируемую поверхность;

- наличие вибрации и  ударных воздействий;

- требуемую долговечность теплоизоляционной конструкции;

- санитарно-гигиенические  требования;

- температуру применения  теплоизоляционного материала;

- теплопроводность теплоизоляционного  материала;

- температурные деформации  изолируемых поверхностей;

- конфигурацию и размеры  изолируемой поверхности;

- условия монтажа (стесненность, высотность, сезонность и др.).

Теплоизоляционная конструкция  трубопроводов тепловых сетей подземной  бесканальной прокладки должна выдерживать  без разрушения:

- воздействие грунтовых  вод;

- нагрузки от массы  вышележащего грунта и проходящего  транспорта.

При выборе теплоизоляционных  материалов и конструкций для поверхностей с температурой теплоносителя 19 °С и ниже и отрицательной дополнительно следует учитывать относительную влажность окружающего воздуха, а также влажность и паропроницаемость теплоизоляционного материала.

В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с положительной  температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

- теплоизоляционный слой;

- покровный слой;

- элементы крепления.

В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с отрицательной  температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

- теплоизоляционный слой;

- пароизоляционный слой;

- покровный слой;

- элементы крепления.

Пароизоляционный слой следует  предусматривать при температуре  изолируемой поверхности ниже 12 °С. Необходимость устройства пароизоляционного слоя при температуре выше 12 °С следует предусматривать для оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, если расчетная температура изолируемой поверхности ниже температуры «точки росы» при расчетном давлении и влажности окружающего воздуха.

Необходимость установки  пароизоляционного слоя в конструкции тепловой изоляции для поверхностей с переменным температурным режимом (от положительной к отрицательной температуре и наоборот) определяется расчетом для исключения накопления влаги в теплоизоляционной конструкции.

Антикоррозионные покрытия изолируемой поверхности не входят в состав теплоизоляционных конструкций.

 ТРЕБОВАНИЯ  К МАТЕРИАЛАМ И КОНСТРУКЦИЯМ  ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

В конструкциях теплоизоляции  оборудования и трубопроводов с  температурой содержащихся в них  веществ в диапазоне от 20 °С до 300 °С для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м·К) при средней температуре 25 °С.

Допускается применение асбестовых шнуров для изоляции трубопроводов условным проходом до 50 мм включительно.

В качестве первого теплоизоляционного слоя многослойных конструкций теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурами содержащихся в них веществ в диапазоне от 300 °С и более допускается применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 350 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности при средней температуре 300 °С не более 0,12 Вт/(м · К).

В качестве второго и последующих теплоизоляционных слоев конструкций теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ 300 °С и более для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности при средней температуре 125 °С не более 0,08 Вт/(м · К).

Для теплоизоляционного слоя трубопроводов с положительной  температурой при бесканальной прокладке  следует применять материалы  с плотностью не более 400 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К) при температуре материала 25 °С и влажности, указанной в соответствующих государственных стандартах или технических условиях.

Для теплоизоляционного слоя оборудования и трубопроводов с  отрицательными температурами следует  применять теплоизоляционные материалы  и изделия с плотностью не более 200 кг/м³ и расчетной теплопроводностью в конструкции не более 0,05 Вт/(м · К) при температуре веществ минус 40 °С и выше и не более 0,04 Вт/(м · К) - при минус 40 °С.

При выборе материала теплоизоляционного слоя поверхности с температурой от 19 до 0 °С следует относить к поверхностям с отрицательными температурами.

Материалы, применяемые в качестве теплоизоляционного и покровного слоев в составе теплоизоляционной конструкции оборудования и трубопроводов, должны быть сертифицированы (иметь гигиеническое заключение, пожарный сертификат, сертификат соответствия качества продукции).

При бесканальной прокладке  предварительно изолированные трубопроводы с изоляцией из пенополиуретана  в полиэтиленовой оболочке должны быть снабжены системой дистанционного контроля влажности изоляции.

Не допускается применять  асбестосодержащие теплоизоляционные материалы для конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами содержащихся в них веществ и для изоляции трубопроводов подземной прокладки в непроходных каналах.

При выборе теплоизоляционных  материалов и покровных слоев  следует учитывать стойкость  элементов теплоизоляционной конструкции  к химически агрессивным факторам окружающей среды, включая возможное  воздействие веществ, содержащихся в изолируемом объекте.

Не допускается применение теплоизоляционных материалов, содержащих органические вещества, для изоляции конструкций оборудования и трубопроводов, содержащих сильные окислители (жидкий кислород).

Для металлических покрытий должна предусматриваться антикоррозионная защита или выбираться материал, не подверженный воздействию агрессивной среды.

Для оборудования и трубопроводов, подвергающихся ударным воздействиям и вибрации, рекомендуется применять  теплоизоляционные изделия на основе базальтового супертонкого или асбестового волокна.

Для объектов, подвергающихся вибрации, при применении штукатурных  защитных покрытий следует предусматривать  оклейку штукатурного защитного  покрытия с последующей окраской.

В конструкциях тепловой изоляции, предназначенных для обеспечения  заданной температуры на поверхности  изоляции, в качестве покровного слоя рекомендуется применять материалы  со степенью черноты не ниже 0,9 (с  коэффициентом излучения не ниже 5,0 Вт/(м² · К⁴).

Не допускается применение металлического покровного слоя при  подземной бесканальной прокладке  и прокладке трубопроводов в непроходных каналах.

Покровный слой из тонколистового металла с наружным полимерным покрытием  не допускается применять в местах, подверженных прямому воздействию солнечных лучей.

Список литературы

1. СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов
2. Документы с сайта: http://www.autotusa.ru/gazovye_seti/zashchita_gazoprovodov
3. Сборник докладов межотраслевой конференции «АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА - 2010», Москва, Интехэко, 2010