Isolamento de gasodutos de aço: materiais para isolamento e métodos de sua aplicação
Você está planejando gaseificar sua casa ou modernizar seu fornecimento de gás? Um gasoduto é uma das comunicações mais valiosas e perigosas, por isso a sua proteção confiável é extremamente importante.
Concordo, danos a uma tubulação de gás e vazamento desse combustível podem passar despercebidos por muito tempo e levar às consequências mais desastrosas. É melhor estudar tudo com atenção e antecedência e agir com segurança na hora de providenciar a proteção, certo?
Se você está interessado no isolamento de gasodutos de aço, neste artigo você obterá respostas para as seguintes perguntas: por que é necessário, o que é, em que casos e como cada tipo de material isolante é utilizado, como verificar o qualidade do revestimento. Mencionaremos todos os tipos de gasodutos: dos gasodutos principais aos de baixa pressão, dos aéreos aos subaquáticos, e responderemos a todas as questões que surgirem.
O conteúdo do artigo:
Funções de isolamento de gasodutos
Hoje, quase todos os edifícios de todas as localidades estão ligados ao gasoduto, é difícil imaginar a vida de uma pessoa moderna sem combustível azul. Imagine quantos tubos são necessários para implementar tal rede de abastecimento!
Eles se estendem acima de nossas cabeças, sob nossos pés, nas profundezas da terra e até mesmo ao longo do fundo do mar.Cada centímetro desta rede de gás deve ser protegido de forma confiável e absolutamente seguro, porque um vazamento pode levar a um acidente em grande escala, com destruição e, às vezes, vítimas.
Os gasodutos de polietileno não precisam de proteção adicional, mas não podem ser usados em todos os lugares e a substituição é cara, por isso a maioria dos gasodutos é feita de aço.
Para evitar que o aço enferruje e se deteriore, ele é tratado com compostos e materiais especiais que isolam sua superfície do meio ambiente. As principais funções de tais revestimentos são proteção contra umidade, influências químicas, influências mecânicas, bem como proteção dielétrica.
Além do revestimento, para proteção confiável contra correntes parasitas e diretas, os gasodutos subterrâneos são dotados de proteção catódica eletroquímica, que garante a retirada dessas cargas por meio de um condutor especial até a subestação de drenagem.
Para uma tubulação acima do solo, a proteção é menos sólida, pois é mais fácil de atualizar, e as tubulações ficam expostas apenas à umidade atmosférica, secando regularmente. Para os gasodutos offshore, ao contrário, além de uma proteção confiável contra um ambiente agressivo, é necessária uma camada adicional de peso para que o tubo fique imóvel no fundo, sob as ondas.
Documentos regulamentares e seus requisitos
Existem 3 documentos principais que regulam a organização da proteção de gasodutos. RD 153-39.4-091-01 “Instruções para proteger dutos subterrâneos urbanos contra corrosão.” Como o nome indica, não se aplica ao isolamento de tubulações de gás com diâmetro superior a 83 cm - intermunicipais e internacionais, bem como a tubulações colocadas acima do solo ou submersas.
GOST 9.602-89 – um documento relacionado que contém todas as normas e cálculos para a proteção de gasodutos subterrâneos. Se as instruções explicam como e do que fazer o isolamento, o GOST indica quanto será necessário - desde medidores de materiais e ferramentas até equipamentos e horas de trabalho dos trabalhadores.
GOST R 51164-98 Principais tubulações de aço. Requisitos gerais para proteção contra corrosão. Esta norma preenche uma lacuna nas Instruções relativas às tubulações principais. A sua protecção deve ser especialmente fiável e ter especificidades próprias, pelo que as regras para a sua organização constam de documento à parte.
Esses documentos regulam as seguintes questões:
- que tipos de materiais podem ser usados neste tipo de gasoduto sob estas condições;
- quanto isolamento reforçado é necessário, é necessária proteção eletroquímica;
- quem e quando é obrigado a fornecer ao gasoduto a proteção necessária;
- tecnologia para aplicação de isolamento na fábrica e no campo, bem como para reparação de danos;
- normas de consumo de materiais e custos de outros recursos para execução de obras;
- o procedimento de verificação da qualidade do revestimento e padrões de indicadores de qualidade para todos os parâmetros de cada tipo de isolamento.
Assim, estes documentos descrevem passo a passo todo o processo de isolamento de tubos, desde a liberação na fábrica até a inspeção após a instalação e durante a operação. Não há espaço para criatividade, porque estas são questões de segurança.
Existem também listas separadas que listam todos os materiais e fabricantes recomendados de isolamento para gasodutos.
Dada a complexidade da obra e o considerável número de normas que devem ser observadas, nem espere fazer você mesmo o isolamento do gasoduto, e o serviço de gás não aceitará trabalhos executados por especialista terceirizado.
Tipos de materiais de isolamento
Com base nas condições de operação e facilidade de uso, existem muitos tipos de revestimentos para isolamento de tubos de gás. Basta proteger os gasodutos aéreos com 2 camadas de primer e 2 camadas de tinta ou esmalte.
Os tubos que servirão no fundo do mar são cobertos com uma camada de concreto no topo do isolamento principal para maior peso e proteção adicional.
A seguir falaremos sobre meios de proteção de tubos de aço subterrâneos.
Revestimentos protetores de polímero
Polietileno extrudado – a proteção mais progressiva e universal. É utilizado em tubos com diâmetro de 57 a 2020 mm, adere firmemente, forma uma camada contínua perfeitamente uniforme, protege contra temperaturas e influências mecânicas e também é fácil de usar.
Com tal revestimento, um tubo de aço praticamente não é inferior em termos de características de proteção aos seus análogos poliméricos. Essa proteção consiste em apenas 2 camadas - um adesivo rígido e, na verdade, polietileno.Apesar disso, um revestimento tão altamente reforçado em tubos de grande diâmetro pode atingir 3,5 mm.
Polipropileno extrudado é específico por sua alta resistência mecânica: com ele você pode puxar tubos através de poços, para métodos de instalação fechados, e não se preocupar que o isolamento seja danificado por atrito ou enroscamento em pedras e solo. Externamente e estruturalmente, este tipo de isolamento não difere do polietileno, apenas 0,3 - 0,5 mm mais fino.
Fitas adesivas de polímero Existem o polietileno e o policloreto de vinila, sendo os primeiros preferíveis porque aderem 4 vezes mais e protegem melhor os tubos. Na maioria das vezes, fitas adesivas PET são usadas para reparar e isolar juntas de tubos revestidos com polietileno extrudado, mas também existem tubos embalados com elas na fábrica em todo o comprimento.
Existe também um revestimento PET combinado, no qual o tubo preparado é primeiro enrolado com fita adesiva de polímero e protegido por cima com uma camada de polietileno extrudado. É utilizado em tubos com diâmetro de até 53 cm e espessura total não superior a 3 mm.
Isolamento à base de mastiques betuminosos
Este isolamento difere fundamentalmente em composição e propriedades, principalmente no método de aplicação. A adesão do betume ao tubo e às camadas entre si é garantida pelo aquecimento e fusão do próprio material, e não por um primer adesivo, como é o caso do PET.
Este revestimento é aplicado sobre um primer betuminoso especial e consiste em 2-3 camadas de mástique, cada uma delas reforçada, e um invólucro externo de papel protetor.Como resultado, forma-se um revestimento contínuo que segue completamente o formato do tubo, onde a fibra de vidro ou malha de reforço é como se estivesse soldada na espessura da proteção.
O próprio mastique, além do betume, contém diversas inclusões - poliméricas, minerais ou borracha - proporcionando diferentes propriedades do material. Também são adicionados aditivos modificadores e plastificantes, que agregam elasticidade, flexibilidade, resistência a temperaturas críticas e durabilidade à hidrofobicidade natural e capacidade de adesão.
Existem também fitas que conectam o betume como adesivo e fitas poliméricas especiais. Os 2 principais tipos de tais revestimentos são: PALT, com fita termoencolhível e LITKOR, de fita polímero-betume. Este último, em particular, é necessário para proteger as ligações entre tubos com diferentes tipos de isolamento.
Materiais para isolar pequenos elementos
Terminais de base, cantos, cotovelos, coletores de condensado e outros elementos moldados de gasodutos também precisam de proteção.
Existem revestimentos especiais para isso: PAP-M105 E Polur. A primeira são duas camadas de resina de poliéster curada reforçada com fibra de vidro.
A semi-isca é constituída principalmente por poliuretano, complementado com aditivos tecnológicos e dividido em componente principal e endurecedor.Com a ajuda destes dois compostos, as juntas moldadas são isoladas tanto na fábrica, nas oficinas, como diretamente no percurso.
Como o isolamento é aplicado?
A parte principal do isolamento é aplicada tubos de gás, e muitas vezes em peças moldadas de um gasoduto, na fábrica, mesmo na fase de sua produção. Porém, na instalação de uma tubulação, torna-se necessário isolar as juntas, o que é feito em condições de rota - ou seja, diretamente no local de instalação.
Além disso, no campo, os mesmos materiais são usados para reparar o revestimento protetor se não mais do que 10% estiver danificado e, ocasionalmente, até mesmo para reinsular completamente uma área separada. Os tanques também são isolados manualmente, diretamente na rota.
Se possível, as soldas e acessórios são isolados com o mesmo revestimento do tubo principal - ou tão semelhante quanto possível.
Os trabalhos no isolamento de gasodutos são possíveis em temperaturas acima de -25 °C e para fitas adesivas de polímero - acima de +10 °C. Se chover ou nevar, deve haver uma cobertura confiável sobre o local de trabalho, o que impossibilitará a queda de precipitação na superfície isolada.
Em tubulações aéreas de gasodutos
Este tipo de gasoduto está localizado no ambiente menos agressivo e, portanto, o risco de ferrugem é significativamente reduzido. Além disso, os danos são muito mais fáceis de notar e reparar, de modo que os gasodutos aéreos não requerem isolamento propriamente dito.
Para proteção contra precipitações e umidade atmosférica, conforme as normas, é suficiente uma demão de 2 camadas de primer e 2 camadas de tinta, esmalte ou verniz.
Porém, em caso de condições operacionais difíceis, utiliza-se isolamento térmico de gasodutos - graxas, revestimentos de vidro esmaltado, bem como invólucros de alumínio ou zinco, que não devem tocar no próprio tubo.
Isolamento de gasodutos subterrâneos
No solo, os tubos estão constantemente expostos à umidade e, muitas vezes, a compostos químicos e correntes parasitas. Tudo isso pode levar à corrosão do metal e vazamento de gás, por isso eles tentam garantir o isolamento da forma mais confiável possível.
Cada gasoduto subterrâneo de aço é duplamente protegido: passivamente - por um revestimento isolante na tubulação, e ativamente - por meio de drenagem ou supressão de corrente por proteção catódica.
A maioria dos materiais sobre os quais falamos anteriormente pode ser usada tanto para isolamento básico de fábrica quanto em rodovias. Falaremos sobre as principais etapas e sutilezas desse trabalho a seguir.
O isolamento de polietileno e polipropileno é produzido na fábrica em diversas etapas:
- Secagem de tubos.
- Limpeza de tiro com brilho metálico.
- Aquecimento de tubos.
- Aplicação de base adesiva em tubo giratório.
- Aplicação por extrusão, meia ou enrolamento de fita de uma camada de polietileno.
- Selagem com rolo especial com revestimento fluoroplástico.
- Resfriamento a água até 70 – 80 °C.
- Controle de qualidade do revestimento resultante.
Todos os processos são totalmente automatizados, porque a precisão do computador é a chave para a qualidade do produto.
Em condições de campo, todas as etapas devem ser preservadas, mas são executadas com equipamentos portáteis - esmerilhadeiras e jateadores de areia, queimadores a gás e maçaricos.Além disso, existem kits especiais de materiais para isolar juntas e reparar danos - por exemplo, luva PET termorretrátil ou fita adesiva de polímero.
Para aplicar o isolamento betuminoso, os tubos também são limpos, mas com o auxílio de escovas metálicas, deixando uma superfície limpa, mas não lisa. Um primer composto de betume e gasolina é derramado em tubos limpos e esfregado com toalhas, e em condições de rodovia - com trapos ou escovas.
No máximo um dia depois é necessário aplicar o revestimento principal: 2-3 camadas de mástique, separadas por material de reforço e protegidas externamente por uma camada de papel.
Para reforço, utiliza-se fibra de vidro, tecido não tecido de polímero ou malha. Eles são enrolados em espiral, uniformemente, com leve tensão e sobreposição.
Aplicação de isolamento em campo
Caso seja necessário reparar danos no isolamento de um gasoduto subterrâneo, ou ligar tubos com diferentes tipos de isolamento, é importante escolher os materiais adequados a utilizar.
Os revestimentos PALT e LITKOR são usados apenas em condições de rodovia. Ambos são aplicados sobre um primer betuminoso, mas para o primeiro é necessário primeiro aplicar uma camada de betume e reforçá-la, e depois enrolar a fita diretamente sobre a mástique quente. No segundo caso, o betume é a camada inferior da própria fita, por isso é enrolado diretamente sobre o primer, previamente derretido com queimador.
Apesar da semelhança externa, as fitas Litkor não devem ser confundidas com fitas adesivas PET, pois o uso de um primer inadequado prejudicará irremediavelmente a qualidade do isolamento.
Repare tubos com revestimento PET extrusado usando remendos especiais termorretráteis ou fitas de betume-polímero LITKOR. Quando revestida de fábrica com fita adesiva PET, a mesma fita é utilizada para reparos, como Polileno. Isso só é possível na estação quente, pois a fita não gruda no frio e não tolera fusão.
O revestimento betuminoso é reparado com os mesmos mastiques betuminosos com reforço, fitas betume-polímero LITKOR ou material laminado semelhante Isoplast-P.
Você sempre pode conectar tubos diferentes em absolutamente qualquer combinação com fitas LITKOR e, se não houver betume no revestimento nativo de ambos os tubos, as conexões diretas também podem ser isoladas com fitas adesivas de Polilen.
Isolamento de tubos subaquáticos
Os gasodutos que servirão no fundo do mar são isolados com especial cuidado, pois esse ambiente é perigoso devido a danos químicos e mecânicos, e interrupções na operação da tubulação, via de regra, indicam interrupções no fornecimento internacional de gás.
A parte principal da proteção do tubo é recebida na fábrica. Após a limpeza e secagem, são abertos com um composto epóxi, em seguida é aplicado um adesivo e sobre ele é aplicada uma camada de polietileno. Nesta fase, os tubos são semelhantes a tubos terrestres semelhantes, exceto pela primeira camada de epóxi, que é duplicada na superfície interna.
No entanto, isso não é tudo: a proteção catódica é instalada nos tubos preparados na fábrica e, em seguida, uma estrutura de reforço é construída e uma camada externa de concreto é derramada, muitas vezes com minério de ferro como enchimento.
Como resultado desse acabamento multicamadas, o peso é de 1 m.p. os tubos podem atingir 2 toneladas. O transporte desses tubos é muito problemático, por isso eles não são muito longos e para cada quilômetro de gasoduto offshore existem várias dezenas de soldas, cada uma das quais deve ser isolada de forma confiável.
A ligação e o isolamento das juntas ocorrem em uma barcaça especial equipada com todo o necessário. Aqui os tubos são soldados, a costura é cuidadosamente limpa com uma máquina de jateamento. Tubos principais Eles têm um diâmetro enorme, por isso são aquecidos por indução em vez de queimadores de propano - o resultado é mais rápido, uniforme e seguro.
Em seguida, aplica-se o primer e instala-se uma luva retrátil, fixada com uma placa de travamento. O manguito é primeiro aquecido no meio, ao longo da costura de solda, e depois encolhe gradativamente com a ajuda de queimadores a gás, do centro para as bordas. Após o controle de qualidade desta etapa, é instalado um revestimento de forro para vazamento de espuma de poliuretano. Depois de seco, o tubo é baixado até o fundo e coberto com brita.
Verificando a qualidade da aplicação do isolamento
A proteção dos gasodutos de aço é uma tarefa responsável, portanto, cada operação realizada é sujeita a uma fiscalização minuciosa, com a elaboração de um relatório dos trabalhos ocultos realizados e a sua inscrição no passaporte do gasoduto. Por mais qualitativo e corretamente selecionado seja o material de isolamento, ele não atenderá às funções que lhe são atribuídas se a tecnologia de execução do trabalho for violada.
Os principais parâmetros do revestimento acabado a serem verificados são espessura, continuidade e aderência ao tubo.Eles são medidos com dispositivos eletrônicos especiais: medidores de espessura, detectores de faíscas e medidores de adesivo, respectivamente. Não danificam o revestimento, por isso permitem controlar todos os pontos duvidosos sem custos adicionais.
Em condições de fábrica
Nas fábricas e bases de produção, a espessura do revestimento é verificada em 10% dos tubos de cada lote, em 4 locais em lados diferentes em círculo em cada tubo, bem como em áreas duvidosas.
A adesão, ou força de adesão ao metal e entre camadas, também é exigida pelas normas e deve ser verificada em 10% dos produtos de um lote ou a cada 100 m.
A continuidade do revestimento, ou seja, a ausência de furos, arranhões e outras violações, é verificada em todos os produtos isolados em toda a área.
Além disso, a continuidade dielétrica do revestimento, a resistência ao impacto, a área de descascamento após a polarização catódica e outros testes podem ser verificados. Ao isolar com revestimentos betuminosos, uma amostra das propriedades físicas é retirada de cada lote de mastique, pelo menos diariamente.
No local de instalação ou reparo
Nas condições do percurso, a qualidade do isolamento também é verificada, quanto à continuidade - sempre e completamente, e quanto à espessura e adesão - a cada 10 soldas isoladas.
Além disso, é verificada a largura da sobreposição no revestimento de fábrica, bem como o relevo do isolamento - quanto à ausência de ondulações, rugas, almofadas de ar e outros defeitos.
Além disso, a continuidade do isolamento dos gasodutos existentes é verificada regularmente. Para isso, nem é necessário desenterrá-los e, caso haja suspeita de danos, os tubos ficam expostos e são verificadas não só a espessura, continuidade e aderência, mas também as propriedades dielétricas do isolamento.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Agora você sabe tudo - ou quase tudo - sobre a finalidade e os materiais de isolamento de diversos gasodutos de aço, e também tem uma ideia sobre as características de sua aplicação e verificação da qualidade da proteção.
E para maior clareza, sugerimos assistir a um vídeo que descreve detalhadamente como isolar juntas soldadas com fita betume-polímero:
Instalando uma luva termorretrátil em uma costura de solda:
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