Aislamiento de gasoductos de acero: materiales de aislamiento y métodos de aplicación.
¿Estás pensando en gasificar tu casa o modernizar tu suministro de gas? Un gasoducto es una de las comunicaciones más valiosas y peligrosas, por lo que su protección confiable es extremadamente importante.
De acuerdo, los daños en una tubería de gas y la fuga de este combustible pueden pasar desapercibidos durante bastante tiempo y luego tener las consecuencias más desastrosas. Es mejor estudiar todo detenidamente con antelación y ir a lo seguro a la hora de organizar la protección, ¿verdad?
Si está interesado en el aislamiento de gasoductos de acero, en este artículo obtendrá respuesta a las siguientes preguntas: por qué es necesario, qué es, en qué casos y cómo se utiliza cada tipo de material aislante, cómo comprobar el calidad del recubrimiento. Mencionaremos todo tipo de gasoductos: desde los gasoductos principales hasta los de baja presión, desde los aéreos hasta los submarinos, y responderemos a todas las preguntas que surjan.
El contenido del artículo:
Funciones de aislamiento de gasoductos.
Hoy en día, casi todos los edificios de cada localidad están conectados al gasoducto; es difícil imaginar la vida de una persona moderna sin combustible azul. ¡Imagínese cuántas tuberías se necesitan para implementar una red de suministro de este tipo!
Se extienden por encima de nuestras cabezas, bajo nuestros pies, en lo profundo de la tierra e incluso a lo largo del fondo del mar.Cada centímetro de esta red de gas debe estar protegido de forma fiable y absolutamente segura, porque una fuga puede provocar un accidente a gran escala, con destrucción y, en ocasiones, víctimas.
Las tuberías de gas de polietileno no necesitan protección adicional, pero no se pueden utilizar en todas partes y su reemplazo es costoso, por lo que la mayoría de las tuberías de gas están hechas de acero.
Para evitar que el acero se oxide y deteriore, se trata con compuestos y materiales especiales que aíslan su superficie del medio ambiente. Las funciones principales de tales recubrimientos son la protección contra la humedad, las influencias químicas, las influencias mecánicas, así como protección dieléctrica.
Además del revestimiento, para una protección confiable contra corrientes parásitas y continuas, los gasoductos subterráneos están equipados con protección catódica electroquímica, que asegura la eliminación de estas cargas a través de un conductor especial hasta la subestación de drenaje.
Para una tubería aérea, la protección es menos sólida, porque es más fácil de actualizar y las tuberías están expuestas solo a la humedad atmosférica y se secan regularmente. Para los gasoductos marinos, por el contrario, además de una protección confiable contra un ambiente agresivo, se requiere una capa adicional de peso para que la tubería quede inmóvil en el fondo, bajo las olas.
Documentos reglamentarios y sus requisitos.
Hay 3 documentos principales que regulan la organización de la protección de los gasoductos. RD 153-39.4-091-01 "Instrucciones para proteger las tuberías subterráneas urbanas de la corrosión". Como sugiere el nombre, no se aplica al aislamiento de tuberías de gas con un diámetro superior a 83 cm, interurbanas e internacionales, ni a tuberías tendidas sobre el suelo o bajo el agua.
GOST 9.602-89 – un documento relacionado que contiene todas las normas y cálculos para la protección de gasoductos subterráneos. Si las instrucciones explican cómo y de qué hacer el aislamiento, GOST indica cuánto se necesitará, desde metros de material y herramientas hasta equipos y horas de trabajo de los trabajadores.
GOST R 51164-98 Tuberías principales de acero. Requisitos generales para la protección contra la corrosión. Esta norma llena un vacío en las Instrucciones sobre tuberías principales. Su protección debe ser especialmente fiable y tener sus propias particularidades, por lo que las reglas para su organización se incluyen en un documento aparte.
Estos documentos regulan las siguientes cuestiones:
- ¿Qué tipos de materiales se permiten utilizar en este? tipo de gasoducto bajo estas condiciones;
- ¿Cuánto aislamiento reforzado se necesita? ¿Se necesita protección electroquímica?
- quién y cuándo está obligado a dotar al gasoducto de la protección necesaria;
- tecnología para aplicar aislamiento en fábrica y en campo, así como para reparar daños;
- normas para el consumo de materiales y costos de otros recursos para la realización del trabajo;
- el procedimiento para verificar la calidad del revestimiento y estándares para indicadores de calidad para todos los parámetros para cada tipo de aislamiento.
Así, estos documentos describen paso a paso todo el proceso de aislamiento de tuberías, desde la liberación en fábrica hasta la inspección después de la instalación y durante el funcionamiento. No queda espacio para la creatividad, porque se trata de cuestiones de seguridad.
También hay listas separadas que enumeran todos los materiales recomendados y los fabricantes de aislamiento para gasoductos.
Teniendo en cuenta la complejidad del trabajo y la considerable cantidad de normas que deben observarse, ni siquiera espere hacer frente al aislamiento del gasoducto usted mismo, y el servicio de gas no aceptará el trabajo realizado por un especialista externo.
Tipos de materiales aislantes
Según las condiciones de funcionamiento y la facilidad de uso, existen muchos tipos de revestimientos para aislar tuberías de gas. Es suficiente proteger los gasoductos aéreos con 2 capas de imprimación y 2 capas de pintura o esmalte.
Las tuberías que servirán en el fondo del mar están cubiertas con una capa de hormigón encima del aislamiento principal para mayor peso y protección adicional.
A continuación hablaremos sobre los medios para proteger las tuberías de acero subterráneas.
Recubrimientos protectores de polímeros
Polietileno extruido – la protección más progresiva y universal. Se utiliza en tuberías con un diámetro de 57 a 2020 mm, se adhiere firmemente, forma una capa continua perfectamente uniforme, protege contra la temperatura y las influencias mecánicas y también es cómodo de usar.
En tal recubrimiento, una tubería de acero prácticamente no es inferior en términos de características de protección a sus análogos poliméricos. Esta protección consta de solo 2 capas: un adhesivo rígido y, de hecho, polietileno.A pesar de esto, un revestimiento tan altamente reforzado en tuberías de gran diámetro puede alcanzar los 3,5 mm.
Polipropileno extruido es específico por su alta resistencia mecánica: con él se pueden pasar tuberías a través de pozos, para métodos de instalación cerrados, y no preocuparse de que el aislamiento se dañe debido a la fricción o al enganche con piedras y tierra. Externamente y en estructura, este tipo de aislamiento no se diferencia del polietileno, solo entre 0,3 y 0,5 mm más delgado.
Cintas adhesivas poliméricas Existen polietileno y cloruro de polivinilo, siendo preferible el primero porque se pegan 4 veces más fuerte y protegen mejor las tuberías. La mayoría de las veces, las cintas adhesivas de PET se utilizan para reparar y aislar las juntas de tuberías recubiertas con polietileno extruido, pero también hay tuberías envueltas con ellas en fábrica en toda su longitud.
También hay un revestimiento de PET combinado, en el que el tubo imprimado se envuelve primero con cinta adhesiva de polímero y se protege encima con una capa de polietileno extruido. Se utiliza en tuberías con un diámetro de hasta 53 cm y el espesor total no supera los 3 mm.
Aislamiento a base de masillas bituminosas.
Este aislamiento se diferencia fundamentalmente en composición y propiedades, principalmente en el método de aplicación. La adherencia del betún tanto a la tubería como a las capas entre sí se garantiza calentando y fundiendo el propio material, y no mediante una imprimación adhesiva, como es el caso del PET.
Este recubrimiento se aplica sobre una imprimación bituminosa especial y consta de 2-3 capas de masilla, cada una de las cuales está reforzada, y una envoltura exterior de papel protector.Como resultado, se forma un revestimiento continuo que sigue completamente la forma de la tubería, donde la fibra de vidrio o malla de refuerzo está como soldada en el espesor de la protección.
La masilla en sí, además del betún, contiene varias inclusiones (polímero, mineral o caucho) que proporcionan diferentes propiedades del material. También se le añaden aditivos modificadores y plastificantes, que añaden elasticidad, flexibilidad, resistencia a temperaturas críticas y durabilidad a la hidrofobicidad natural y la capacidad de adhesión.
También hay cintas que unen betún como adhesivo y cintas poliméricas especiales. Los 2 tipos principales de dichos recubrimientos son: PALETA, con cinta termorretráctil, y LITKOR, de cinta de polímero-betún. Este último, en particular, es necesario para proteger las conexiones entre tuberías con diferentes tipos de aislamiento.
Materiales para aislar pequeños elementos.
También necesitan protección los terminales de base, esquinas, codos, colectores de condensado y otros elementos perfilados de los gasoductos.
Existen recubrimientos especiales para esto: PAP-M105 Y poluro. La primera son dos capas de resina de poliéster curada reforzada con fibra de vidrio.
El semi-señuelo se compone principalmente de poliuretano, complementado con aditivos tecnológicos y dividido en un componente principal y un endurecedor.Con la ayuda de estos dos compuestos se aíslan las juntas perfiladas tanto en fábrica, en los talleres como directamente en la ruta.
¿Cómo se aplica el aislamiento?
La mayor parte del aislamiento se aplica a tubos de gasy, a menudo, en piezas perfiladas de un gasoducto, en la fábrica, incluso en la etapa de su producción. Sin embargo, al instalar una tubería, es necesario aislar las juntas, lo que se lleva a cabo en condiciones de ruta, es decir, directamente en el lugar de instalación.
Además, en el campo, se utilizan los mismos materiales para reparar la capa protectora si no está dañada más del 10% y, en ocasiones, incluso para volver a aislar completamente un área separada. Los tanques también se aíslan manualmente, directamente en la ruta.
Si es posible, las soldaduras y accesorios se aíslan con el mismo revestimiento que la tubería principal, o lo más similar posible.
Los trabajos de aislamiento de tuberías de gas son posibles a temperaturas superiores a -25 °C, y con cintas adhesivas poliméricas, superiores a +10 °C. Si llueve o nieva, debe haber un dosel confiable sobre el lugar de trabajo, lo que imposibilitará que la precipitación caiga sobre la superficie aislada.
En tuberías aéreas de gasoductos
Este tipo de gasoducto se encuentra en el entorno menos agresivo y, por tanto, el riesgo de oxidación se reduce significativamente. Además, los daños son mucho más fáciles de notar y reparar, por lo que los gasoductos aéreos no requieren aislamiento como tal.
Para protegerse contra las precipitaciones y la humedad atmosférica, según las normas, es suficiente una capa de 2 capas de imprimación y 2 capas de pintura, esmalte o barniz.
Sin embargo, en el caso de condiciones de funcionamiento difíciles, se utiliza el aislamiento térmico de las tuberías de gas: grasas, revestimientos de esmalte de vidrio, así como carcasas de aluminio o zinc, que no deben tocar la tubería.
Aislamiento de gasoductos subterráneos.
En el suelo, las tuberías están constantemente expuestas a la humedad y, a menudo, a compuestos químicos y corrientes parásitas. Todo esto puede provocar corrosión del metal y fugas de gas, por lo que intentan garantizar el aislamiento de la forma más fiable posible.
Cada gasoducto subterráneo de acero está doblemente protegido: pasivamente, mediante un revestimiento aislante en la tubería, y activamente, mediante drenaje o supresión de corriente mediante protección catódica.
La mayoría de los materiales de los que hablamos anteriormente se pueden utilizar tanto para aislamiento básico de fábrica como en carreteras. Hablaremos sobre las principales etapas y sutilezas de dicho trabajo a continuación.
El aislamiento de polietileno y polipropileno se produce en la planta en varias etapas:
- Secado de tuberías.
- Limpieza con granalla hasta obtener un brillo metálico.
- Calentamiento de tuberías.
- Aplicar una base adhesiva a un tubo giratorio.
- Aplicación por extrusión, media o cinta enrollada de una capa de polietileno.
- Sellado con rodillo especial con carcasa fluoroplástica.
- Refrigeración por agua a 70 – 80 °C.
- Control de calidad del recubrimiento resultante.
Todos los procesos están completamente automatizados, porque la precisión informática es la clave para la calidad del producto.
En condiciones de campo, todas las etapas deben conservarse, pero se implementan utilizando equipos portátiles: amoladoras y limpiadores con chorro de arena. quemadores de gas y sopletes.Además, existen kits especiales de materiales para aislar juntas y reparar daños, por ejemplo, funda de PET termocontraíble o cinta adhesiva de polímero.
Para aplicar aislamiento bituminoso también se limpian las tuberías, pero con ayuda de cepillos metálicos, dejando una superficie limpia, pero no lisa. Se vierte una imprimación que consiste en betún y gasolina sobre las tuberías limpias y se frota con toallas y, en condiciones de carretera, con trapos o cepillos.
No más de un día después, es necesario aplicar el revestimiento principal: 2-3 capas de masilla, separadas por material de refuerzo y protegidas por fuera con una capa de papel.
Para el refuerzo se utiliza fibra de vidrio, tela polimérica no tejida o malla. Están enrollados en espiral, de manera uniforme, con ligera tensión y superposición.
Aplicación de aislamiento en el campo.
Si es necesario reparar daños en el aislamiento de un gasoducto subterráneo, o conectar tuberías con diferentes tipos de aislamiento, es importante elegir los materiales adecuados a utilizar.
Los recubrimientos PALT y LITKOR se utilizan únicamente en condiciones de carretera. Ambos se aplican sobre una imprimación bituminosa, pero para el primero es necesario aplicar primero una capa de betún y reforzarla, y luego enrollar la cinta directamente sobre la masilla caliente. En el segundo caso, el betún es la capa inferior de la propia cinta, por lo que se enrolla directamente sobre la imprimación, habiéndola fundido previamente con un quemador.
A pesar de la similitud externa, las cintas Litkor no deben confundirse con las cintas adhesivas de PET, ya que el uso de una imprimación inadecuada arruinará irremediablemente la calidad del aislamiento.
Repare tuberías con revestimiento de PET por extrusión utilizando parches especiales termorretráctiles o cintas bituminosas-polímeras LITKOR. Cuando se recubre de fábrica con cinta adhesiva de PET, la misma cinta se utiliza para reparaciones, como Polieno. Esto sólo es posible en la estación cálida, porque la cinta no se pega con el frío y no tolera la fusión.
El revestimiento bituminoso se repara con las mismas masillas bituminosas con refuerzo, cintas bituminosas-polímero LITKOR o material en rollo similar. Isoplasto-P.
Siempre puede conectar diferentes tuberías en absolutamente cualquier combinación con cintas LITKOR, y si no hay betún en el revestimiento nativo de ambas tuberías, las conexiones directas también se pueden aislar con cintas adhesivas Polylen.
Aislamiento de tuberías submarinas
Los gasoductos que servirán en el fondo del mar están aislados con especial cuidado, porque este ambiente es peligroso debido a daños tanto químicos como mecánicos, y las interrupciones en el funcionamiento de la tubería, por regla general, indican interrupciones en el suministro internacional de gas.
La mayor parte de la protección de tuberías se recibe de fábrica. Después de limpiarlos y secarlos, se abren con un compuesto epoxi, luego se aplica un adhesivo y encima se aplica una capa de polietileno. En esta etapa, las tuberías son similares a tuberías terrestres similares, excepto por la primera capa de epoxi, que está duplicada en la superficie interior.
Sin embargo, eso no es todo: se instala protección catódica en las tuberías preparadas en la fábrica, y luego se construye un marco de refuerzo y se vierte una capa exterior de hormigón, a menudo con mineral de hierro como relleno.
Como resultado de dicho acabado multicapa, el peso es de 1 m.p. Las tuberías pueden alcanzar las 2 toneladas. El transporte de estos tubos es muy problemático, por eso no se hacen demasiado largos, y por cada kilómetro de gasoducto marino hay varias docenas de soldaduras, cada una de las cuales debe estar aislada de forma segura.
La conexión y aislamiento de las juntas se realiza en una barcaza especial equipada con todo lo necesario. Aquí se sueldan los tubos y la costura se limpia a fondo con una granalladora. Tuberías principales Tienen un diámetro enorme, por lo que se calientan con quemadores de inducción en lugar de propano; resulta más rápido, más uniforme y más seguro.
Luego se aplica la imprimación y se instala una funda retráctil, asegurada con una placa de bloqueo. El manguito se calienta primero en el centro, a lo largo de la costura soldada, y luego se encoge gradualmente con ayuda de quemadores de gas, desde el centro hacia los bordes. Después del control de calidad de esta etapa, se instala una carcasa de revestimiento para verter espuma de poliuretano. Después de que se seque, la tubería se baja hasta el fondo y se cubre con piedra triturada.
Comprobación de la calidad de la aplicación del aislamiento.
La protección de los gasoductos de acero es una tarea responsable, por lo que cada operación realizada está sujeta a una inspección minuciosa, con la elaboración de un informe de los trabajos ocultos realizados y su inscripción en el pasaporte del gasoducto. No importa cuán alta calidad y cuán correctamente seleccionado sea el material aislante, no hará frente a las funciones que se le asignan si se ha violado la tecnología para realizar el trabajo.
Los principales parámetros del revestimiento acabado a comprobar son el espesor, la continuidad y la adherencia a la tubería.Se miden con dispositivos electrónicos especiales: medidores de espesor, detectores de chispas y medidores de adhesivo, respectivamente. No dañan el revestimiento, por lo que permiten controlar todos los puntos cuestionables sin costes adicionales.
En condiciones de fábrica
En las fábricas y bases de producción, el espesor del revestimiento se verifica en el 10% de las tuberías de cada lote, en 4 lugares en diferentes lados en un círculo de cada tubería, así como en las zonas dudosas.
Las normas también exigen que se controle la adherencia, o la fuerza de adhesión al metal y entre capas, para el 10% de los productos en un lote o cada 100 m.
La continuidad del revestimiento, es decir, la ausencia de pinchazos, raspaduras y otras violaciones, se verifica en todos los productos aislados en toda el área.
Además, se puede verificar la continuidad dieléctrica del recubrimiento, la resistencia al impacto, el área de pelado después de la polarización catódica y otras pruebas. Al aislar con revestimientos bituminosos, se toma una muestra de las propiedades físicas de cada lote de masilla, al menos una vez al día.
En el sitio de instalación o reparación.
En condiciones de ruta, también se verifica la calidad del aislamiento, la continuidad - siempre y en su totalidad, y el espesor y adherencia - cada 10ª soldadura aislada.
Además, se verifica el ancho de la superposición sobre el revestimiento de fábrica, así como el relieve del aislamiento, para detectar la ausencia de ondulaciones, arrugas, cojines de aire y otros defectos.
Además, se comprueba periódicamente la continuidad del aislamiento de los gasoductos existentes. Para ello ni siquiera es necesario desenterrarlos, y si se sospecha de daños, se exponen los tubos y se comprueba no sólo el espesor, la continuidad y la adherencia, sino también las propiedades dieléctricas del aislamiento.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Ahora ya sabe todo, o casi todo, sobre el propósito y los materiales para aislar varios gasoductos de acero, y también tiene una idea sobre las características de su aplicación y la verificación de la calidad de la protección.
Y para mayor claridad, sugerimos ver un video que describe en detalle cómo aislar las uniones soldadas con cinta bituminosa-polímero:
Instalación de un manguito termorretráctil en una costura soldada:
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