Как это устроено: поверхностное покрытие стальных труб

Нефтегазодобывающие предприятия подсчитали, что средний срок службы незащищенных стальных труб при добыче нефти составляет 3 года, водоводов для подтоварной воды — 2 года, а в сероводородсодержащих средах — год. Поэтому промысловые компании используют трубы с покрытием. 

Большие и маленькие, длинные и короткие стальные трубы эксплуатируют в воде, на морозе, под палящим солнцем и под землей на глубине до 8 метров, поэтому несмотря на прочность им нужна дополнительная защита от агрессивной окружающей среды. Для этого в 1976 году на Волжском трубном заводе металлическую поверхность придумали покрывать материалами, которые продлевают срок эксплуатации изделий. С тех пор защита усовершенствовалась, а технология распространилась на трубные производства на территории бывшего СССР. Давайте разбираться. 

На трубы наносили разные компоненты, но испытание временем выдержали три — покрытия на основе полипропилена, полиэтилена или эпоксидной смолы. То или иное выбирают в зависимости от назначения изделия и температуры эксплуатации.  

Эпоксидное покрытие

Главный компонент эпоксидного покрытия — смола. Достоинство вещества в устойчивости к действию влаги, жидкого топлива, щелочной, масляной среды, механическим повреждениям, ультрафиолетовому облучению, а также в адгезии — высокой степени сцепления со стальной поверхностью. Поэтому эпоксидное покрытие применяют при обработке труб, из которых строят магистральные и промысловые трубопроводы надземной прокладки, сваи для морских гидротехнических сооружений. Один слой эпоксидной защиты способен выдерживать от –20 до +80℃, а два или три еще больше! Как правило, его используют для стальных сварных или бесшовных труб диаметром 114–1420 мм и соединительных деталей. 

Покрытие из экструдированного полиэтилена

Экструдированным называют полиэтилен, переработанный методом экструзии. Во время изготовления полимер, но в расплавленном виде, продавливают сквозь формирующие отверстия. Так получается материал с повышенной твердостью и отличительным качеством поверхности: при трехслойном нанесении экструдированный полиэтилен выдерживает нагрузку от –60 до +80℃, не обращая внимания на влажность окружающей среды. Такая защита предохраняет металл от контакта с влагой, блуждающими токами, появления ржавчины и грибка. Полиэтиленовое покрытие предназначено для труб диаметром 325–1420 мм подземного и подводного назначения в определенных климатических зонах с варьирующейся температурой перемещаемого продукта. 

Полипропиленовое покрытие

Полипропилен — термопластичный полимер. В составах для покрытия труб этот материал также проходит процедуру экструзии, благодаря чему получает повышенную теплостойкость и механическую ударную прочность. Изделия, покрытые полипропиленом, используют для защиты «горячих» участков, трубопроводов с температурой 110–140℃, а также при строительстве морских, шельфовых трубных магистралей, подводных переходов с диаметром 325–1420 мм. Из-за высокой ударной прочности толщина слоя полипропилена может быть на 20% меньше толщины полиэтиленового покрытия, однако его нельзя использовать при температурах ниже –10℃ (только специальные составы способны выдержать –20℃).   

К ТЕХНОЛОГИИ

Эпоксидное покрытие наносят поэтапно. Сначала трубу сушат и готовят к хромированию. Для этого изделие направляют в печь, где нагревают до 60 градусов. 

Трубу сушат и нагревают в специальной печи

Нагретую трубу очищают с помощью пескоструйной установки. Подготовленную трубу направляют на автоматизированную линию,... 

Трубу очищают и направляют на линию покрытия

...где с помощью специального оборудования на поверхность изделия наносят слои эпоксидного покрытия. Такая труба выдерживает температуру 150 ℃. 

Труба с покрытием

Перед нанесением экструдированного полиэтилена стальную поверхность очищают и шлифуют. 

На подлежащей покрытию трубе не должно быть внешних дефектов

Предварительная обработка предотвращает отслаивание полиэтиленовой оболочки в процессе эксплуатации газопровода. На подготовленную поверхность наносят адгезию при двухслойном покрытии или праймер на эпоксидной основе при подготовке к трехслойной изоляции. 

На трубу наносят праймер

Эти составы улучшают сцепление полимерного материала со сталью. Каждый слой просушивают согласно техническим условиям, а затем наносят полиэтилен. 

Так наносят второй слой покрытия

Изготовленная таким образом изоляция труб защищает изделие от влаги, грибка и ржавчины.

Экструдированный полиэтилен

Перед нанесением полипропиленового покрытия труба также проходит участки очистки и проверки на поверхностные дефекты. Первым защитным слоем на стальную поверхность ложится адгезионный подслой на основе эпоксидных порошковых или жидких красок, вторым — клеящий подслой на основе термоплавких полимерных композиций, наружным и последним становится слой на основе экструдированного полипропилена. 

Трубу с покрытием очищают

Толщина каждого защитного слоя варьируется 0,3 до 3 мм, но может быть изменена исходя из требований заказчика и условий эксплуатации изготавливаемых изделий. 

Обязательный контроль

До нанесения материал для покрытия проверяют в заводской лаборатории. Речь идет о температуре стеклования, определение вязкости и механической прочности. Готовое изделие проходит завершающий контроль, когда специалисты оценивают соответствие продукции нормативными параметрам и стойкость покрытия к воздействию негативных факторов. При внешнем осмотре исключаются механические повреждения, потеки, растрескивание, пузыри, при внутреннем — с помощью датчиков — оценивается толщина и устойчивость к условиям эксплуатации. Трубы с покрытием, подтвердившие характеристики, отправляются на отгрузку. 

В таком виде трубы отправляются потребителю