Isolation des gazoducs en acier: un aperçu des matériaux d'isolation et des technologies pour leur application

Vous allez gazéifier votre maison ou moderniser l'approvisionnement en gaz? Le gazoduc est l'une des communications les plus précieuses et les plus dangereuses, sa protection fiable est donc extrêmement importante.

D'accord, les dommages au tuyau de gaz et la fuite de ce carburant peuvent passer inaperçus pendant longtemps, puis entraîner les conséquences les plus graves. Il est préférable de tout étudier attentivement à l'avance et de jouer la sécurité lors de l'organisation de la protection, n'est-ce pas ?

Si vous êtes intéressé par l'isolation des gazoducs en acier, dans cet article, vous obtiendrez des réponses à ces questions: pourquoi est-ce nécessaire, que se passe-t-il, dans quels cas et comment chaque type de matériau isolant est utilisé, comment le contrôle de qualité est effectué couverture. Nous citerons tous les types de gazoducs: des canalisations aux conduites basse pression, de la surface au sous-marin, nous répondrons à toutes vos questions.

Fonctions d'isolation des gazoducs

Aujourd'hui, presque tous les bâtiments de chaque agglomération sont connectés au gazoduc; il est difficile d'imaginer la vie d'une personne moderne sans carburant bleu. Imaginez combien de tuyaux sont nécessaires pour mettre en place une telle chaîne d'approvisionnement !

Ils s'étendent au-dessus de nos têtes, sous nos pieds, profondément dans la terre, et même le long des fonds marins. Chaque centimètre de ce réseau de gaz doit être protégé de manière fiable et absolument sûr, car une fuite peut entraîner un accident de grande ampleur, avec des destructions, et parfois même des victimes.

Les gazoducs en polyéthylène n'ont pas besoin de protection supplémentaire, mais ils ne peuvent pas être utilisés partout et le remplacement est coûteux, de sorte que la plupart des tuyaux de gaz sont en acier.

Pour empêcher l'acier de rouiller et de s'effondrer, il est traité avec des composés et des matériaux spéciaux qui isolent sa surface de l'environnement. Les principales fonctions de ces revêtements sont la protection contre l'humidité, les influences chimiques, les influences mécaniques, ainsi que protection diélectrique.

En plus du revêtement, pour une protection fiable contre les courants vagabonds et continus, des gazoducs souterrains sont organisés protection cathodique électrochimique, qui assure l'élimination de ces charges à travers un conducteur spécial vers le drain sous-station.

Pour une canalisation hors sol, la protection est moins solide, car il est plus facile de la renouveler, et les canalisations ne sont exposées qu'à l'humidité atmosphérique, se desséchant régulièrement. Pour les gazoducs offshore, au contraire, en plus d'une protection fiable contre les fluides agressifs, une couche supplémentaire de lestage est nécessaire pour que le tuyau repose immobile sur le fond, sous les vagues.

Documents normatifs et leurs exigences

Il existe 3 documents principaux réglementant l'organisation de la protection des gazoducs. DR 153-39.4-091-01 "Instructions pour la protection des canalisations souterraines urbaines contre la corrosion." Comme son nom l'indique, il ne s'applique pas à l'isolation des conduites de gaz d'un diamètre supérieur à 83 cm - interurbain et international, ainsi qu'aux conduites posées au-dessus du sol ou sous l'eau.

GOST 9.602-89 - un document connexe, qui contient toutes les normes et calculs pour la protection des gazoducs souterrains. Si l'instruction explique comment et à partir de quoi équiper l'isolation, alors GOST indique la quantité de ce qui est nécessaire - des mètres de matériel et d'outils à l'équipement et aux heures de travail des travailleurs.

GOST R 51164-98 Canalisations principales en acier. Exigences générales pour la protection contre la corrosion. Cette norme comble une lacune dans les instructions sur la tuyauterie du tronc. Leur protection doit être particulièrement fiable et a ses propres spécificités, c'est pourquoi les normes de son organisation sont consignées dans un document séparé.

Ces documents régissent les questions suivantes :

• quels types de matériaux sont autorisés à être utilisés sur ce type de gazoduc dans ces conditions ;
• combien d'isolation renforcée est nécessaire, si une protection électrochimique est nécessaire ;
• qui et quand est tenu de fournir au gazoduc la protection nécessaire ;
• technologie d'application d'isolant en usine et sur le terrain, ainsi que pour la réparation des dommages ;
• taux de consommation de matériaux et coûts d'autres ressources pour le travail;
• la procédure de contrôle de la qualité du revêtement et les normes des indicateurs de qualité dans tous les paramètres pour chaque type d'isolation.

Ainsi, dans ces documents, l'ensemble du processus d'isolation des canalisations est décrit étape par étape, de la sortie en usine à la vérification après installation et en cours d'exploitation. Il n'y a pas de place pour la créativité, car ce sont des questions de sécurité.

Il existe également des listes distinctes répertoriant tous les matériaux et fabricants d'isolants recommandés pour les gazoducs.

Compte tenu de la complexité du travail et du nombre considérable de normes à respecter, ne comptez même pas faire face à l'isolation du gazoduc de manière indépendante, et le service du gaz n'acceptera pas les travaux effectués par des tiers Maître.

Types de matériaux d'isolation

En fonction des conditions de fonctionnement et de la facilité d'utilisation, il existe de nombreux types de revêtements pour isoler les conduites de gaz. Il suffit de protéger les gazoducs aériens avec 2 couches d'apprêt et 2 couches de peinture ou d'émail.

Les tuyaux qui serviront sur le fond marin sont recouverts d'une couche de béton sur l'isolant principal pour lestage et protection supplémentaire.

Ensuite, nous parlerons des moyens de protéger les tuyaux en acier souterrains.

Revêtements protecteurs polymères

Polyéthylène extrudé - la protection la plus avancée et la plus polyvalente. Il est utilisé sur des tuyaux d'un diamètre de 57 à 2020 mm, adhère fermement, forme une couche continue parfaitement uniforme, protège contre la température et les influences mécaniques et est également facile à utiliser.

Dans un tel revêtement, le tuyau en acier n'est pratiquement pas inférieur en termes de caractéristiques de protection aux analogues polymères. Cette protection se compose de seulement 2 couches - un adhésif adhésif dur et, en fait, du polyéthylène. Malgré cela, un tel type de revêtement très renforcé sur des tuyaux de gros diamètre peut atteindre 3,5 mm.

polypropylène extrudé est spécifique pour sa haute résistance mécanique: avec elle, vous pouvez tirer des tuyaux à travers des puits, par voies fermées de pose, et ne vous inquiétez pas qu'il y ait une isolation contre le frottement ou s'accrocher aux pierres et au sol sera endommagé. Extérieurement et dans la structure, ce type d'isolation ne diffère pas du polyéthylène, seulement 0,3 à 0,5 mm plus mince.

Rubans adhésifs polymères sont le polyéthylène et le chlorure de polyvinyle, tandis que les premiers sont préférables, car ils adhèrent 4 fois plus et protègent mieux les tuyaux. Le plus souvent, les rubans adhésifs en PET sont utilisés pour réparer et isoler les joints de tuyaux avec un revêtement en polyéthylène extrudé, mais il existe également des tuyaux qui sont enroulés avec eux en usine sur toute leur longueur.

Il existe également un revêtement PET combiné, dans lequel le tuyau apprêté est d'abord enveloppé d'un ruban polymère adhésif, puis protégé par une couche de polyéthylène extrudé. Il est utilisé sur des tuyaux d'un diamètre allant jusqu'à 53 cm et l'épaisseur totale ne dépasse pas 3 mm.

Isolation à base de mastics bitumineux

Une telle isolation est fondamentalement différente dans sa composition et ses propriétés, principalement dans la méthode d'application. L'adhérence du bitume à la fois au tuyau et aux couches entre elles est assurée par chauffage et fusion du matériau lui-même, et non par un primaire adhésif, comme c'est le cas avec le PET.

Un tel revêtement est appliqué sur un apprêt bitumineux spécial et se compose de 2 à 3 couches de mastic, chacune renforcée, et d'un emballage extérieur en papier protecteur. En conséquence, un revêtement continu est formé qui répète complètement la forme du tuyau, où la fibre de verre ou le treillis de renforcement est, pour ainsi dire, soudé dans l'épaisseur de la protection.

Le mastic lui-même, en plus du bitume, contient diverses inclusions - polymère, minéral ou caoutchouc - qui confèrent différentes propriétés au matériau. En outre, des additifs modificateurs et des plastifiants y sont ajoutés, qui, à l'hydrophobie naturelle et les propriétés d'adhérence ajoutent de l'élasticité, de la flexibilité, de la résistance aux températures critiques et durabilité.

Il existe également des rubans qui relient le bitume en tant qu'adhésif et des rubans polymères spéciaux. Les 2 principaux types de tels revêtements sont - PALET, avec du ruban thermorétractable, et LITKOR, en ruban polymère-bitume. Ce dernier, en particulier, est nécessaire pour protéger les connexions entre les tuyaux avec différents types d'isolation.

Matériaux d'isolation pour petits éléments

Les sorties de base, les coins, les coudes, les purgeurs de condensats et autres raccords des conduites de gaz doivent également être protégés.

Il existe des revêtements spéciaux pour cela: PAP-M105 et Polur. La première est constituée de deux couches de résine polyester durcie renforcée de fibres de verre.

Polur se compose principalement de polyuréthane, complété par des additifs technologiques et divisé en un composant principal et un durcisseur. A l'aide de ces deux composés, les joints profilés sont isolés en usine, dans les ateliers et directement sur la voie.

Comment l'isolation est-elle appliquée ?

La partie principale de l'isolant est appliquée sur conduites de gaz, et souvent sur des pièces façonnées d'un gazoduc, en usine, même au stade de leur production. Cependant, lors de l'installation du pipeline, il devient nécessaire d'isoler les joints, ce qui est effectué dans des conditions de route, c'est-à-dire directement sur le site d'installation.

De plus, sur le terrain, les mêmes matériaux sont utilisés pour réparer le revêtement de protection si pas plus de 10 % sont endommagés, et parfois même pour une ré-isolation complète d'une zone séparée. Aussi, les réservoirs sont isolés manuellement, directement sur le parcours.

Dans la mesure du possible, les soudures et les raccords sont isolés avec le même revêtement que le tuyau principal - ou aussi similaire que possible.

Les travaux d'isolation des gazoducs sont possibles à des températures supérieures à -25 ° et pour les rubans adhésifs polymères - supérieures à +10 °. S'il pleut ou qu'il neige, il doit y avoir un auvent sécuritaire au-dessus du chantier, ce qui empêchera les précipitations de tomber sur la surface isolée.

Sur les tuyaux du gazoduc aérien

Ce type de gazoduc est situé dans l'environnement le moins agressif, et donc le risque de rouille est considérablement réduit. De plus, les dommages causés sont beaucoup plus faciles à remarquer et à réparer, de sorte que les gazoducs surélevés ne nécessitent pas d'isolation en tant que telle.

Pour se protéger des précipitations et de l'humidité atmosphérique, selon les normes, une couche de 2 couches d'apprêt et 2 couches de peinture, d'émail ou de vernis est suffisante.

Cependant, en cas de conditions de fonctionnement difficiles, une isolation thermique des gazoducs est utilisée - cohérente lubrifiants, revêtements en verre émaillé et boîtiers en aluminium ou en zinc, qui ne doivent pas se toucher tuyaux.

Isolation des gazoducs souterrains

Dans le sol, les tuyaux sont constamment exposés à l'humidité, et souvent à des composés chimiques et des courants vagabonds. Tout cela peut entraîner une corrosion du métal et des fuites de gaz, ils essaient donc de fournir une isolation aussi fiable que possible.

Chaque gazoduc souterrain en acier est doublement protégé: passivement - par le revêtement isolant du tuyau, et activement - par le drainage ou la suppression du courant par protection cathodique.

La plupart des matériaux dont nous avons parlé plus tôt peuvent être utilisés à la fois pour l'isolation de base, en usine et sur la piste. Nous vous parlerons plus loin des étapes principales et des subtilités de ce travail.

L'isolation en polyéthylène et polypropylène à l'usine est mise en œuvre en plusieurs étapes :

1. Tuyaux de séchage.
2. Grenaillage jusqu'à un éclat métallique.
3. Tuyaux de chauffage.
4. Application d'un support adhésif sur un tuyau en rotation.
5. Application par extrusion, stockage ou enroulement de ruban d'une couche de polyéthylène.
6. Etanchéité avec un rouleau spécial avec une gaine en PTFE.
7. Refroidissement par eau jusqu'à 70 - 80 ° С.
8. Contrôle qualité du revêtement obtenu.

Tous les processus sont entièrement automatisés, car la précision informatique est un gage de qualité du produit.

Sur le terrain, toutes les étapes doivent être préservées, mais elles sont mises en œuvre à l'aide d'équipements portables - broyeurs et nettoyeurs au jet de sable, brûleurs à gaz et des chalumeaux. De plus, il existe des kits spéciaux pour sceller les joints et réparer les dommages - par exemple, un manchon PET rétractable ou un ruban adhésif en plastique.

Pour appliquer l'isolation bitumineuse, les tuyaux sont également polis, mais à l'aide de brosses métalliques, laissant une surface propre mais pas lisse. Un apprêt composé de bitume et d'essence est versé sur les tuyaux nettoyés et frotté avec des serviettes, et dans les conditions de la piste - avec des chiffons ou des brosses.

Pas plus d'une journée, il est nécessaire d'appliquer le revêtement principal: 2-3 couches de mastic, séparées par un matériau de renforcement et protégées de l'extérieur par une couche de papier.

Pour le renforcement, on utilise de la fibre de verre, un tissu polymère non tissé ou un treillis. Ils sont enroulés en spirale, uniformément, avec une légère tension et un chevauchement.

Isolation de terrain

S'il est nécessaire de réparer les dommages causés à l'isolation d'un gazoduc souterrain ou de raccorder des tuyaux avec différents types d'isolation, il est important de choisir les bons matériaux.

Les revêtements PALT et LITKOR ne sont utilisés que dans des conditions de route. Les deux sont appliqués sur un apprêt bitume, mais pour le premier, il faut d'abord appliquer une couche de bitume et la renforcer, puis enrouler le ruban directement sur le mastic chaud. Dans le second cas, le bitume est la couche inférieure du ruban lui-même, il est donc enroulé directement sur l'apprêt, ayant préalablement fondu avec un brûleur.

Malgré la similitude externe, les rubans Litcor ne doivent pas être confondus avec les rubans PET collants, car l'utilisation d'un apprêt inapproprié gâcherait désespérément la qualité de l'isolation.

Ils réparent les tuyaux avec revêtement PET par extrusion avec des patchs thermorétractables spéciaux ou des bandes bitume-polymère LITKOR. Lorsqu'il est recouvert en usine de ruban PET adhésif, il est utilisé pour les réparations, telles que Polylène. Cela n'est possible que pendant la saison chaude, car le ruban ne colle pas au froid et ne tolère pas les flotteurs.

Le revêtement bitumineux est réparé avec les mêmes mastics bitumineux avec renfort, des bandes bitume-polymère LITKOR ou un matériau en rouleau similaire Isoplast-P.

Il est toujours possible de connecter différents tuyaux dans absolument toutes les combinaisons avec les rubans LITKOR, et si dans votre propre les deux tuyaux sont exempts de bitume, les connexions droites peuvent être isolées avec des rubans adhésifs Polylène.

Isolation des tuyaux sous l'eau

Les gazoducs qui desserviront les fonds marins sont particulièrement soigneusement isolés, car cet environnement est dangereux et chimique, et les dommages mécaniques, et les interruptions dans l'exploitation des canalisations, indiquent en règle générale des interruptions dans les approvisionnements internationaux en gaz.

L'essentiel de la protection des tuyaux est obtenu en usine. Après nettoyage et séchage, ils sont ouverts avec un composé époxy, puis un adhésif est appliqué et une couche de polyéthylène par-dessus. À ce stade, les tuyaux sont similaires à des tuyaux terrestres similaires, à l'exception de la première couche d'époxyde, qui est dupliquée sur la surface interne.

Cependant, ce n'est pas tout: une protection cathodique est installée sur les tuyaux préparés en usine, puis construire un cadre de renforcement et couler la couche de béton extérieure, souvent avec du minerai de fer comme remplissage.

À la suite d'une telle finition multicouche, le poids est de 1 ml. les tuyaux peuvent atteindre 2 tonnes. Il est très problématique de transporter de tels tubes, ils ne doivent donc pas être trop longs et pour chaque kilomètre le gazoduc offshore comporte plusieurs dizaines de soudures dont chacune doit être fiable isolé.

Le raccordement et l'isolation des joints s'effectuent sur une barge spéciale équipée de tout ce dont vous avez besoin. Ici, les tuyaux sont soudés, le joint est soigneusement nettoyé à l'aide d'une grenailleuse. Tuyaux principaux ont un diamètre énorme, ils sont donc chauffés avec des brûleurs à induction plutôt qu'au propane - cela s'avère plus rapide, plus uniforme et plus sûr.

Ensuite, un apprêt est appliqué et un manchon thermorétractable est installé, fixé avec une plaque de verrouillage. Le brassard est d'abord réchauffé au milieu, le long de la soudure, puis se rétrécit progressivement à l'aide de brûleurs à gaz, du centre vers les bords. Après le contrôle qualité de cette étape, un tubage est installé pour le coulage du PPU. Une fois sec, le tuyau est abaissé au fond et recouvert de gravats.

Contrôle de la qualité de l'isolation

La protection des gazoducs en acier est un événement responsable, donc chaque opération effectuée est soumise à un contrôle approfondi, avec la préparation d'un acte de travaux cachés achevés et leur entrée dans le passeport pipeline. Quelle que soit la qualité et la sélection correcte du matériau d'isolation, il ne remplira pas les fonctions qui lui sont assignées si la technologie de travail a été violée.

Les principaux paramètres du revêtement fini à contrôler sont l'épaisseur, la continuité et l'adhérence au tube. Ils sont mesurés à l'aide d'appareils électroniques spéciaux: jauges d'épaisseur, détecteurs de défauts d'étincelles et compteurs d'adhérence, respectivement. Ils n'endommagent pas le revêtement, ils vous permettent donc de contrôler tous les points douteux sans surcoût.

Dans l'usine

Dans les usines et les bases de production, l'épaisseur du revêtement est contrôlée sur 10 % des tuyaux de chaque lot, à 4 endroits de différents côtés en cercle sur chaque tuyau, ainsi que dans les zones douteuses.

L'adhérence, ou la force d'adhérence au métal et entre les couches, les normes imposent également de contrôler 10% du produit par lot ou tous les 100 m.

La continuité du revêtement, c'est-à-dire l'absence de perforations, d'éraflures et autres violations, est vérifiée sur tous les produits isolés sur toute la zone.

De plus, la continuité diélectrique du revêtement, la résistance aux chocs, la zone de pelage après polarisation cathodique et d'autres tests peuvent être vérifiés. Lors de l'isolation avec des enduits bitumineux, un test de propriétés physiques est effectué sur chaque lot de mastic, au moins quotidiennement.

Installation ou réparation sur site

Dans les conditions de parcours, la qualité de l'isolation est également vérifiée, pour la continuité - toujours et complètement, et pour l'épaisseur et l'adhérence - toutes les 10 soudures isolées.

De plus, la largeur du chevauchement sur le revêtement d'usine est vérifiée, ainsi que le relief de l'isolation - pour l'absence d'ondulations, de plis, de coussins d'air et d'autres défauts.

De plus, la continuité de l'isolement est régulièrement vérifiée sur les gazoducs existants. Pour ce faire, ils n'ont même pas besoin d'être déterrés, et en cas de suspicion de dommage, les tuyaux sont exposés et vérifiés non seulement pour l'épaisseur, la continuité et l'adhérence, mais aussi pour les propriétés diélectriques isolation.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Maintenant, vous savez tout - ou presque - sur le but et les matériaux d'isolation de divers gazoducs en acier, et vous avez également une idée des caractéristiques de leur application et de la vérification de la qualité de la protection.

Et pour plus de clarté, nous vous suggérons de regarder une vidéo qui raconte en détail l'isolation des joints soudés avec du ruban bitume-polymère :

Pose d'un manchon thermorétractable sur un cordon de soudure :

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