Меню

Теплоизоляция для нефтяных труб

Изоляция труб нефтепровода

Магистральные трубопроводы служат для транспортировки сырой или очищенной нефти, природного газа, биотоплива. Изоляция необходима каждой из перечисленных систем, при этом изоляционные материалы и технологии подбирают индивидуально.

В проектировании нефтепровода важно учесть температурный режим, и его соблюдение – основная цель изоляции. Поскольку нефтяная смесь прокачивается по трубопроводу, она генерирует тепло под воздействием внутренних сил трения. Источником этого тепла является энергия, поставляемая насосом. Это тепло быстро рассеивается, если трубопровод проходит через холодную среду. Если трубопровод не изолирован, температура смеси достигает того же значения, что и температура окружающей среды.

При падении температуры ниже допустимого уровня сырая нефть расслаивается, осадок накапливается на внутренних стенках трубопровода. Эти отложения со временем затрудняют движение топлива, повышается потребность в повышении мощности системы. При ее падении ниже отметки, при которой застывает нефть, осадок не только увеличивается в объеме, но и становится тверже.

В холодном климате тепловые потери через стенку трубы могут быть значительными. Чтобы поддерживать нефть в благоприятном температурном диапазоне, трубопроводы предусматривают некоторые меры контроля терморежима. Нагревательные станции, расположенные с промежутками вдоль трубопровода, помогают подогревать нефть. Изолирующая прокладка, покрывающая внутреннюю часть стенки трубы, помогает снизить скорость охлаждения масла.

Исходя из описанного, изоляция труб нефтепроводов – обязательное мероприятие, которое позволяет избежать чрезмерного охлаждения или нагревания топлива, сохраняя энергию, подаваемую насосами внутри трубы.

Основные задачи теплоизоляции

Если высокотемпературная среда транспортируется по трубопроводу, она должна быть изолирована во избежание потерь тепла. Если через магистраль транспортируется низкотемпературная среда, теплоизоляция предотвращает ее нагрев внешней средой.

Использование изоляции нефтепровода решает многочисленные проблемы, такие как:

  • Резкие температурные изменения и потери энергии.
  • Повреждение труб коррозией.
  • Утечка нефти или другого жидкого топлива.
  • Аварийные ситуации, вызванные повреждением труб.

Преимущества изоляции нефтепроводов

Надежное теплоизоляционное покрытие помогает защитить нефтепровод от воздействия агрессивных сред. Его результаты:

  • обеспечение непрерывных, стабильных тепловых процессов, предотвращение температурных скачков;
  • сохранение температуры жидкости в трубопроводе за счет снижения теплообмена;
  • повышение энергоэффективности за счет уменьшения потерь тепла;
  • снижение выбросов СО₂;
  • обеспечение безопасности использования: защита от ожогов при контакте с горячими поверхностями;
  • предотвращение образования конденсата и защита металла от коррозии;
  • шумоизоляция, так как шум может быть результатом движения потока вещества внутри труб;
  • защита от прямых солнечных лучей и чрезмерного нагрева;
  • противопожарная защита;
  • защита от низкой температуры;
  • увеличение срока службы.

Виды материалов

Материалы-изоляторы для труб должны быть качественными, надежными, долговечными и неприхотливыми в обслуживании. Важно правильно выбрать материал и технологию изоляции: это поможет снизить затраты на обслуживание системы, предотвратить преждевременные поломки и даже аварии.

Для надежной защиты поверхностей трубопроводов и их содержимого изоляторы подбирают с учетом климатических условий и места установки системы. Выделяют три категории материалов:

  • пенополиуретан;
  • жидкие составы;
  • вспененный каучук.

ППУ – это полимер с высокой концентрацией инертной газовой среды. Отличается паронепроницаемостью, низкой теплопроводностью. Главные преимущества пенополиуретана как изолятора заключаются в огнеупорных свойствах, износостойкости и долговечности. Материал легкий, не нагружает трубы, защищает их от температурных воздействий.

Как правило, защиту ППУ выполняют методом распыления с последующим усилением конструкции сегментами или полуцилиндрами. Получается прочное покрытие, защищающее металл от коррозии и других разрушений. Жидкая теплоизоляция – наиболее технологичный метод защиты магистральных труб. Изначально его применяли исключительно в космической промышленности, но сегодня метод используют в строительстве нефтепроводов и других магистральных систем.

Специальные краски образуют тонкий, легкий, но прочный и надежный защитный слой, устойчивый к агрессивным факторам. Составы наносят кистью или методом распыления из пульверизатора. Жидкие теплоизоляторы незначительно отличаются составами: в них могут входить керамические, акриловые, полимерные добавки.

Читайте также:  Морфологический разбор этой трубы

Вспененный каучук – гибкий полимер, отличается простотой нанесения на трубы и отличными свойствами. Удобен при теплоизоляции изгибов трубопроводов. Надежно защищает металл от коррозии, химических веществ, механических перегрузок.

Источник

Изоляция труб стальных нефтяных

Покрытие из пенополиуретана (ППУ)

Стальная труба в ППУ изоляции используется для прокладки теплосетей бесканальным и наземным способом. ППУ изоляция изготавливается путем новейших технологий и материалов высокого качества.

Пенополиуретан (ППУ) создают их пары экологически безвредных компонентов. Это Воратек CD 100 и Изолан-345. Отличительная характеристика данного продукта – это высокие (на 97%) теплоизоляционные свойства. В сравнении с минеральной ватой, которую используют очень часто, пенополиуретан теряет меньше тепла. При обычной влажности коэффициент проводимости тепла ППУ намного ниже, чем у минеральной ваты.

Если рассмотреть преимущества ППУ, то они такие:

  • Температура, при которой можно использовать от 85 до 135 градусов.
  • Длительный период использования (до тридцати лет).
  • Свойства теплоизоляции до 97 – 98%.
  • Снижение расходов на монтаж теплотрассы.
  • Сниженные затраты на ремонтные работы водопроводной сети.
  • Возможность использования в разных климатических условиях.
  • Легкость определения аварийного участка.

И самое важное достоинство – это то, что пенополиуретан не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Так же при этом уменьшаются утечки рабочей среды, потому, что повышается дополнительная антикоррозийная защита.

Толщина стенок стальных труб и высоту поверхностного покрытия из ППУ на фирмах, продающих данные товары, корректируют в соответствии пожеланиям заказчиков.

Длина стальных вариантов в теплоизоляции отвечает специфике изготовителя и имеет косвенную связь с объемом. Трубы из стали, которые ставят в теплосети, объемом до 10,8 см в длину составляют 10 метров. Изделия объемом от 13,3 до 72 см отличаются нестандартной длиной, это от 114 до 118 см.

На сегодняшний день варианты с применением ППУ изоляции признаны наиболее современным и эффективным видом решения в сфере сокращения затрат энергии и защиты трубопрокатных материалов от агрессивного влияния окружения.

Трубы стальные в пенополиуретановой изоляции используют для строительства различных теплотрасс. Нормы при изготовлении определяет ГОСТ 30732-2006.

Ленточная защита

Усиленная изоляция стальных труб по ГОСТу относится к 9.602-89. Такая защита на ленточной основе из полимера эффективно справляется со своей функции на внешней поверхности.

Такое утепление наносят посредством наматыванияленты методом нахлеста. Выполняют это после грунтовки битумно-полимерным слоем.

К такому внешнему утеплению ставят целый список требований:

  1. Высоконадежная и постоянная адгезия к стальным трубопрокатам.
  2. Высокий уровень механических характеристик.
  3. Устойчивость к ультрафиолету.
  4. Большой показатель диэлектрических возможностей.
  5. Устойчивость к катодным отслаиваниям.

Усиленная защита, основанная на этих лентах, имеет такие преимущества:

  • технологичность;
  • высокая защищенность.

Толщина покрытия в данном случае составляет не меньше 0,18 см для трубы объемом от 5,7 до 53 см. Она отличается высоким качеством, и позволяет предотвратить внешние коррозийные образования и возможность механических повреждений. Так же позволяет использовать стальные трубопроводы в местах большой влажности и в обширном диапазоне температурных показателей.

Такое усиленное покрытие стало самым распространенным видом изоляции. В данное время очень часто берут в работу прилипающие ленты из полиэтилена, которые способны создать долговременный уровень защищенности стальным трубам.

Трубы с такой оболочкой обширно используют при прокладке магистралей коммунального назначения (водоподводящих систем, ливневых сливов). Также такие материалы можно встретить в магистралях нефтепромыслов.

Весьма усиленная изоляция (ВУС)

Труба стальная в изоляции ВУС используется для прокладки нефтяного трубопровода .

Весьма усиленная изоляция (ВУС) производится по ГОСТ стандартам и расширяет границы использования трубопровода из стали. Она повышает уровень его надежности и длительность срока использования. Такие изделия не теряют свои свойства даже в неблагоприятных условиях.

Читайте также:  Точный нивелир н 3 с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе

Данная защита является одним из вариантов сохранить сеть от воздействия агрессивной химической среды и коррозийных образований.

Производят ВУС посредством плоскощелевой экструзии. Защитной прослойкой служит экструдированный полиэтилен.

Видео: внутренняя изоляция (ВУС) стальных трубопрокатов.

Металлопрокат из стали укрывают двойным или тройным уровнем оболочки, которая состоит из таких компонентов:

  1. Первичная прослойка – это грунтовка, которая заполняет мелкие трещинки.
  2. Промежуточная прослойка состоит из адгезивного клеевого состава. Он служит для скрепления праймера и создания внешнего покрытия.
  3. Завершающий слой этой изоляции – это нанесение эструдера. Он позволяет равномерно распределить защищающий слой по поверхностной части.
  • Срок использования трубопроводов становиться больше и составляет полвека.
  • Абсолютная экологическая безвредность.
  • Уменьшение потерь тепла до тридцати процентов.
  • Легкая переносимость температурных перепадов.
  • Внушительный срок работы без аварий, а соответственно экономия на ремонтных мероприятиях.
  • Их можно использовать для подводной установки.
  • Эксплуатировать такие изделия можно при температуре от -25 до +65 градусов.
  • Устойчивость к механическим влияниям.
  • Высокие водоотталкивающие характеристики металлопроката.

Пенополимерминеральная (ППМ) защита

Стальные трубы с ППМ изоляцией являются монолитной конструкцией, которая по сечению имеет переменный показатель плотности. Эта структура характеризуется высоким качеством и мономерностью слоя теплоизоляции, который не имеет пустот и ржавых образований.

Применяют изделия с пенополимерминеральной изоляцией в магистралях под землей и над ней. Стальные трубы под такой изоляцией находятся под тремя такими слоями:

  • Антикоррозийным, который защищает от коррозии.
  • Теплоизоляционным. Он является пористым, и его толщь зависит от климатических особенностей конкретного региона.
  • Механическая и гидрозащита. Этот слой придает сооружению прочность и защищает от воздействия влаги.

Преимущества их очевидны, это:

  • Не нужно дополнительно защищать систему от коррозии и влаги. Такие материалы герметичны на сто процентов.
  • Изделия в ППМ изоляции не боятся механических повреждений.
  • Устойчивость к воздействию влаги.

Изготовления трубопрокатного сортамента в ППМ изоляции успешно решает такие проблемы:

  1. Уменьшает срок, затраченный на строительство.
  2. Исключает теплопотери в большом объеме, даже при условии распада внешнего слоя.
  3. Не меняется паропроницаемость и увлажнение не становится больше. А это дает возможность сэкономить средства обслуживание сооружения.
  4. Длительный срок использования, это больше тридцати лет. Данный период использования достигается благодаря химическим реакциям наполнителя и полиизоцианата.

Источник

Основные требования к теплоизоляции трубопроводов нефтяной и газовой отрасли

Опубликовано: 12.08.2015 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт

В настоящее время при проектировании газовых и нефтяных трубопроводных систем, в том числе магистральных, компрессорного оборудования отрасли, конструкций на морских участках добычи и транспортировки топлива, а также ГРС (Газораспределительные станций, — ред.), активно используются теплоизоляционные материалы. Необходимость этого процесса определяется не только решением технологических задач на нефтегазовых объектах, таких как создание определенного нормативного температурного режима продукта, подлежащего перекачке, но и сбережением энергетических ресурсов. К сожалению, в последние годы проблемам прочностных характеристик трубопроводов и их надежности внимание практически совсем не уделялось.

Сегодня, как правило, трубопроводные системы нефтегазовой отрасли, выполняются по принципу «труба в трубе». Материалы, которые используются на трубопроводных объектах (подземные, надземные и водные), должны соответствовать следующим требованиям:

  • Отсутствие длительного времени на их покрытие и недопустимость использования особых условий.
  • Соответствие срока эксплуатации трубопроводного объекта аналогичному показателю нанесенного материала.
  • Устойчивость к коррозионным процессам (морская среда, атмосферное и ультрафиолетовое воздействие).
  • Пожароустойчивость объекта и его устойчивость к углеводородам.
  • Финансовая целесообразность предприятия.

Специалисты, опробовав массу вариантов, пришли к выводу – одним из самых подходящих для использования на трубопроводных объектах нефтегазовой отрасли материалов, соответствующих всем вышеназванным требованиям, является полиуретан, имеющий плотность в пределах от 16 до 80 кг/м3. Подобные технологии достаточно широко и давно используются на аналогичных объектах за рубежом. Так, например, этот материал уже использовался почти 40 лет назад при возведении нефтяного трубопровода на Аляске и подтвердил свою надежность и устойчивость к низким температурным режимам. Более того, он обладает высокой влагонепроницаемой надежностью. Это достигается невозможностью проникновения влаги внутрь пор материала из-за их капиллярной динамики. При использовании нефтяных и газовых труб кроме полиуретана применяется также армированное стекловолокно. Это делается для усиления объекта транспортировки топлива.

Читайте также:  Труба диаметр 350 мм стальная гост

Теплоизоляция трубопроводных систем бывает двух способов:

  • Использование своеобразных внешних слоев, так называемой «скорлупы», имеющей размер в 50% самой окружности. Радиус изоляционной конструкции, как правило, аналогичен радиусу(внешнему) трубы. Длина его не превышает 6 метров. Трубопроводы обкладываются подобными сегментами, а сверх покрытия осуществляется намотка – обычно из оцинкованной стали рифленого типа. Иногда для этих целей используется липкая полиэтиленовая пленка.
  • Заполнение (в целях теплоизоляции) полиуретаном пространства между трубами (главной трубы и металлической или полиэтиленовой защитной оболочкой).

Теплоизоляция элементов нефтегазовой трубопроводной системы, таких как компенсаторы, задвижные механизмы, отводные устройства, а также переходник и тройники, тоже производятся в цеховых условиях. А непосредственно в процессе прокладки магистральной сети осуществляется последний этап – окончательная герметизация трубопровода, которая производится с помощью литьевых механизмов.

Этот метод на предприятиях нефтегазовой отрасли приобрел в последнее время достаточно большую популярность.

Трубы, используемые для теплоизоляции, делают не только за рубежом, но и в Российской Федерации. Некоторые компании, производящие подобные теплоизоляционные конструкции, имеют в своем технологическом арсенале линии, которые в состоянии выпускать до 3 км. труб в сутки длиной до 12 метров. Диаметр этой продукции может колебаться от 57 мм. до 1020 мм. Выпуск трубопроводных изделий осуществляется как в металлической, так и полиэтиленовой защитной оболочке.

Специалисты, имеющие большой опыт эксплуатации трубопроводных систем с применением защитных оболочек, выделили следующие их недостатки:

  • Отсоединение защитной конструкции от наружной или внутренней трубы. Это осуществляется в процессе полимеризации объекта.
  • Отслоение полиуретановой изоляции от трубы, находящейся внутри в результате термического нагрева.
  • Деформирование изоляционного покрытия в процессе транспортировки трубы с металлическим покрытием.

Опыт, приобретенный в процессе эксплуатации подобных производственных объектов нефтегазовой отрасли, позволил специалистам, проведя тщательный анализ всевозможных разрушений и дефектов защитных слоев трубопроводов, сделать заключение, касающееся причин происхождения этих фактов. Они полагают, что главной из них является расширение металлического трубопровода за счет более высоких и постоянно воздействующих на объект температурных нагревательных процессов. Также они сделали вывод – температурный нагрев влияет не столько на сам теплоизоляционный слой, сколько на уменьшение качественных его характеристик.

Кроме того, в результате обследования объекта, специалистами получены изолинии, которые показывают, насколько интенсивна напряженность в различных местах теплоизоляционного слоя. Исследование проводилось при температуре 130 С. В результате стало очевидно, что наименее прочными являются места около торцов полиуретановой изоляционной конструкции. Это заключение было подтверждено и экспертизами, с использование математического моделирования оцениваемого трубопроводного объекта. Исследование показало, что именно длина газовой или нефтяной трубы большего всего влияет на стабильность и устойчивость теплоизоляции объекта. Чем она больше, тем выше вероятность разрушения защитного слоя.

Это тенденция в меньшей степени относится к диаметру трубопроводного объекта, так как основным параметром, позволяющим выдерживать нагрузки на изоляционный материал, является предел прочности на растяжение. Более того, большой диаметр не так сильно влияет на прочностные характеристики нефтяной и газовой трубы. Исходя из этого специалистами отрасли был выбран оптимальный вариант конструкции трубы с определённой длиной и диаметром.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Adblock
detector