Изоляционные материалы в трубопроводном строительстве

Содержание

1. Что я знаю о трубопроводном транспорте?........................................................................3
2. Введение.................................................................................................................................8
3. Изоляционные материалы....................................................................................................9
4. Классификация изоляционных покрытий трубопроводов..............................................10
5. Полимерные материалы......................................................................................................13
6. Заводские полимерные покрытия......................................................................................15
7. Битумные материалы..........................................................................................................16
8. Лакокрасочные материалы.................................................................................................17
9. Стеклянные покрытия.........................................................................................................18
10. Стеклоэмалевые покрытия.................................................................................................18
11. Остеклование труб..............................................................................................................19

Что я знаю о трубопроводном транспорте?

Трудно, даже невозможно, на сегодняшний день найти какую-нибудь отрасль промышленности России, которая не использовала бы жидкое топливо, смазки, масла, пластмассы или другие продукты нефтяной или газовой переработки. Для надежного обеспечения страны нефтью, газом и продуктами их переработки необходимо, чтобы средства транспорта и хранения их соответствовали уровню добычи и переработки. Существует много видов транспорта углеводородов, но самым распространенным и выгодным являются трубопроводы. Уже в СССР по магистральным трубопроводам транспортировался весь добываемый природный газ и почти вся нефть, а также большая часть продуктов нефтепереработки. Удаленность областей потребления нефти, нефтепродуктов и газа от мест добычи и переработки ведет к увеличению протяженности вводимых в эксплуатацию трубопроводных магистралей. Растет длина и диаметры трубопроводов, значительно возрастает мощность перекачивающего оборудования, увеличивается рабочее давление при транспортировке. Во время СССР была создана Единая автоматизированная система газоснабжения страны, а сейчас для магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов уже создаются и внедряются автоматизированные системы управления технологическими процессами. Но возникает вопрос: «Почему именно трубопроводы?», ведь существует железнодорожный, автомобильный и, наконец, водный транспорт.  Да потому, что трубопроводный транспорт имеет целый ряд преимуществ, а именно:

а) трубопровод  в большинстве случаев прокладывается по кратчайшему расстоянию;

б) он действует  непрерывно;

в) малые потери продукта при транспортировке;

г) стоимость  строительства большая, но окупается  он быстро (до 5 лет);

д) наиболее механизирован, надежен, прост и удобен в эксплуатации, подвергается полной автоматизации;

е) себестоимость  в 3 раза дешевле железнодорожного и  морского транспорта и в 2 раза дешевле  речного транспорта.

Экономика транспорта нефти и нефтепродуктов существенно влияет на размещение в стране нефтеперерабатывающих заводов и нефтебаз. Целесообразность строительства нефтеперерабатывающих заводов в центрах потребляющих районов определяется в значительной мере требованием экономии транспортных расходов. Они также играют существенную роль при выборе мест строительства новых нефтебаз. Здесь следует учитывать расходы не только на доставку нефтепродуктов с завода, но и перевозку нефтепродуктов к потребителям. Транспортировка нефтегрузов должна быть бесперебойной, дешевой, с минимальными потерями.

Газовая промышленность является неразрывной частью единой энергетической системы. Известно, что  потребление газа характеризуется  переменным во времени режимом. Система  газоснабжения должна обеспечить в  любой момент подачу голубого топлива в необходимом количестве в условиях переменных нагрузок газопотребления. А это бесперебойное снабжение всех отраслей народного хозяйства и населения необходимым количеством нефтепродуктов и газа может обеспечить только разветвленная сеть трубопроводов совместно с системой хранения нефти и газа, что, в свою очередь, является надежной основой для планового развития всей промышленности страны.

Развитие трубопроводного  транспорта тесно связано с историей нефтяной промышленности, поэтому вернемся к ней.

Промышленная  добыча нефти началась более ста  лет назад. В России в 1825 г. она  уже составляла 3500 т, а в 1859 г. поднялась  до 5000 т. В 1901 г. мировая добыча нефти  достигла 23 млн. т, причем первое место  по добыче нефти занимала Россия (11,7 млн. т).

Первый нефтепровод  местного значения длиной 6 км в России был построен от промыслов Баку до нефтеперерабатывающих заводов  в 1878 г. В дореволюционное время  на территории царской России уже  было построено 1147 км магистральных  трубопроводов!

Первый магистральный нефтепродуктопровод длиной 883 км с 16 насосными станциями построен на рубеже XX столетия (1896-1906 гг.). Это был самый крупный трубопровод мира, предназначался он для перекачки экспортного керосина из Баку в Батуми. Интересно, что инициатива строительства этого трубопровода принадлежала самому Д.И.Менделееву, который еще в 1877 г. доказывал необходимость и целесообразность строительства трубопровода.

А вот газопроводов в дореволюционной России не было. Газоснабжение городов (кроме Баку и Грозного — центров добычи углеводородов) осуществлялось за счет производства на месте светильного (искусственного) газа.

До войны  наши основные нефтяные ресурсы находились на Кавказе, и в этих условиях основная масса нефтегрузов ложилась на транспортные артерии Каспия, Волжского бассейна, Северного Кавказа и Закавказья. Поэтому, для уменьшения загрузки железных дорог Кавказа, а также для удешевления транспорта нефти к портам Черного моря уже к 1925 г. возникла необходимость в сооружении магистральных нефтепроводов. Были построены нефтепроводы Баку—Батуми и Грозный—Туапсе, диаметром 273 мм., длиной 834 и 649 км.

В годы первых пятилеток  было сооружено несколько трубопроводов, например,  первенец Второго Баку нефтепровод Ишимбай—Уфа длиной 169 км и диаметром 300 мм, а также нефтепродуктопроводы для перекачки нефтепродуктов. Уже к 1941 г. в промышленной эксплуатации находились магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы общей протяженностью около 4100 км, максимальный диаметр которых составлял 300 мм. Во время Великой Отечественной войны были построены нефтепроводы Оха—Софийское, затем продолженный до Комсомольска-на-Амуре, и Астрахань — Саратов. В период обороны Ленинграда большую роль сыграл небольшой подводный бензопровод, уложенный через Ладожское озеро. В XI пятилетке построено около 12 тыс. км магистральных нефтепроводов. Введен нефтепровод Сургут—Полоцк, в результате чего западносибирская нефть получила выход в центральные районы страны, Белоруссию и Прибалтику. С вводом в действие нефтяных магистралей Грозный—Баку, Павлодар — Чимкент и второй нитки нефтепровода Красноярск—Иркутск прекращены железнодорожные перевозки на расстояние 3,5 тыс. км. Самый дешевый трубопроводный транспорт получил дальнейшее развитие. Обеспечен выход западносибирской нефти на нефтеперерабатывающие заводы Северного Кавказа, Азербайджана, в республики Средней Азии, к объектам Восточной Сибири.

Газовая промышленность — самая молодая отрасль топливной  промышленности. Попутный нефтяной газ  как промышленное и бытовое топливо  начали использовать в Баку в 1880—1890 гг. После Великой Октябрьской социалистической революции использование попутного нефтяного газа возросло. В настоящее время основным средством транспорта газа от месторождений до потребителя в нашей стране (как и во всем мире) являются трубопроводы. Не вдаваясь в подробности отметим, что Советским Союзом была создана Единая система газоснабжения путем кольцевания региональных систем газоснабжения. Их взаимодействие, взаиморезервирование создают гибкость в маневрировании потоками газа, повышают надежность газоснабжения промышленных центров страны и населения газовым топливом из различных газодобывающих районов, способствуют максимальному использованию производственных мощностей газовых промыслов и магистральных газопроводов страны.

Новый этап в развитии трубопроводного транспорта связан со строительством этано-, этилено-, аммиакопроводов и других топливных магистралей, широко будет развиваться новое направление — гидротранспорт угля и рудных концентратов.

Рост сети магистральных  трубопроводов — материальная основа интенсификации транспорта больших количеств углеводородного сырья и топлива, мощный импульс к дальнейшему развитию производительных сил страны, обеспечению снижения транспортных издержек, исключение потерь продукта, повышению надежности, маневренности снабжения, практически полному исключению негативного воздействия транспортного процесса на окружающую среду. Бесперебойная подача трубопроводным транспортом топлива и сырья непосредственно на технологические установки способствует повышению технической культуры и качества работы на предприятиях — потребителях нефти и газа.

Итоги развития систем трубопроводного транспорта показывают, что проверенная практикой  тесная связь науки с производством, всемерное ускорение внедрения  научных разработок при сооружении и эксплуатации трубопроводов являются основой технического прогресса в отрасли.

Создание высокоэффективного отечественного оборудования для трубопроводов, его производство, своевременное  и качественное строительство трубопроводных магистралей — важнейшая национальная государственная программа, которая успешно выполняется. Разработанные мероприятия по техническому прогрессу в отрасли охватывают широкий круг инженерно-технических проблем. Прокладка мощных трубопроводов в единых коридорах, создание газопроводов нового класса, строительство трубопроводов, в вечномерзлых грунтах и заболоченных местностях, применение новых конструкционных материалов и труб, транспорт высоковязких нефтей, охлажденного газа, защита магистралей от коррозии, охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации трубопроводов требуют решения сложных научно-технических вопросов, привлечения достижений современной науки.

Но вернёмся к сегоднейшему времени. Ни для кого не секрет, что нормативные сроки  эксплуатации линейной части, резервуаров, нефтеперекачивающих станций, оборудования на ряде участков магистральных нефтепроводов уже истекла. Сегодня в эксплуатации все еще находится оборудование, изготовленное в разные годы, разными заводами и по различной технической документации. Это неудивительно, поскольку существующая система магистральных нефтепроводов создавалась на протяжении десятков лет и в единую схему оказались сведены технические средства разных поколений. Устаревшее, разнотипное оборудование одного и того же функционального назначения снижает надежность системы, увеличивает трудовые и финансовые затраты на техническое обслуживание и ремонт. Далеко от идеала и состояние резервуарного парка: срок службы 60% объектов превышает нормативный. Необходимо провести широкомасштабные ремонтные работы по устранению дефектов, ограничивающих уровень полезной емкости резервуаров, увеличить темпы их ремонта и реконструкции.

Для обеспечения  надежной эксплуатации магистральных  нефтепроводов и восстановления их проектных технических характеристик ежегодно должна производиться замена 1580 км. труб и 3000 км. изоляции. Реальные же цифры таковы: 1996 г. — 712 км., 1997 г. — 796, 1998 г. -  591, 1999 г. - 751. В 2000 году в результате капитального ремонта и реконструкции заменено 600 км. труб и 820 км. изоляционного покрытия. Данная ситуация, обусловленная недостаточным финансированием, чревата ростом вероятности отказов и аварий.

Предмет особого  внимания — 657 подводных переходов  магистральных нефтепроводов. Более 200 из них (общей протяженностью более 450 км.) имеют возраст от 29 до 38 лет. При проектировании и строительстве переходов в 1960—1970 гг. такие факторы, как старение и воздействие русловых переформирований, учитывались слабо, что привело в настоящее время к нарушению герметичности трубопровода.

Если говорить о надежности нефтепроводов, то нельзя не отметить, что в значительной мере она предопределяется качеством  изоляционных материалов и технологией  их нанесения. Изоляционное покрытие более 29% магистральных нефтепроводов, согласно заключению ВНИИСТ (нынешний ИПТЭР), не соответствует нормативным требованиям.

Это же можно  сказать и о более 70% насосных станций магистральных нефтепроводов, которые были построены 15 - 25 лет  назад. Устаревшее оборудование насосных станций имеет низкую надежность и требует реконструкции и замены. Пока невелик процент насосных станций, оборудованных современными микропроцессорными системами, позволяющими реализовать весь набор требуемых функций. Необходимо осуществить замену устаревших систем автоматики на 282 насосных станциях.

Таковы в  общем плане, результаты анализа  технического состояния системы  магистральных нефтепроводов по состоянию на 2000 г. Подводя итог сказанному, следует отметить, что в 2000 г. компанией  была выполнена значительная работа по обеспечению надежности системы магистральных нефтепроводов. Эта работа осуществляется в соответствии с комплексными планами диагностики, капитального ремонта и реконструкции объектов магистральных нефтепроводов, ежегодно разрабатываемых в компании, а также с программой оптимизации производственных мощностей.

Введение

Трубопровод —  это объект, который постоянно  контактирует с внешней средой, он не может быть полностью изолирован от нее. Поэтому на его поверхности  происходят не очень благоприятные, с точки зрения техники, процессы, например — коррозия.

Коррозия металлов — это процесс, вызывающий разрушение металла или изменение его  свойств в результате химического  либо электрохимического воздействия  окружающей среды.