Atšķirība starp pretkorozijas{0}cauruli un izolācijas cauruli

1. Pretkorozijas caurule: tērauda aizsardzība pret apkārtējo vidi

1.1. Četras pārklāšanas sistēmas, kuras jūs faktiski norādīsit

Katram ieraktam vai iegremdētam tērauda cauruļvadam ir nepieciešama ārēja aizsardzība pret koroziju. Jūsu izvēlētā pārklājuma sistēma ir atkarīga no ekspluatācijas temperatūras, augsnes apstākļiem un tā, vai līnija iet uz sauszemes vai atklātā jūrā. Praksē četras sistēmas veido lielāko daļu specifikāciju visā pasaulē:

Pārklājuma sistēma	Struktūra	Temperatūras griesti	Tipisks pielietojums	Atslēgas standarts
FBE(Fusion-Bonded Epoksīds)	Viena vai divu slāņu epoksīda pulveris	~80 grādi (vienslānis); ~95 grādi (divslāņu)	Ieraktas gāzes un ūdens vadi, mazs vai vidējs diametrs	SY/T 0315, ISO 21809-2
3PE / 3LPE(3 slāņu polietilēns)	Epoksīda grunts → kopolimēra līme → PE virskārta	~80 grādi (standarta PE pakāpe)	Liela diametra sauszemes naftas un gāzes maģistrāles	GB/T 23257, DIN 30670, ISO 21809‑1
3PP / 3LPP(3 slāņu polipropilēns)	Epoksīda grunts → līmviela → PP virskārta	~110–140 grādi	Offshore stāvvadi, augstas temperatūras jēlnaftas, skābo pakalpojumu	ISO 21809-1
Akmeņogļu darvas emalja / bitumens	Grunts + vairākas ar emalju piesātinātas stikla šķiedras ietīšanas	~60-80 grādi	Zemu izmaksu ūdens un gravitācijas kanalizācijas līnijas (mantotās sistēmas)	AWWA C203, SY/T 0379

Nosūtiet sava projekta parametrus, mūsu inženieru komanda palīdzēs jūsu specifikācijā un piedāvājumā.

 

1.2. Kāpēc ar pārklājumiem vien nepietiek

Bieži aizmirsts fakts: neviens pārklājums nav 100% brīvs no brīvdienām. Pārkraušanas, transportēšanas, lauka liekšanas un aizpildīšanas laikā katrai pārklājuma sistēmai rodas nelieli defekti - skrāpējumi, caurumi un izgriezumi, kas pakļauj tukšu tēraudu augsnei. Mūsu pārbaudes dati no 120 km garas gāzes pārvades līnijas liecināja par vidēji 2–5 pārklājuma pārtraukumiem katrā caurules savienojumā pēc uzstādīšanas uz lauka, pat ja rūpnīcā tika izmantots 3PE un rūpīga apstrāde.

Tāpēc katodiskā aizsardzība (CP) - vai nu upurējošie anodi, vai nospiestā strāva - ir standarta prakse katram ieraktam pretkorozijas cauruļvadam. Pārklājums samazina pašreizējo pieprasījumu par 90–99%; Atlikušos 1–10% CP apstrādā pārklāšanas brīvdienās. Saskaņā ar ISO 15589-1 projektētais strāvas blīvums labi pārklātam 3PE cauruļvadam parasti ir diapazonā no 0,1 līdz 0,5 μA/m², salīdzinot ar 10–30 μA/m² tukšam tēraudam. Šis pārklājums - un CP - nav obligāts tālsatiksmes ieraktiem cauruļvadiem.

Gadījuma izpēte: 3PE + impressed-current CP uz 120 km gāzes vada
DN 600 dabasgāzes pārvades līnijā Ķīnas centrālajā daļā mēs norādījām 3PE uz GB/T 23257 (minimālais biezums 3,2 mm) ar piespiedu strāvas CP stacijām, kas izvietotas aptuveni 25 km attālumā. Pēc 8 darbības gadiem tuvu intervālu potenciālu pētījumi liecina, ka caurules un augsnes potenciāls pastāvīgi ir negatīvāks par –850 mV (CSE), norādot uz pilnīgu katodaizsardzības pārklājumu. Vienīgie ar pārklājumu saistītie remontdarbi ir veikti divās apkārtmēru metināšanas lauka savienojuma vietās, kur termiski saraušanās uzmavas bija nepareizi uzstādītas - atgādinājums, ka lauka savienojums ir visneaizsargātākais punkts jebkurā pārklātajā cauruļvadā.

 

2. Izolācijas caurule (iepriekš izolēta caurule): siltuma uzturēšana tur, kur tas pieder

2.1. Trīsslāņu kompozītmateriālu struktūra

Iepriekš izolēta caurule būtiski atšķiras no caurules ar pārklājumu. Tas ir salikts trīs atšķirīgu slāņu komplekts, katrs pilda atsevišķu inženiertehnisko funkciju:

• Darba tērauda caurule- bezšuvju vai metinātas (SSAW/LSAW), kas pielāgotas transportējamās vides projektētajam spiedienam un temperatūrai. Šī ir spiedienu saturošā sastāvdaļa.
• Izolācijas slānis- stingras poliuretāna (PUR) putas lielākajā daļā centralizētās siltumapgādes iekārtu, ko izmanto augstspiediena putošanā starp darba cauruli un ārējo apvalku. Akmens vate vai stikla vate tiek aizstāta, ja ekspluatācijas temperatūra pārsniedz PUR ~140 grādu robežu.
• Ārējais HDPE korpuss- ekstrudēta augsta blīvuma polietilēna apvalks, kas nodrošina mehānisku aizsardzību apstrādes un apglabāšanas laikā un darbojas kā nepārtraukta mitruma barjera, lai novērstu gruntsūdeņu piesātināšanu ar izolāciju. Kad PUR putas kļūst mitras, to siltumvadītspēja var palielināties 3–5 reizes.
•  

2.2. Siltuma veiktspēja reālos skaitļos

Cietās PUR putas iepriekš izolētām caurulēm sasniedz siltumvadītspēju 0,022–0,033 W/(m·K) pie vidējās ekspluatācijas temperatūras, padarot tās par visefektīvāko praktisko izolāciju centralizētajai siltumapgādei. DN 200 caurulei, kas vadā ūdeni 130 grādu leņķī ar 50 mm PUR izolāciju, līdzsvara stāvokļa siltuma zudumi ir aptuveni 25–35 W/m -, kas ir aptuveni par 60–70% mazāki nekā tāda paša diametra neizolētai caurulei.

Blīvumam ir nozīme: saskaņā ar GB/T 29047 minimālais putuplasta serdes blīvums ir 60 kg/m³, un lielākā daļa ražotāju nosaka mērķi 70–80 kg/m³, lai līdzsvarotu termisko veiktspēju ar spiedes izturību (lielāka vai vienāda ar 0,3 MPa pie 10% deformācijas). Zemāks blīvums ietaupa materiālu izmaksas, bet apdraud šūnu struktūras ilgtermiņa stabilitāti termiskās cikla laikā.

Gadījuma izpēte: 45 km apsildāma neapstrādāta maģistrāle - Dubultā aizsardzība
Šis projekts Ķīnas ziemeļaustrumos prasīja jēlnaftas transportēšanu 75–85 grādu temperatūrā 45 km garumā caur sezonāli sasalušu augsni. Mēs norādījām divkāršu aizsardzības sistēmu: 3PE pretkorozijas pārklājums uz darba caurules (pēc GB/T 23257), kam seko 50 mm PUR putu izolācija un HDPE ārējais apvalks (pēc GB/T 29047), ar nospiestu strāvu CP, kas tiek uzklāts uz darba cauruli. Pēc 7 gadu nepārtrauktas darbības termiskās attēlveidošanas apsekojumi apstiprina, ka siltuma zudumi saglabājas 5% robežās no projektētās bāzes, un tuvu intervālu potenciāla pētījumi neliecina par pārklājuma degradāciju uz darba caurules. Svarīgs projektēšanas lēmums: pirms putošanas norādīt darba cauruli 3PE, nepaļauties tikai uz HDPE korpusu, lai nodrošinātu aizsardzību pret koroziju.

 

3. Side-by-Side salīdzinājums

Izmērs	Pret{0}}korozijas caurule	Izolācijas (iepriekš-izolēta) caurule
Galvenā inženiertehniskā funkcija	Novērst tērauda pamatnes ārējo koroziju; pagarināt kalpošanas laiku līdz 30-50 gadiem	Samazināt pārvadājamās vides siltuma zudumus (vai pieaugumu); uzturēt procesa temperatūru
Struktūra	Tērauda caurule + pārklājuma slānis(-i) + katodaizsardzības sistēma (ierakta)	Darba tērauda caurule + izolācijas slānis + HDPE ārējais apvalks
Dominējošais pārklājums/izolācijas materiāls	FBE, 3PE, 3PP; mantojums: akmeņogļu-darvas emalja, bitumens	Cietās PUR putas (standarta); akmens vate/stikla vate (augsta{0}}temp.)
Pārvaldošie standarti	GB/T 23257, SY/T 0413, SY/T 0315, ISO 21809-1/-2, DIN 30670	GB/T 29047, EN 253, EN 448
Galvenie kvalitātes kontroles testi	Brīvdienu noteikšana (pēc SY/T 0315), adhēzija (atbilstoši ISO 21809-1), katoda atdalīšana (atbilstoši ISO 21809-1 C pielikumam), triecienizturība	Putu blīvums, spiedes izturība, siltumvadītspēja (vecināta un nenovecota), aksiālā bīdes izturība (saskaņā ar EN 253 §5.4.3), ūdens absorbcija
Tipisks pielietojums	Apglabāta vai iegremdēta naftas, gāzes, ūdens pārvade; piekrastes stāvvadi; augu cauruļvadi	Centralizētā apkure, karstā ūdens tīkli, atdzesētais ūdens, tvaika sadale
Vidēja temperatūras diapazons	Apkārtējā vide līdz pārklājuma konstrukcijas ierobežojumam: ~80 grādi (FBE/3PE), ~140 grādi (3PP)	Līdz ~120–140 grādiem ar PUR; līdz ~250 grādiem ar minerālvilnu
Primārais atteices režīms	Pārklājuma atdalīšanās → CP ekranēšana → lokalizēta korozija → sienas zudums	Mitruma iekļūšana → PUR hidrolīze → termiskās veiktspējas sabrukums → ārējā CUI (korozija zem izolācijas)
Tipisks kalpošanas laiks (projekta pamatā)	30-50 gadi (ar KP)	30+ gadi (atbilstoši EN 253 paātrinātai novecošanai, ja HDPE apvalks paliek neskarts)

 

4. Ja cauruļvadam ir vajadzīgas abas sistēmas

Apsildāmām pārvades līnijām - karsta jēlnafta, karstā ūdens apgāde starp pilsētu, tvaika sadale - nepieciešama gan pretkorozijas aizsardzība, gan siltumizolācija. Darba caurulei jābūt aizsargātai no ārējās korozijas (jo tā ir ierakta un saskaras ar potenciāli agresīvu augsni), un transportējamā vide jāuztur procesa temperatūrā, lai izvairītos no viskozitātes palielināšanās, vaska nogulsnēšanās vai enerģijas izšķērdēšanas.

Standarta pieeja šādiem projektiem ir:

1. Uzklājiet pretkorozijas pārklājumu (3PE vai FBE) uz darba tērauda caurules.
2. Uzklājiet PUR putu izolāciju virs pārklātās caurules.
3. Izspiediet HDPE ārējo apvalku virs putām.
4. Apglabājiet mezglu un pievienojiet darba cauruli katodaizsardzības sistēmai.

Specifikāciju slazds, no kura jāizvairās:Nedomājiet, ka HDPE korpuss nodrošina pietiekamu darba caurules aizsardzību pret koroziju. HDPE apvalks ir izolācijas mitruma barjera, nevis tērauda korozijas pārklājums. Ja gruntsūdeņi iekļūst korpusā (piemēram, bojātā savienojuma vietā), darba caurule sāks koroziju, ja vien tai nebūs savs pārklājums un CP savienojums. Pārbaudot bojātu centralizētās siltumapgādes līniju Ķīnas ziemeļos, tika konstatēts, ka 7 no 10 rakšanas vietām bija aktīva ārējā korozija uz darba caurules, kur HDPE apvalks bija ieplaisājis - un caurulei nebija īpaša pretkorozijas pārklājuma.

 

5. Kā izvēlēties: 4 pakāpju ietvaru

1. Vispirms definējiet vidi, temperatūru un spiedienu.
   Šie trīs parametri nosaka visu pārējo. Ja vidējā temperatūra ir virs 60 grādiem un siltuma zudumiem ir nozīme jūsu procesam, jums ir nepieciešama izolācija. Ja līnija ir aprakta vai iegremdēta, jums ir nepieciešama pretkorozijas aizsardzība neatkarīgi no temperatūras.

2. Izvēlieties pretkorozijas pārklājumu pēc darba temperatūras.
   FBE: mazāks par vai vienāds ar 80 grādiem (vienslānis) vai mazāks par vai vienāds ar 95 grādiem (divslāņu) - standarts gāzei un ūdenim.
   3PE: mazāks par vai vienāds ar 80 grādiem -, kas ir noklusējuma izvēle sauszemes naftas un gāzes maģistrālēm.
   3PP: mazāks par vai vienāds ar 110–140 grādiem -, kas nepieciešams atklātā jūrā esošajiem stāvvadiem, augstas temperatūras jēlnaftam un skābā vidē.

3. Izvēlieties izolācijas sistēmu, ja nepieciešama siltuma saglabāšana.
   PUR putas + HDPE korpuss atbilstoši GB/T 29047 (Ķīna) vai EN 253 (Eiropa) darba temperatūrai līdz 120–140 grādiem. Augstākām temperatūrām norādiet minerālvilnu ar tvaika barjeru. Pirms pirkuma pasūtījuma izgriešanas pārbaudiet putu blīvumu, siltumvadītspēju (novecošanas vērtību) un aksiālo bīdes izturību ar piegādātāju.

4. Pārliecinieties, vai abas sistēmas ir saderīgas ar divējāda lietojuma līnijām.
   Pretkorozijas pārklājums vispirms tiek uzklāts uz darba caurules. Izolācija un HDPE korpuss iet uz augšu. CP sistēma savienojas ar darba cauruli -, nevis korpusu. Šī secība ir skaidri jānorāda specifikācijā un jāpārbauda rūpnīcas pieņemšanas testēšanas laikā.

5.  

6. Piegādātāju novērtēšanas kontrolsaraksts

Pirms pasūtījuma veikšanas apstipriniet tālāk norādīto ar savu piegādātāju. Šie vienumi pārsniedz datu lapu un atspoguļo to, kas patiesībā ir svarīgs instalēšanas un ilgtermiņa apkalpošanas laikā:

• Pārklājuma biezums un pielaide: Nominālais biezums pēc standarta plus maksimālais pieļaujamais samazinājums cauruļu galos (parasti 10–15% lauka savienojumu sagatavošanai).
• Adhēzijas testa ziņojums: novilkšanas izturība (atbilstoši ISO 4624) vai atdalīšanās izturība (atbilstoši ISO 21809‑1) - ne tikai izturēšanas/neatbilstības sertifikāts, bet faktiskās izmērītās vērtības.
• Brīvdienu noteikšanas ieraksts: 100% brīvdienu pārbaude rūpnīcā saskaņā ar piemērojamo standartu (parasti 25 kV 3PE 2,5–3,2 mm biezumā).
• Putuplasta serdes blīvums: mērot vairākās apkārtmēru pozīcijās (augšpusē, sānos, apakšā), - blīvums var atšķirties atkarībā no putošanas procesa orientācijas.
• Siltumvadītspējas dati: gan nenovecojušas, gan vecas vērtības (izturētas saskaņā ar EN 253 B pielikumu: 140 grādi 300 dienas vai līdzvērtīga paātrināta novecošana).
• Aksiālā bīdes izturība: saskaņā ar EN 253 §5.4.3 - ir kritisks, bet bieži aizmirsts parametrs. Zema bīdes izturība norāda uz sliktu saķeri starp PUR putām un tērauda cauruli, kas var izraisīt korpusa slīdēšanu termiskās izplešanās ciklu laikā.
• Katodiskās aizsardzības saderība: ja darba caurule ir pārklāta ar 3PE un savienota ar CP, apstipriniet pārklājuma katoda atdalīšanas pretestību (parasti mazāka par vai vienāda ar 6,5 mm rādiusu pēc 28 dienām pie –1,5 V saskaņā ar ISO 21809-1).

 

Pārklātu tērauda cauruļu rūpnīca

Mēs piegādājam caurules ar 3PE, 3PP, FBE pārklājumu un PUR iepriekš izolētas caurules, kas atbilst GB, ISO un EN standartiem. Ir pieejami pilni testu ziņojumi un trešās puses pārbaude.Kopīgojiet savu vidi, temperatūru, izmēru un daudzumu, saņemiet oficiālo piedāvājumu.

 

7. Bieži uzdotie jautājumi

Q1: Vai varu uzklāt pretkorozijas pārklājumu iepriekš izolētās caurules HDPE korpusam?

Nē. Pretkorozijas pārklājumi ir izveidoti tā, lai tie savienotos ar tēraudu, nevis ar polietilēnu. Ja pašam korpusam ir nepieciešama aizsardzība pret koroziju (piemēram, agresīvā augsnē), norādiet apvalku ar ogļu saturu, kas ir lielāks vai vienāds ar 2,5% (pēc GB/T 29047), lai nodrošinātu UV un ķīmisko izturību, vai izmantojiet apvalku ar integrētu koekstrudētu ārējo slāni, kas paredzēts konkrētai videi.

 

Q2: Kāda ir praktiskā atšķirība starp 3PE un 3PP šajā jomā?

Papildus temperatūras griestiem praktiskā atšķirība ir pielietojuma sarežģītība un izmaksas. 3PP nepieciešama augstāka ekstrūzijas temperatūra (~220–250 grādi salīdzinājumā ar ~180–220 grādi 3PE) un rūpīgāka tērauda caurules iepriekšēja uzsildīšana. Tas mūsu iepirkumu pieredzē padara 3PP par aptuveni 20–35% dārgāku par kvadrātmetru, taču tas nav apspriežams augstas temperatūras un ārzonas pakalpojumiem. Iepriekš minētajā Kataras piekrastes stāvvada projektā 3PP uz 24 collu stāvvadiem 115 grādos pēc 6 gadiem uzrādīja nulles pārklājuma bojājumus - veiktspējas rekords, ko 3PE nevarēja sasniegt šajā temperatūrā.

 

Q3: Ja caurulei ir 3PE pārklājums, vai man joprojām ir nepieciešama katoda aizsardzība?

Jā - bez izņēmuma ieraktiem cauruļvadiem. 3PE dramatiski samazina CP pašreizējo pieprasījumu, taču neliela daļa pārklājuma brīvdienu, kas pastāv katrā ieraktā cauruļvadā, agresīvi korodēs bez CP. Jautājums nav par to, vai izmantot CP, bet gan par to, cik liela strāva ir jānodrošina CP sistēmai, kas ir atkarīga no pārklājuma kvalitātes un augsnes pretestības.

 

4. jautājums. Kā pārbaudīt PUR putu kvalitāti piegādātai iepriekš izolētai caurulei?

Trīs ātras pārbaudes, saņemot pārbaudi: (1) izgrieziet šķērsgriezuma paraugu no rezerves caurules vai kupona un vizuāli pārbaudiet putu šūnu viendabīgumu - lieli tukšumi vai neregulāra šūnu struktūra norāda uz sliktu putošanu; (2) izmēra putuplasta serdes blīvumu uz GB/T 6343 3–4 apkārtmēra pozīcijās; (3) veiciet vienkāršu ūdens absorbcijas testu atbilstoši GB/T 29047 B pielikumam putu paraugam - svara pieaugumam pēc 24 stundu iegremdēšanas jābūt mazākam vai vienādam ar 10%. Lai iegūtu pilnu kvalifikāciju, pieprasiet piegādātāja aksiālās bīdes izturības un veco siltumvadītspējas pārbaudes ziņojumus.

 

Q5: Kāda ir visizplatītākā instalēšanas kļūda, ko redzat šajā jomā?

Nepareizs lauka savienojumu blīvējums uz iepriekš izolētas caurules. HDPE apvalkam ir jābūt nepārtrauktam pāri katram savienojumam -, kas parasti tiek panākts ar elektrokausēšanas metodi metinātu HDPE savienojumu vai termiski saraušanās uzmavu, kas īpaši paredzēta iepriekš izolētiem cauruļu savienojumiem. Mēs esam izrakuši savienojumus, kur celtnieku brigādes izmantoja standarta termiski saraušanās uzmavas, kas paredzētas tukšām caurulēm, kurām trūkst biezuma un adhezīvu sistēmas, lai savienotos ar HDPE apvalku. Šie savienojumi 2–3 gadu laikā parādīja mitruma iekļūšanu putās. Norādiet savienojuma komplektus no tā paša ražotāja kā caurule un pārbaudiet, vai uzstādīšanas brigāde ir apmācīta par šo konkrēto sistēmu.

 

8. Kopsavilkums

Pretkorozijas caurules un izolācijas caurules atrisina dažādas inženiertehniskās problēmas, un to sajaukšana maksā naudu - mūsu projekta pieredze liecina, ka jau ieraktas caurules pārklājuma remonts parasti ir 5–10 reizes dārgāks par pareizās sistēmas norādīšanu. Noteikums ir vienkāršs:

• Ja caurule ir iegremdēta vai iegremdēta → norādiet pretkorozijas pārklājumu + CP.
• Ja caurule pārvadā apsildāmu (vai atdzesētu) vidēju un siltuma zudumus → norādiet iepriekš izolēto cauruli.
• Ja ir spēkā abi nosacījumi → norādiet pretkorozijas slāni uz darba caurules, pēc tam izolējiet un pēc tam aizsargājiet ar CP. Skaidri norādiet šo secību savā pieprasījumā un pārbaudiet to rūpnīcas pārbaudes laikā.
•  

Atsauces

• GB/T 23257 - Polietilēna pārklājums uz tērauda caurules ieraktam cauruļvadam (3PE specifikācija Ķīnas tirgum).
• GB/T 29047 - Iepriekš izolētas tieši ieraktas apkures caurules ar poliuretāna putuplasta un polietilēna apvalku.
• SY/T 0315 - Tehniskā specifikācija tērauda cauruļvada kausētam epoksīda ārējam pārklājumam.
• SY/T 0413 - Tehniskais standarts polietilēna pārklājumam ieraktam tērauda cauruļvadam.
• ISO 21809-1 - Ārējie pārklājumi ieraktiem vai iegremdētiem cauruļvadiem - Poliolefīna pārklājumi (3 slāņu PE un 3 slāņu PP).
• ISO 21809-2 - Ārējie pārklājumi - Kausēšanas epoksīda pārklājumi.
• ISO 15589-1 - Cauruļvadu transportēšanas sistēmu katodaizsardzība - Sauszemes cauruļvadi.
• LV 253 - Centralizētās siltumapgādes caurules - Iepriekš izolētas savienotas cauruļu sistēmas tieši ieraktiem karstā ūdens tīkliem.
• DIN 30670 - Polietilēna pārklājumi tērauda caurulēm un veidgabaliem.