Isolierung von Stahlgasleitungen: Materialien zur Isolierung und Methoden ihrer Anwendung
Sie planen die Vergasung Ihres Hauses oder die Modernisierung Ihrer Gasversorgung? Eine Gaspipeline ist eine der wertvollsten und gefährlichsten Kommunikationsleitungen, daher ist ihr zuverlässiger Schutz äußerst wichtig.
Sie müssen zugeben, dass Schäden an einer Gasleitung und das Austreten dieses Kraftstoffs lange Zeit unbemerkt bleiben und dann zu den verheerendsten Folgen führen können. Es ist besser, alles im Voraus genau zu studieren und bei der Organisation eines Schutzes auf Nummer sicher zu gehen, oder?
Wenn Sie sich für die Isolierung von Stahlgasleitungen interessieren, erhalten Sie in diesem Artikel Antworten auf die folgenden Fragen: Warum wird sie benötigt, was ist sie, in welchen Fällen und wie wird jede Art von Isoliermaterial verwendet, wie wird dies überprüft? Qualität der Beschichtung. Wir werden alle Arten von Gasleitungen erwähnen: von Hauptleitungen bis zu Niederdruckleitungen, von oberirdischen bis zu unter Wasser liegenden Leitungen, und wir werden alle aufkommenden Fragen beantworten.
Der Inhalt des Artikels:
Funktionen der Isolierung von Gasleitungen
Heutzutage ist fast jedes Gebäude in jedem Ort an die Gasleitung angeschlossen; das Leben eines modernen Menschen ohne blauen Kraftstoff ist kaum vorstellbar. Stellen Sie sich vor, wie viele Rohre nötig sind, um ein solches Versorgungsnetz zu realisieren!
Sie erstrecken sich über unseren Köpfen, unter unseren Füßen, tief in der Erde und sogar entlang des Meeresbodens.Jeder Zentimeter dieses Gasnetzes muss zuverlässig geschützt und absolut sicher sein, denn ein Leck kann zu einem Großunfall mit Zerstörung und teilweise auch Todesopfern führen.
Gasleitungen aus Polyethylen benötigen keinen zusätzlichen Schutz, sind aber nicht überall einsetzbar und der Austausch ist teuer, weshalb die meisten Gasleitungen aus Stahl bestehen.
Um zu verhindern, dass Stahl rostet und sich verschlechtert, wird er mit speziellen Verbindungen und Materialien behandelt, die seine Oberfläche von der Umgebung isolieren. Die Hauptfunktionen solcher Beschichtungen sind der Schutz vor Feuchtigkeit, chemischen Einflüssen, mechanischen Einflüssen usw dielektrischer Schutz.
Zusätzlich zur Beschichtung sind unterirdische Gasleitungen zum zuverlässigen Schutz vor Streu- und Gleichströmen mit einem elektrochemischen kathodischen Schutz ausgestattet, der die Ableitung dieser Ladungen über einen speziellen Leiter zum Umspannwerk gewährleistet.
Bei einer oberirdischen Rohrleitung ist der Schutz weniger stabil, da er einfacher zu erneuern ist und die Rohre nur der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind und regelmäßig austrocknen. Bei Offshore-Gaspipelines hingegen ist neben einem zuverlässigen Schutz vor einer aggressiven Umgebung eine zusätzliche Beschwerungsschicht erforderlich, damit das Rohr bewegungslos auf dem Boden unter den Wellen liegt.
Regulatorische Dokumente und ihre Anforderungen
Es gibt drei Hauptdokumente, die die Organisation des Schutzes von Gasleitungen regeln. RD 153-39.4-091-01 „Anleitung zum Schutz städtischer unterirdischer Rohrleitungen vor Korrosion.“ Wie der Name schon sagt, gilt es nicht für die Isolierung von Gasleitungen mit einem Durchmesser von mehr als 83 cm – Intercity- und internationale – sowie für oberirdisch oder unter Wasser verlegte Rohre.
GOST 9.602-89 – ein zugehöriges Dokument, das alle Normen und Berechnungen zum Schutz unterirdischer Gasleitungen enthält. Wenn in den Anweisungen erklärt wird, wie und woraus eine Isolierung hergestellt werden soll, gibt GOST an, wie viel davon benötigt wird – von Metern Material und Werkzeugen bis hin zu Ausrüstung und Arbeitsstunden der Arbeiter.
GOST R 51164-98 Hauptstahlrohrleitungen. Allgemeine Anforderungen an den Korrosionsschutz. Diese Norm schließt eine Lücke in den Anweisungen zu Hauptleitungen. Ihr Schutz muss besonders zuverlässig sein und hat seine eigenen Besonderheiten, daher sind die Regeln für seine Organisation in einem separaten Dokument enthalten.
Diese Dokumente regeln folgende Themen:
- Welche Materialien dürfen hierfür verwendet werden? Art der Gasleitung unter diesen Umständen;
- Wie viel verstärkte Isolierung ist erforderlich? Ist ein elektrochemischer Schutz erforderlich?
- wer und wann verpflichtet ist, die Gasleitung mit dem erforderlichen Schutz zu versehen;
- Technologie zum Anbringen von Isolierungen im Werk und vor Ort sowie zur Reparatur von Schäden;
- Normen für den Materialverbrauch und die Kosten anderer Ressourcen für die Ausführung der Arbeiten;
- das Verfahren zur Überprüfung der Qualität der Beschichtung und Standards für Qualitätsindikatoren für alle Parameter für jede Art von Isolierung.
Somit beschreiben diese Dokumente Schritt für Schritt den gesamten Prozess der Rohrisolierung, von der Freigabe im Werk bis zur Inspektion nach der Installation und im Betrieb. Für Kreativität bleibt kein Raum mehr, da es sich hier um Sicherheitsprobleme handelt.
Darüber hinaus gibt es separate Listen, in denen alle empfohlenen Materialien und Hersteller von Isolierungen für Gasleitungen aufgeführt sind.
Angesichts der Komplexität der Arbeiten und der Vielzahl der zu beachtenden Normen sollten Sie nicht einmal damit rechnen, die Isolierung der Gasleitung selbst zu bewältigen, und der Gasdienst akzeptiert keine Arbeiten, die von einem externen Spezialisten ausgeführt werden.
Arten von Isoliermaterialien
Abhängig von den Betriebsbedingungen und der Benutzerfreundlichkeit gibt es viele Arten von Beschichtungen zum Isolieren von Gasrohren. Es reicht aus, oberirdische Gasleitungen mit 2 Schichten Grundierung und 2 Schichten Farbe oder Emaille zu schützen.
Rohre, die auf dem Meeresboden verlegt werden, werden aus Gründen des Gewichts und des zusätzlichen Schutzes über der Hauptisolierung mit einer Betonschicht überzogen.
Als nächstes werden wir über Möglichkeiten zum Schutz unterirdischer Stahlrohre sprechen.
Polymerschutzbeschichtungen
Extrudiertes Polyethylen – der fortschrittlichste und universellste Schutz. Es wird auf Rohren mit einem Durchmesser von 57 – 2020 mm verwendet, haftet fest, bildet eine vollkommen gleichmäßige, durchgehende Schicht, schützt vor Temperatur und mechanischen Einflüssen und ist zudem bequem in der Anwendung.
Bei einer solchen Beschichtung steht ein Stahlrohr in seinen Schutzeigenschaften seinen Polymeranaloga praktisch nicht nach. Dieser Schutz besteht aus nur 2 Schichten – einem starren Kleber und tatsächlich Polyethylen.Trotzdem kann eine solch hochverstärkte Beschichtung auf Rohren mit großem Durchmesser 3,5 mm erreichen.
Extrudiertes Polypropylen zeichnet sich durch seine hohe mechanische Festigkeit aus: Damit können Sie Rohre bei geschlossenen Installationsmethoden durch Brunnen ziehen, ohne befürchten zu müssen, dass die Isolierung durch Reibung oder Hängenbleiben an Steinen und Erde beschädigt wird. Äußerlich und im Aufbau unterscheidet sich diese Art der Isolierung nicht von Polyethylen, nur 0,3 - 0,5 mm dünner.
Polymerklebebänder Es gibt Polyethylen und Polyvinylchlorid, wobei ersteres zu bevorzugen ist, da es viermal stärker haftet und die Rohre besser schützt. Am häufigsten werden PET-Klebebänder zur Reparatur und Isolierung von Verbindungen von mit extrudiertem Polyethylen beschichteten Rohren verwendet, es gibt aber auch Rohre, die werkseitig über die gesamte Länge damit umwickelt sind.
Es gibt auch eine kombinierte PET-Beschichtung, bei der das grundierte Rohr zunächst mit einem Polymerklebeband umwickelt und darüber mit einer Schicht aus extrudiertem Polyethylen geschützt wird. Es wird für Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 53 cm verwendet, wobei die Gesamtdicke 3 mm nicht überschreitet.
Isolierung auf Basis von Bitumenmastix
Diese Isolierung unterscheidet sich grundsätzlich in der Zusammensetzung und den Eigenschaften, vor allem in der Art der Anwendung. Die Haftung des Bitumens sowohl am Rohr als auch der Schichten untereinander wird durch Erhitzen und Schmelzen des Materials selbst gewährleistet und nicht durch eine Haftgrundierung, wie es bei PET der Fall ist.
Diese Beschichtung wird auf eine spezielle Bitumengrundierung aufgetragen und besteht aus 2-3 Schichten Mastix, die jeweils verstärkt sind, und einer äußeren schützenden Papierumhüllung.Dadurch entsteht eine durchgehende Beschichtung, die sich vollständig an die Form des Rohrs anpasst, wobei die verstärkende Glasfaser oder das Verstärkungsgewebe sozusagen in die Dicke des Schutzes eingelötet ist.
Der Mastix selbst enthält neben Bitumen verschiedene Einschlüsse – Polymer, Mineral oder Gummi –, die dem Material unterschiedliche Eigenschaften verleihen. Außerdem werden ihm modifizierende Additive und Weichmacher zugesetzt, die der natürlichen Hydrophobie und Adhäsionsfähigkeit Elastizität, Flexibilität, Widerstandsfähigkeit gegen kritische Temperaturen und Haltbarkeit verleihen.
Es gibt auch Bänder, die Bitumen als Kleber verbinden, und spezielle Polymerbänder. Die beiden wichtigsten Arten solcher Beschichtungen sind: PALT, mit Schrumpfband und LITKOR, aus Polymerbitumenband. Letzteres ist insbesondere zum Schutz von Verbindungen zwischen Rohren mit unterschiedlicher Isolierung erforderlich.
Materialien zur Isolierung kleiner Elemente
Auch Sockelanschlüsse, Ecken, Bögen, Kondensatsammler und andere Formelemente von Gasleitungen müssen geschützt werden.
Hierfür gibt es spezielle Beschichtungen: PAP-M105 Und Polur. Die erste besteht aus zwei Schichten aus gehärtetem, glasfaserverstärktem Polyesterharz.
Halbköder besteht hauptsächlich aus Polyurethan, ergänzt mit technologischen Additiven und aufgeteilt in eine Hauptkomponente und einen Härter.Mit Hilfe dieser beiden Massen werden Formfugen sowohl im Werk, in Werkstätten als auch direkt auf der Strecke isoliert.
Wie erfolgt die Dämmung?
Der Hauptteil der Isolierung wird aufgetragen Gasleitungen, und oft auf geformten Teilen einer Gasleitung, in der Fabrik, sogar in der Phase ihrer Produktion. Bei der Installation einer Rohrleitung ist jedoch eine Isolierung der Verbindungsstellen erforderlich, die unter Trassenbedingungen, also direkt am Installationsort, durchgeführt wird.
Darüber hinaus werden in der Praxis dieselben Materialien verwendet, um die Schutzbeschichtung zu reparieren, wenn sie nicht mehr als 10 % beschädigt ist, und gelegentlich sogar, um einen separaten Bereich vollständig neu zu isolieren. Die Isolierung der Tanks erfolgt ebenfalls manuell direkt an der Strecke.
Schweißnähte und Formstücke werden nach Möglichkeit mit der gleichen Beschichtung wie das Hauptrohr – oder möglichst ähnlich – isoliert.
Arbeiten an der Isolierung von Gasleitungen sind bei Temperaturen über -25 °C und bei Polymerklebebändern über +10 °C möglich. Wenn es regnet oder schneit, muss über der Baustelle eine zuverlässige Überdachung vorhanden sein, die verhindert, dass Niederschlag auf die isolierte Oberfläche fällt.
An oberirdischen Gasleitungen
Diese Art von Gasleitung befindet sich in der am wenigsten aggressiven Umgebung und daher ist die Rostgefahr deutlich reduziert. Darüber hinaus sind Schäden daran viel einfacher zu erkennen und zu reparieren, sodass oberirdische Gasleitungen keine Isolierung als solche erfordern.
Zum Schutz vor Niederschlag und Luftfeuchtigkeit ist normgerecht eine Beschichtung aus 2 Schichten Grundierung und 2 Schichten Farbe, Emaille oder Lack ausreichend.
Bei schwierigen Betriebsbedingungen kommt jedoch eine Wärmedämmung von Gasleitungen zum Einsatz – Fette, Glas-Emaille-Beschichtungen sowie Aluminium- oder Zinkummantelungen, die das Rohr selbst nicht berühren dürfen.
Isolierung unterirdischer Gasleitungen
Im Erdreich sind Rohre ständig Feuchtigkeit, oft auch chemischen Verbindungen und Streuströmungen ausgesetzt. All dies kann zu Metallkorrosion und Gaslecks führen. Daher wird versucht, die Isolierung so zuverlässig wie möglich zu gewährleisten.
Jede unterirdische Stahlgasleitung ist doppelt geschützt: passiv – durch eine isolierende Beschichtung des Rohrs und aktiv – durch Entwässerung oder Stromunterdrückung durch kathodischen Schutz.
Die meisten Materialien, über die wir zuvor gesprochen haben, können sowohl für die Grundisolierung, die Fabrikisolierung als auch auf der Autobahn verwendet werden. Im Folgenden werden wir über die Hauptphasen und Feinheiten einer solchen Arbeit sprechen.
Die Isolierung aus Polyethylen und Polypropylen wird im Werk in mehreren Schritten hergestellt:
- Trocknen von Rohren.
- Schussreinigung für metallischen Glanz.
- Beheizung von Rohren.
- Auftragen einer Klebebasis auf ein rotierendes Rohr.
- Auftragen einer Polyethylenschicht durch Extrusion, Strumpf oder Bandwicklung.
- Versiegelung mit einer Spezialwalze mit Fluorkunststoffmantel.
- Wasserkühlung auf 70 – 80 °C.
- Qualitätskontrolle der resultierenden Beschichtung.
Alle Prozesse sind vollständig automatisiert, denn Computergenauigkeit ist der Schlüssel zur Produktqualität.
Unter Feldbedingungen müssen alle Stufen erhalten bleiben, die Umsetzung erfolgt jedoch mit tragbaren Geräten – Schleifmaschinen und Sandstrahlreinigern. Gasbrenner und Lötlampen.Darüber hinaus gibt es spezielle Materialpakete zum Isolieren von Verbindungen und zur Reparatur von Schäden – zum Beispiel eine wärmeschrumpfende PET-Hülle oder ein Polymerklebeband.
Zum Aufbringen der Bitumendämmung werden die Rohre ebenfalls gereinigt, allerdings mit Hilfe von Metallbürsten, sodass eine saubere, aber nicht glatte Oberfläche entsteht. Eine aus Bitumen und Benzin bestehende Grundierung wird auf gereinigte Rohre gegossen und mit Handtüchern, bei Straßenbedingungen mit Lappen oder Bürsten abgerieben.
Spätestens einen Tag später muss die Hauptbeschichtung aufgetragen werden: 2-3 Schichten Mastix, getrennt durch Verstärkungsmaterial und außen durch eine Papierschicht geschützt.
Zur Verstärkung werden Glasfaser, Polymervlies oder Netz verwendet. Sie sind spiralförmig, gleichmäßig, mit leichter Spannung und Überlappung gewickelt.
Anwendung der Isolierung im Feld
Wenn es darum geht, Schäden an der Isolierung einer unterirdischen Gasleitung zu reparieren oder Rohre mit unterschiedlichen Isolierungsarten zu verbinden, ist es wichtig, die richtigen Materialien auszuwählen.
PALT- und LITKOR-Beschichtungen werden nur unter Straßenbedingungen verwendet. Beide werden auf eine Bitumengrundierung aufgetragen, bei der ersten ist es jedoch notwendig, zunächst eine Bitumenschicht aufzutragen und zu verstärken und dann das Band direkt auf den heißen Mastix zu wickeln. Im zweiten Fall stellt Bitumen die untere Schicht des Bandes selbst dar und wird daher direkt auf die Grundierung gewickelt, nachdem es zuvor mit einem Brenner geschmolzen wurde.
Trotz der äußerlichen Ähnlichkeit sollten Litkor-Bänder nicht mit PET-Klebebändern verwechselt werden, da die Verwendung einer ungeeigneten Grundierung die Qualität der Isolierung hoffnungslos beeinträchtigt.
Reparieren Sie Rohre mit extrudierter PET-Beschichtung mit speziellen wärmeschrumpfenden Flicken oder LITKOR-Bitumen-Polymer-Bändern. Wenn es werkseitig mit PET-Klebeband beschichtet ist, wird dasselbe Klebeband für Reparaturen verwendet, z Polylen. Dies ist nur in der warmen Jahreszeit möglich, da das Klebeband bei Kälte nicht klebt und kein Verkleben verträgt.
Die Bitumenbeschichtung wird mit den gleichen Bitumenmastixen mit Verstärkung, LITKOR-Bitumen-Polymer-Bändern oder ähnlichem Rollenmaterial repariert Isoplast-P.
Mit LITKOR-Bändern können Sie jederzeit verschiedene Rohre in absolut beliebiger Kombination verbinden, und wenn sich in der nativen Beschichtung beider Rohre kein Bitumen befindet, können direkte Verbindungen auch mit Polylen-Klebebändern isoliert werden.
Isolierung von Unterwasserrohren
Gaspipelines, die auf dem Meeresboden verlaufen, werden besonders sorgfältig isoliert, da diese Umgebung sowohl aufgrund chemischer als auch mechanischer Schäden gefährlich ist und Unterbrechungen im Betrieb der Pipeline in der Regel auf Unterbrechungen der internationalen Gasversorgung hinweisen.
Der Hauptteil des Rohrschutzes wird im Werk geliefert. Nach dem Reinigen und Trocknen werden sie mit einer Epoxidmasse geöffnet, anschließend wird ein Klebstoff aufgetragen und darüber eine Polyethylenschicht aufgetragen. In diesem Stadium ähneln die Rohre ähnlichen Landrohren, mit Ausnahme der ersten Epoxidschicht, die auf der Innenfläche dupliziert wird.
Doch das ist noch nicht alles: Die vorbereiteten Rohre werden im Werk mit einem kathodischen Schutz versehen, anschließend wird ein Verstärkungsrahmen erstellt und eine äußere Betonschicht gegossen, oft mit Eisenerz als Füllstoff.
Durch eine solche mehrschichtige Veredelung beträgt das Gewicht 1 m.p. Rohre können 2 Tonnen erreichen. Der Transport solcher Rohre ist sehr problematisch, deshalb werden sie nicht zu lang gemacht, und auf jeden Kilometer einer Offshore-Gaspipeline kommen mehrere Dutzend Schweißnähte, die jeweils zuverlässig isoliert werden müssen.
Die Verbindung und Isolierung der Verbindungen erfolgt auf einem speziellen Lastkahn, der mit allem Notwendigen ausgestattet ist. Hier werden die Rohre verschweißt, die Naht wird mit einer Strahlanlage gründlich gereinigt. Hauptrohre Sie haben einen riesigen Durchmesser und werden daher mit Induktion statt mit Propanbrennern erhitzt – das geht schneller, gleichmäßiger und sicherer.
Anschließend wird die Grundierung aufgetragen und eine Schrumpfhülse montiert, die mit einem Sicherungsblech gesichert wird. Die Manschette wird zunächst in der Mitte entlang der Schweißnaht erhitzt und schrumpft dann mit Hilfe von Gasbrennern nach und nach von der Mitte zu den Rändern hin. Nach der Qualitätskontrolle dieser Stufe wird ein Auskleidungsgehäuse zum Eingießen von Polyurethanschaum installiert. Nach dem Trocknen wird das Rohr auf den Boden abgesenkt und mit Schotter bedeckt.
Überprüfung der Qualität der Dämmung
Der Schutz von Stahlgasleitungen ist eine verantwortungsvolle Aufgabe, daher unterliegt jede durchgeführte Maßnahme einer gründlichen Inspektion, wobei ein Bericht über die durchgeführten versteckten Arbeiten erstellt und in den Pipelinepass eingetragen wird. Egal wie hochwertig und richtig ausgewählt das Dämmmaterial ist, es wird den ihm zugewiesenen Funktionen nicht gerecht, wenn die Technik zur Durchführung der Arbeiten verletzt wird.
Die wichtigsten zu prüfenden Parameter der fertigen Beschichtung sind Dicke, Kontinuität und Haftung am Rohr.Sie werden mit speziellen elektronischen Geräten gemessen: Dickenmessgeräten, Funkenfehlerdetektoren bzw. Klebstoffmessgeräten. Sie beschädigen die Beschichtung nicht und ermöglichen Ihnen daher die Kontrolle aller fraglichen Punkte ohne zusätzliche Kosten.
Unter Fabrikbedingungen
In Fabriken und Produktionsstätten wird die Dicke der Beschichtung an 10 % der Rohre jeder Charge, an 4 Stellen auf verschiedenen Seiten im Kreis jedes Rohrs sowie an fraglichen Stellen überprüft.
Auch die Haftung bzw. die Haftkraft auf Metall und zwischen Schichten ist laut Norm bei 10 % der Produkte in einer Charge oder alle 100 m zu prüfen.
Die Kontinuität der Beschichtung, also das Fehlen von Durchstichen, Abrieb und anderen Durchbrüchen, wird bei allen isolierten Produkten im gesamten Bereich überprüft.
Darüber hinaus können die dielektrische Kontinuität der Beschichtung, die Schlagfestigkeit, die Schälfläche nach kathodischer Polarisation und andere Tests überprüft werden. Bei der Isolierung mit Bitumenbeschichtungen wird mindestens täglich von jeder Mastixcharge eine Probe auf physikalische Eigenschaften entnommen.
Am Installations- oder Reparaturort
Unter Streckenbedingungen wird auch die Qualität der Isolierung überprüft, und zwar auf Kontinuität – immer und vollständig, sowie auf Dicke und Haftung – bei jeder 10. isolierten Schweißnaht.
Darüber hinaus wird die Breite der Überlappung auf der Werksbeschichtung sowie die Entlastung der Isolierung überprüft – auf das Fehlen von Wellen, Falten, Luftpolstern und anderen Mängeln.
Darüber hinaus wird die Durchgängigkeit der Isolierung bestehender Gasleitungen regelmäßig überprüft. Dazu muss man sie nicht einmal ausgraben, und bei Verdacht auf Schäden werden die Rohre freigelegt und nicht nur die Dicke, Durchgängigkeit und Haftung, sondern auch die dielektrischen Eigenschaften der Isolierung überprüft.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Jetzt wissen Sie alles – oder fast alles – über den Zweck und die Materialien der Isolierung verschiedener Stahlgasleitungen und haben auch eine Vorstellung von den Besonderheiten ihrer Anwendung und der Überprüfung der Schutzqualität.
Und für mehr Klarheit empfehlen wir Ihnen, sich ein Video anzusehen, in dem detailliert beschrieben wird, wie Schweißverbindungen mit Bitumen-Polymer-Band isoliert werden:
Montage eines Schrumpfschlauches an einer Schweißnaht:
Vielleicht sind Sie bereits auf ähnliche Arbeiten gestoßen, haben deren Umsetzung beobachtet oder waren direkt dabei. Bitte ergänzen oder bewerten Sie die bereitgestellten Informationen. Wir würden gerne Ihre Gedanken in der folgenden Diskussion hören.
