Isolering af stålgasrørledninger: materialer til isolering og metoder til påføring

Planlægger du at gasificere dit hjem eller modernisere gasforsyningen? Gasrørledningen er en af de mest værdifulde og farlige installationer, så dens pålidelige beskyttelse er yderst vigtig.

Enig, skade på gasrøret og lækage af dette brændstof kan forblive ubemærket i lang tid og derefter føre til de mest beklagelige konsekvenser. Det er bedre på forhånd at undersøge alt grundigt og være på den sikre side, når man etablerer beskyttelse, ikke sandt?

Hvis du er interesseret i isolering af stålgasrørledninger, vil du i denne artikel få svar på spørgsmål som: hvorfor den er nødvendig, hvordan den ser ud, i hvilke tilfælde og hvordan hver type isoleringsmateriale bruges, hvordan kvaliteten af belægningen kontrolleres. Vi nævner alle typer gasrørledninger: fra hovedledninger til lavtryksrør, fra overjordiske til undervands, og svarer på alle spørgsmål, der opstår.

Funktioner af gasrørledningsisolering

I dag er stort set hver bygning i hver by forbundet til gasrørledningen; uden blåt brændstof kan man næsten ikke forestille sig det moderne menneskes liv. Forestil dig bare, hvor mange rør der er nødvendige for at realisere et sådant forsyningsnet!

De strækker sig over vores hoveder, under fødderne, dybt i jorden og endda på havbunden. Hver centimeter af dette gasnet skal være pålideligt beskyttet og helt sikkert, fordi en lækage kan føre til en stor ulykke med ødelæggelser og undertiden ofre.

Moderne underjordiske gasrørledninger lægges hovedsageligt i polymerrør – de er ikke bange for korrosion, indvirkning af vildledningsstrømme, og de holder bedre på temperaturen

Polyethylengasrørledninger har ikke brug for yderligere beskyttelse, men de kan ikke bruges overalt, og udskiftning er dyr, så de fleste gasrør er stål.

For at forhindre stål i at ruste og forfalde, behandles det med specielle sammensætninger og materialer, der isolerer overfladen fra omgivelserne. De vigtigste funktioner for sådanne belægninger er beskyttelse mod fugt, kemiske påvirkninger, mekaniske påvirkninger samt dielektrisk beskyttelse.

Aktiv elektrokemisk beskyttelse danner en katodeladning på røroverfladen, hvilket sikrer dens elektriske stabilitet og forhindrer påvirkning af fremmede strømme

Ud over belægningen, for pålidelig beskyttelse mod vildtstrøm og jævnstrøm, organiseres elektrokemisk katodebeskyttelse på underjordiske gasledninger, som sikrer bortledning af disse ladninger via en speciel leder til en dræningsstation.

For overjordiske rørledninger er beskyttelsen mindre robust, da den er lettere at vedligeholde, og rørene kun udsættes for atmosfærisk fugt, som regelmæssigt tørrer ud. For havgasledninger kræves derimod udover pålidelig beskyttelse mod aggressive miljøer et ekstra vægtlag, så røret ligger ubevægeligt på havbunden under bølgerne.

Normative dokumenter og deres krav

Der findes 3 hoveddokumenter, der regulerer organiseringen af beskyttelse af gasledninger. RD 153-39.4-091-01 «Instruktion om beskyttelse af bymæssige underjordiske rørledninger mod korrosion». Som det fremgår af titlen, gælder den ikke for isolering af gasrør med diameter over 83 cm – intercity og internationale, samt rør lagt over jorden eller under vand.

GOST 9.602-89 – et tilstødende dokument, der indeholder alle normer og beregninger for beskyttelse af underjordiske gasledninger. Hvis instruktionen forklarer, hvordan og af hvad isoleringen skal udføres, angiver GOST, hvor meget der skal bruges – fra meter materiale og værktøj til udstyr og arbejdstimer for medarbejdere.

GOST R 51164-98 Stålhovedledninger. Generelle krav til korrosionsbeskyttelse. Denne standard udfylder et hul i instruktionen vedrørende hovedledninger. Deres beskyttelse skal være særlig pålidelig og har sin egen specificitet, derfor er normerne for dens organisering udarbejdet i et separat dokument.

Som regel har gasledninger af national og international betydning en diameter på over 830 mm, deres installation og vedligeholdelse er en arbejdskrævende og dyr opgave

Disse dokumenter regulerer følgende spørgsmål:

• hvilke typer materialer er tilladt at bruge på denne type gasledning under disse forhold;
• hvor stærk isolering er nødvendig, om elektrokemisk beskyttelse er påkrævet;
• hvem og hvornår er forpligtet til at forsyne gasledningen med nødvendig beskyttelse;
• teknologi til påføring af isolering på fabrikken og i marken, samt til reparation af skader;
• normer for materialeforbrug og omkostninger til andre ressourcer til udførelse af arbejdet;
• Proceduren for kvalitetskontrol af belægningen og kvalitetsnormer for alle parametre for hver type isolering.

Således beskriver disse dokumenter trin for trin hele processen for rørisolering, fra produktion på fabrikken til kontrol efter installation og under drift. Der er intet rum for kreativitet, da det handler om sikkerhed.

Hvis isoleringsbelægningen beskadiges eller påføres dårligt, ruster stålet i jorden hurtigt, hvilket kan føre til gaslækage og brand.

Der findes også separate lister, der opregner alle anbefalede materialer og producenter af isolering til gasrørledninger.

I betragtning af arbejdets kompleksitet og det betydelige antal standarder, der skal overholdes, skal du ikke engang regne med at kunne klare isoleringen af gasrørledningen selv, og gasselskabet vil heller ikke acceptere arbejde udført af en ekstern håndværker.

Typer af isoleringsmaterialer

Baseret på driftsforhold og brugervenlighed findes der mange typer belægninger til isolering af gasrør. Overjordiske gasrørledninger kan tilstrækkeligt beskyttes med 2 lag primer og 2 lag maling eller emalje.

Rør, der skal tjene på havbunden, dækkes med et lag beton oven på basisisoleringen for vægt og ekstra beskyttelse.

Dernæst vil vi tale om beskyttelsesmidler til stålrør under jorden.

Polymerbeskyttelsesbelægninger

Ekstruderet polyethylen – den mest progressive og alsidige beskyttelse. Det anvendes på rør med diameter 57–2020 mm, klæber tæt, danner et perfekt ensartet sammenhængende lag, beskytter mod termiske og mekaniske påvirkninger og er også nemt at arbejde med.

Med en sådan belægning er stålrøret praktisk talt ikke ringere med hensyn til beskyttelsesegenskaber end polymeralternativer. Denne beskyttelse består af kun 2 lag – en hård klæbende lim og selve polyethylenet. På trods af dette kan en sådan belægning af meget forstærket type på rør med stor diameter nå op på 3,5 mm.

Ekstruderet polypropylen er specifikt ved sin høje mekaniske styrke: med det kan man trække rør gennem boringer til lukkede lægningsmetoder uden at bekymre sig om, at isoleringen beskadiges af friktion eller kontakt med sten og jord. Udseende og struktur adskiller denne type isolering sig ikke fra polyethylen, kun 0,3–0,5 mm tyndere.

Polymerklæbende bånd fås i polyethylen og polyvinylchlorid, hvor førstnævnte er at foretrække, da de klæber 4 gange stærkere og beskytter rørene bedre. Klæbende PET-bånd bruges oftest til reparation og isolering af rørfuger med ekstruderet polyethylenbelægning, men der er også rør, der er viklet med dem på fabrikken i hele længden.

Om nødvendigt kan polymerklæbende bånd helt erstatte rørbeskyttelsen i felten – men det kræver et specielt automatiseret anlæg.

Der findes også en kombineret PET-belægning, hvor et grundet rør først vikles ind i en klæbende polymer tape, og derefter beskyttes med et lag ekstruderet polyethylen. Den bruges på rør med en diameter på op til 53 cm, og den samlede tykkelse overstiger ikke 3 mm.

Isolering baseret på bitumenmastik

Denne isolering adskiller sig fundamentalt i sammensætning og egenskaber, først og fremmest i påføringsmetoden. Bitumenens vedhæftning til både røret og lagene imellem sikres ved opvarmning og nedsmeltning af selve materialet, ikke af en klæbende primer, som det er tilfældet med PET.

En sådan belægning påføres på en speciel bitumenprimer og består af 2-3 lag mastik, hvoraf hvert lag er armeret, og en ydre beskyttende papirindpakning. Resultatet er en kontinuerlig belægning, der følger rørets form fuldstændigt, hvor armeringsglasfiber eller net er næsten indsmeltet i beskyttelsestykkelsen.

Som armeringsmateriale anvendes glasfiberdug, glasfibernet eller non-woven polymerstof. Glasfiberbåndene vikles med et lille overlap for at danne et kontinuerligt lag.

Selve mastikken indeholder ud over bitumen forskellige tilsætninger – polymer, mineral eller gummi – som giver materialet forskellige egenskaber. Der tilsættes også modifieringsadditiver og blødgørere, som til den naturlige hydrofobicitet og adhæsionsevne tilføjer elasticitet, fleksibilitet, modstandsdygtighed over for kritiske temperaturer og holdbarhed.

Der findes også bånd, der forbinder bitumen som lim, og specielle polymerbånd. De to vigtigste typer af sådanne belægninger er PALT, med krympetape, og LITKOR, lavet af polymer-bitumen tape. Sidstnævnte er især nødvendig til beskyttelse af samlinger mellem rør med forskellige typer isolering.

Materialer til isolering af små komponenter

Sokkeludgange, hjørner, bøjninger, kondensatopsamlere og andre fittings på gasrørledninger har også brug for beskyttelse.

Det er mere bekvemt at isolere små dele på installationsstedet, men fabriksbelægning er at foretrække, fordi den er mere jævn og pålidelig.

Til dette findes der specielle belægninger: PAP-M105 og Polur. Den første består af to lag hærdede polyesterharpikser, armeret med glasfiber.

Polur består hovedsageligt af polyurethan, suppleret med tekniske additiver og opdelt i en hovedkomponent og en hærder. Ved hjælp af disse to sammensætninger isoleres fittings både på fabrikken, i værksteder og direkte på ruten.

Hvordan påføres isoleringen?

Hovedparten af isoleringen påføres gasrør, og ofte også på fittings i gasledningen, på fabrikken, allerede under produktionen. Men ved montage af rørledningen opstår behov for isolering af samlinger, som udføres på stedet – altså direkte på lægningsstedet.

Derudover udføres reparation af beskyttelsesbelægning med de samme materialer under markforhold, hvis skaden ikke overstiger 10%, og sjældent endda fuldstændig re-isolering af en enkelt sektion. Også manuelt, direkte på ruten, isoleres tanke.

Hvis muligt, isoleres svejsesømme og fittings med samme belægning som hovedrøret – eller en så ens som mulig.

Isoleringsarbejde på gasledningen er muligt ved temperaturer over -25 °C, og for polymerklæbebånd – over +10 °C. Hvis det regner eller sner, skal der være et solidt overdækning over arbejdsstedet, så nedbør ikke kan nå den overflade, der isoleres.

På rør til overjordisk gasrørledning

Denne type gasledning er placeret i det mindst aggressive miljø, og risikoen for rust er derfor betydeligt reduceret. Desuden er skader meget lettere at opdage og udbedre, så overjordiske gasledninger kræver ikke isolering som sådan.

For beskyttelse mod nedbør og atmosfærisk fugt er det ifølge standarderne tilstrækkeligt med en belægning af 2 lag grunder og 2 lag maling, emalje eller lak.

Galvaniseret kappe bruges normalt til at beskytte gasaftræksrør, der kræver termisk isolering. Under kappen lægges kun isoleringsmateriale; yderligere beskyttelse er ikke nødvendig.

Men under vanskelige driftsforhold anvendes termisk isolering af gasledninger – konsistente fedtstoffer, glasemaljebelægninger samt aluminiums- eller zinkkapper, som ikke må røre selve røret.

Isolering af underjordiske gasrørledninger

I jorden udsættes rør konstant for fugt og ofte for kemiske forbindelser og vandrestrømme. Alt dette kan føre til korrosion af metal og gaslækage, derfor søger man at sikre isoleringen så pålideligt som muligt.

Hver underjordisk stålgasledning er dobbelt beskyttet: passivt – af rørets isoleringsbelægning, og aktivt – gennem afledning eller undertrykkelse af strøm med katodisk beskyttelse.

De fleste materialer, som vi har fortalt om tidligere, kan bruges både til basisisolering på fabrikken og på stedet. Om de vigtigste trin og detaljer ved udførelse af sådant arbejde fortæller vi videre.

Polyethylen- og polypropylenisolering på fabrikken udføres i flere trin:

1. Tørring af rør.
2. Rengøring med stålshot til metalglans.
3. Opvarmning af rør.
4. Påføring af klæbende grundlag på det roterende rør.
5. Påføring af polyethylenlaget ved ekstrudering, strømpe- eller tapevikling.
6. Komprimering med en speciel rulle med en fluorplastkappe.
7. Vandkøling til 70 – 80 °C.
8. Kvalitetskontrol af den opnåede belægning.

Alle processer er fuldt automatiseret, for computerpræcision er nøglen til produktkvalitet.

Ofte før påføring af adhæsiv, bliver røret dækket med et tyndt epoxylag for bedre beskyttelse og vedhæftning. Ifølge normerne er dette ikke påkrævet.

I marken skal alle trin bevares, men de udføres med bærbart udstyr – slibemaskiner og sandblæsere, gasbrændere og loddebrændere. Derudover findes der specielle materialesæt til isolering af samlinger og reparation af skader – for eksempel en varmekrympende PET-manchet eller et selvklæbende polymerbånd.

Til påføring af bitumenisolering renses rørene også, men nu med stålbørster, som efterlader en ren, men ikke glat overflade. Primer, bestående af bitumen og benzin, hældes på de rengjorte rør og gnides ind med håndklæder, og i marken – med klude eller pensler.

Grunderen til bitumenisolering fremstilles af bitumen og renset benzin i forholdet 1:3 efter volumen. Det er meget vigtigt at påføre den i et tyndt, jævnt lag for vedhæftningen af belægningen til røret.

Senest et døgn efter skal hovedbelægningen påføres: 2-3 lag mastiks, adskilt af armeringsmateriale og beskyttet udvendigt med et lag papir.

Til armering bruges glasfibervæv, nonwoven polymerdug eller net. De vikles på spiralformet, jævnt, med en let spænding og overlapning.

Påføring af isolering under feltforhold

Ved behov for reparation af skader på isoleringen af en underjordisk gasledning, eller ved samling af rør med forskellige typer isolering, er det vigtigt at vælge de rette materialer.

Belægningerne PALT og LITKOR bruges kun under anlægsforhold. Begge påføres på bitumenprimer, men for førstnævnte skal man først påføre et lag bitumen og armere det, og derefter, direkte på den varme mastiks, vikle båndet. I sidstnævnte tilfælde er bitumen båndets nederste lag, så det vikles direkte på primeren efter først at have smeltet det med en brænder.

På trods af ydre lighed må man ikke forveksle LITKOR-bånd med selvklæbende PET-bånd, for brug af en forkert grunder vil ødelægge isoleringens kvalitet uigenkaldeligt.

Rør med ekstruderet PET-belægning repareres med specielle varmekrympende lapper eller bitumen-polymerbånd LITKOR. Ved fabriksbelægning med selvklæbende PET-bånd bruges samme bånd af typen Polilen til reparation. Dette er kun muligt i den varme årstid, da båndet ikke klæber i frost og ikke tåler smeltning.

Til isolering af svejseområder på rør med ekstruderet polyethylenbelægning bruges specielle manchetter, der fastgøres ved varmekrympning.

Bitumenbelægning repareres med samme bitumenmastiks med armering, bitumen-polymerbånd LITKOR eller et tilsvarende rullemateriale Izoplast-P.

Forbindelse af forskellige rør i alle mulige kombinationer kan altid gøres med LITKOR-bånd, og hvis bitumen mangler i begge rørs oprindelige belægning, kan direkte samlinger også isoleres med Polylen-klæbebånd.

Isolering af rør under vand

Gasledninger, der skal ligge på havbunden, isoleres særligt omhyggeligt, da dette miljø er farligt for både kemiske og mekaniske skader, og afbrydelser i rørledningens drift betyder som regel afbrydelser i internationale gasforsyninger.

Størstedelen af rørbeskyttelsen får de allerede på fabrikken. Efter rengøring og tørring påføres en epoxyforbindelse, derefter et klæbemiddel og derpå et polyethylenlag. På dette stadie ligner rørene tilsvarende landrør, bortset fra det første epoxy-lag, som også gentages på indersiden.

Det er dog ikke alt: på de forberedte rør installeres der allerede på fabrikken en katodisk beskyttelse, derefter bygges en armeringsramme og et ydre betonlag støbes, ofte med jernmalm som fyldmateriale.

Betonbelægning oven på den primære isolering beskytter ikke kun mod enhver skade, men holder også røret sikkert fast på bunden.

Som følge af en sådan flerlagsbehandling kan vægten af 1 meter rør nå op på 2 tons. Det er meget problematisk at transportere sådanne rør, derfor produceres de ikke for lange, og for hver kilometer havgasledning er der flere dusin svejsninger, som hver skal isoleres pålideligt.

Samling og isolering af skøder foregår på en specialiseret pram udstyret med alt nødvendigt. Her svejses rørene, og svejsningen renses omhyggeligt med en kugleblæsemaskine. Hovedledningsrør har en enorm diameter, derfor opvarmes de med induktionsbrændere i stedet for propanbrændere – det er hurtigere, mere ensartet og sikrere.

Derefter påføres en primer, og en krympemanchet monteres, fastgjort med en låseplade. Manchetten opvarmes først i midten ved svejsningen og krympes derefter gradvist med gasbrændere fra midten og ud mod kanterne. Efter kvalitetskontrol af dette trin installeres en beklædningskappe til hældning af PUR-skum. Efter tørring sænkes røret til bunden og dækkes med grus.

Kvalitetskontrol af isoleringspåføring

Beskyttelse af stålgasledninger er en ansvarsfuld opgave, derfor skal hver udført operation kontrolleres nøje, med udarbejdelse af en rapport over udførte skjulte arbejder og registrering i rørledningens pas. Uanset hvor kvalitativt og korrekt valgt isoleringsmaterialet er, vil det ikke kunne opfylde sine funktioner, hvis arbejdsprocessens teknologi er blevet overtrådt.

De vigtigste parametre for den færdige belægning, der skal kontrolleres, er tykkelse, kontinuitet og vedhæftning til røret. De måles med specielle elektroniske instrumenter: tykkelsesmålere, gnistdetektorer og adhæsionsmålere. De beskadiger ikke belægningen, så de gør det muligt at kontrollere alle tvivlsomme punkter uden unødvendige omkostninger.

Under fabriksforhold

På fabrikker og produktionsbaser kontrolleres belægningstykkelsen på 10% af rørene i hver batch, på 4 steder fra forskellige sider rundt om hvert rør, samt på tvivlsomme områder.

Isolering påført af fabrikanten er altid mere jævn, af højere kvalitet og mere pålidelig end isolering udført i marken, selv ved brug af tilsvarende materialer.

Adhæsionen, eller klæbestyrken til metal og mellem lag, skal ifølge standarder også kontrolleres på 10% af produkterne i en batch eller for hver 100 m.

Belægningens kontinuitet, dvs. fravær af gennemstik, rifter og andre gennemgående skader, kontrolleres på hele den isolerede produkters overflade.

Derudover kan belægningens dielektriske kontinuitet, slagstyrke, afskalningsareal efter katodisk polarisering og andre test kontrolleres. Ved isolering med bitumenbelægninger tages en prøve af fysiske egenskaber fra hver batch mastiks, mindst dagligt.

På installations- eller reparationsstedet

I ledningsforhold kontrolleres også isoleringskvaliteten, altid og fuldt for kontinuitet, og for tykkelse og adhæsion hver 10. isolerede svejsning.

Derudover kontrolleres overlappens bredde på fabriksbelægningen samt isoleringens overfladestruktur for fravær af rynker, folder, luftlommer og andre defekter.

Ved svag adhæsion af isoleringstapen til røret, vil den med tiden skalle af, og røret vil være ubeskyttet mod omgivelserne.

Derudover kontrolleres isoleringskontinuiteten regelmæssigt på eksisterende gasrørledninger. For at gøre dette behøver de ikke engang at blive gravet op, og i tilfælde af mistanke om skader, blottes rørene, og der kontrolleres ikke kun tykkelse, kontinuitet og adhæsion, men også isoleringens dielektriske egenskaber.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Nu ved du alt – eller næsten alt – om formålet med og materialerne til isolering af forskellige stålgasrørledninger, og du har en forståelse af funktionerne ved påføring og kvalitetskontrol af beskyttelsen.

Og for at gøre det mere illustrativt foreslår vi at se en video, der detaljeret beskriver isolering af svejsede samlinger med bitumen-polymer tape:

Montering af krympemanchet på svejsningen:

Måske har du allerede stødt på lignende arbejder, observeret deres udførelse eller deltaget direkte. Udfyld eller bedøm venligst den præsenterede information. Vi vil gerne høre din mening i diskussionen nedenfor.