Изоляционный материал Советский патент 1984 года по МПК F16L59/02 

оо СП Изобретение относится теплоизоляционным покрытиям трубопроводов, а именно к изоляционным материалам для магистральных трубопроводов, прокладываемым через зону вечной мерзлоты, и может быть использовано преимущественно при строительстве нефтегазопроводов. Известны теплоизоляционные материалы на основе неорганических веществ, которые обладая щирокой сырьевой базой, имеют хорошие теплоизоляционные свойства. К ним относится, в частности,Бермикулит. ПрИ чем известно применение вермикулита для теплоизоляционных покрытий трубопроводов 1. Однако применение вермикулита для этих целей ограничено низкими формовочными свойствами и высоким водопоглощением. Известен способ приготовления изоляционных материалов, предусматривающий смещивание неогранического наполнителя и термопласта в виде исходных твердых частиц, а затем расплавление термопласта в смеси. При- этом термопластом является смола, в расплавление осуществляется при температуре плавления этой смолы 2. Наиболее близким к изобретению является использование в качестве неогранического материала в теплоизоляционном материале на основе неогранического наполнителя с органическим связующим вспученного вермикулита 3. Однако прочность указанного материала низкая, а объемный вес большой, что препятствует его внедрению для покрытия нефте- и газопроводов. Цель изобретения - увеличение механической прочности и снижение объемной массы. Указанная цель достигается тем, что в изоляционном материале на основе вспученного вермикулита с органическим связующим в качестве последнего используют полиэтилен низкого давления при объемном соотнощении компонентов, %: Вспученный вермикулит Полиэт илен низкого 34-25 давления Запасы вермикулита достаточны для неограниченного использования его при прокладке магистральных трубопроводов в зоне вечной мерзлоты. Достаточно широкую сырь, евую базу имеет и полиэтилен низкого давления. Оба эти материала являются относительно дешевыми. Образцы такого материала обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и являются более прочными и легкими по сравнению с битумокерамзитом. Кроме того, материал имеет очень низкое водопоглощение, поэтому при изготовлении покрытия трубопровода специальное гидроизоляционное покрытие может не применяться, если же это необходиМО, наружный гидроизоляционный слой может быть выполнен из того же полиэтилена, который используется для формирования основного теплоизоляционного слоя. Способ приготовления композиции включает смещивание неорганического прокаленного наполнителя и термопласта в виде исходных твердых частиц с последующим расплавлением термопласта в смеси, при этом в качестве исходных компонентов используется вспученный прокаленный вермикулит и полиэтилен низкого давления, которые смешивают в соотношении 2-3 ч. вермикулита на 1 ч. полиэтилена по объему, а расплавление последнего осуществляют при температуре в печи 250-300°С. Прокаливание наполнителя - вспученного вермикулита - обеспечивает уменьщение естественного влагосодержания в нем, снижение объемного веса и коэффициента теплопроводности композиции. Как показывают исследования, при температуре более 300°С происходит разложение полиэтилена и его выгорание. Пример 1. Изоляционный материал для магистрального трубопровода содержит, об: %: вспученный вермикулит 66; полиэтилен низкого давления 34. В качестве исходного сырья используют вспученный вермикулит (ГОСТ 12865-67) средней фракции с размером зерен 0,6-5 мм и порощок полиэтилена низкого давления марки 20306-005 (ГОСТ 16338-70). Прокаливание вспученного вермикулита производят в подогреваемой наклонной вращающейся трубе при 200-250°С. После остывания до 50-60°С прокаленный вермикулит и порощок полиэтилена тщательно перемешивают в объемном соотнощении соответственно 2:1. Температура в муфельной печи поддерживается 250°С в течение 30 мин. После остывания образца на трубе с монолитной теплоизоляцией не обнаружено каких-либо расслоений, а для снятия слоя требуются значительные механические усиПример 2. Изоляционный материал для магистрального трубопровода содержит, об.%: вспученный вермикулит 75; полиэтилен низкого давления 25. В качестве исходного сырья используют вспученный вермикулит крупной и мелкой фракций, взятых в равном соотношении, и полиэтилен низкого давления в виде такого же порошка, как в примере 1. При приготовлении соотношение объемных частей вспученного вермикулита и полиэтилена составляет 3:1, а температура в муфельной печи поддерживается 300°С в течение 25 мин. Визуальный осмотр дает такие же результаты, как в примере 1. В таблице даны сравнительные физикомеханические показатели материалов.

Объемная масса в сухом состоянии, кг/см

Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии,

600-700

180

220

ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, преимущественно для магистральных трубопроводов, прокладываемых в зоне вечной мерзлоты, включающий неорганический наполнитель на основе вспученного вермикулита с органическим связующим, отличающийся тем, что, с целью увеличения механической прочности и снижения объемной массы, в качестве органического связующего используют полиэтилен низкого давления при объемном соотношении компонентов, %: Вспученный вермикулит 66-75 Полиэтилен низкого давления34 -25 (Я

При содержании в материале покрытия более 75% вспученного вермикулита значительно уменьшается его механическая прочность. С другой стороны, при содержании полиэтилена низкого давления более механическая прочность покрытия возрастает, но при этом увеличивается коэффициент теплопроводности и объемная масса.

При изготовлении образцов покрытия увеличение температуры более 300°С приводит к частичному разложению полиэтилена низкого давления, а при температуре выше 400°С к его полному выгоранию. При поддержании температуры ниже 250°С увеличивается время, необходимое для полного расплавления полиэтилена и его спекания и вермикулитом.

Изобретение позволяет получить дешевое покрытие для магистральных газонефтепродуктопроводов, прокладываемых в зоне вечной мерзлоты. Для предотвращения размораживания грунта в зоне вечной мерзлоты покрытие для магистрального трубопровода диаметром 1420 мм должно иметь толшину около 70 мм. При этом такое покрытие примерно в 3 раза легче, чем битумнокерамзитовое, превосходит его по прочностным характеристикам. Предлагаемое теплоизоляционное покрытие в 2 раза дешевле битумно-керамзитовой изоляции.