Способ тепловой изоляции металлических трубопроводов Советский патент 1981 года по МПК F16L59/00 

(54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

Изобретение касается создания и эксплуатации трубопроводного транспорта, обеспечивающего транспортировку высокои низкотемпературных текучих сред. Известны методы тепловой изоляции трубопроводов путем нанесения на трубу пористого пластичного слоя, который покрывают снаружи слоем неячеистого полиуретана 1. В другом случае теплоизолирующий слой выполняют из недифицитных полимерных материалов, преимущественно отходов производства 2. Недостатком этих методов является вероятность коррозионного поражения металлических трубопроводов при повреждении наружного водонепроницаемого слоя, а также высокая стоимость трубопроводов, содержащих металлический кожух. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ теплоизоляции трубопроводов путем нанесения на них вспененного или диспергированного материала на основе термопластичных полимеров 3. Недостаток этого способа заключается в том, что гарантией противокоррозионной защиты металлических частей трубопровода является их механическая изоляция от агрессивных сред. Нарушение изоляции приводит к коррозии трубопровода. Целью изобретения является повыщение эффективности тепловой изоляции и противокоррозионной защиты металлических трубопроводов. Поставленная цель достигается тем, что в качестве материала используют смесь, содержащую термопластичный полимер, совмещающуюся с ним жидкость и контактные ингибиторы коррозии металлов, из которых выполнен трубопровод,а вспенивание или диспергирование материала осуществляют при температуре, на 5-10° меньщей температуры плавления полимера, причем диспергирование смеси и нанесение материала на трубопроводы осуществляют методом пневмоэкструзии. При нагревании смеси термопластичного полимера и совмещающейся с ним жидкости

до температуры, на 5-10°С меньшей температуры плавления полимера, образуется коллоидный раствор полимера в жидкости. При охлаждении коллоидный раствор переходит в студнеобразное состояние. Концентрированная по полимеру (})аза осаждается в виде пористой матрицы, в ячейках которых содержится жидкая фаза. Из коллоидных растворов на основе термопластичных полимеров и совмещающихся с ними жидкостей, содержащих контактные ингибиторы коррозии металлов, образуются студни, жидкая фаза которых является эффективным средством торможения электрохимической коррозии. Контактные ингибиторы коррозии на основе нефтепродуктов в больщинстве случаев растворяются в совмещающихся с термопластинами жидкостях или образуют с ними коллоидные системы. В контакте полимерного материала, образующегося при реализации предлагаемого способа с поверхностью металлической детали, всегда присутствует пленка жидкости, ингибирующей электрохимическую коррозию металлов. Пленка возобновляется благодаря синерезису - самопроизвольному отделению жидкой фазы из студня. Если предлагаемым способом сформировать изоляцию на металлическом трубопроводе, то вероятность коррозии металла при попадании агрессивных жидкостей под изоляцию будет значительно снижена. Примеры осуществления способа.

Пример I. Необходимо выполнить теплоизоляцию подземного трубопровода, по которому перекачиваются высоковязкие сорта нефти. Необходимая скорость транспортирования в пункты сбора и обработки нефти, удаленные от скважин на 1 -1,5 км, обеспечивается, если нефть сохраняет пластовое тепло и имеет температуру 20-60°С. Изоляция трубопровода выполняется в следующей последовательности. На стальную трубу методом пневмоэкструзии, т. е. распыления полимерного расплава, наносят слой волокнисто-пористого материала. Его получают из смеси равных количеств полиэтилена высокой плотности (ГОСТ 16338-70) и гудрона минеральных и растительных масел и технических жиров, представляющих собой кубовые остатки дистилляции жирных кислот. Гудрон выполняет функции жидкости, совмещающейся с полиэтиленом, и содержит соединения (жирные и оксижирные кислоты), являющиеся ингибитором коррозии черных металлов. В процессе экструзии при температуре 115°С смесь переходит в состояние коллоидного раствора, который для обеспечения оптимальных условий диспергирования нагревают до 150°С и распыляют с помощью специальной форсунки струей сжатого воздуха под давлением 6-7 ат.

Волокнисто-пористый материал состоит из волокон диаметром 0,02-0,06 мм, имеет плотность 0,1-0,5 г/см, прочность при растяжении 15-20 кг/см .. откссительное удлинение при разрыве 30-бО о- Диспергирование материала совмещают с нанесением на трубопровод, напыляя на трубы волокнисто-пористый слой толщиной 30- 35 мм. Затем его обертывают полиэтиленовой лентой и сваривают стыки газовой горелкой. Слой изоляции стоек к почвенной влаге, обеспечивает сохранение пластового тепла, а также противокоррозионную защиту трубы. Эффективность изоляции возрастает, так как вероятность отказа трубопровода по причине коррозии стыков уменьшается в 1,5-2 раза.

Пример 2. Требуется изготовить теплоизоляцию трубопровода криогенной установки. На стальные трубы наносят полотно, выполненное из композиции на основе литьевого уретанового каучука типа «вулколлан. Полотно состоит из трех адгезионно связанных слоев. Наружный слой толщиной около 1 мм получают методом экструзии из смеси вулколлана 18 (термопласт), олигоэфира, например адипината этиленгликоля (жидкость), и контактного ингибитора коррозии металлов СИМ. Последний представляет собой продукт конденсации алкенилянтарного ангидрида и мочевины и изготавливается по ТУ-38401111-75. Компоненты, взятые в соотношении 70:28-2, нагревают, и при 100-120°С они превращаются в коллоидный раствор, который вспенивают, добавляя порообразователь. Второй слой полотна толщиной 10 мм изготавливают из вспененного вулколлана 18, третий слой - такой же, как и первый. Полотно укрепляют на трубе, обворачивая его стальной стенкой, и создают водонепроницаемый слой путем оплавления поверхности изоляции. Теплоизолирующее покрытие помимо своего основного назначения обеспечивает защиту трубы и арматуры от коррозии под действием конденсированной влаги.

Достоинства предложенного способа: обеспечение противокоррозионной защиты металлических труб и армирующих элементов, контактирующих с материалом изоляционного покрытия; снижение энергетических затрат благодаря тому, что коллоидные растворы образуются при температуре, на 5-10°С меньщей, чем температура плавления полимера; возможность использования высокопроизводительного метода пневмоэкструзии для вспенивания или диспергирования ингибированных коллоидных растворов; возможность широкого применения вторичных полимерных материалов и отходов производства.

Необходимость способа тепловой изоляции трубопроводов в нефтегазовой промышленности обусловлена , во-первых, необ5ходимостью сохранения пластового тепла (20-80°С; при температуре окружающей среды от -30 до +60°С, во-вторых, обеспечением уровня противокоррозионной защиты трубопроводов в условиях тепловых перепадов, конденсации атмосферной влаги воздействия пластовых вод. Ингибированные полимерные материалы в студнеобразном состоянии снижают скорость щелевой коррозии стальных изделий, находящихся с ними в контакте, в 3-6 раз.,Q Формула изобретения 1. Способ тепловой изоляции металлических трубопроводов путем нанесения на15 них вспененного или диспергированного материала на основе термопластичных полимеров, отличающийся тем, что, с целью повыщения тепловой защиты, в качестве 8708 7 6 материала используют смесь, содержащую термопластичный полимер, совмещающуюся с ним жидкость и контактные ингибиторы коррозии металлов, из которых выполнен трубопровод, а вспенивание или диспергирование материала осуществляют при температуре, на 5-10° меньщей температуры плавления полимера, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диспергирование смеси и нанесение материала на трубопроводы осуществляют методом пневмоэкструзии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент Франции ЛЬ 24021516, кл. F 16 L 58/16, опублик. 1979. -2. Авторское свидетельство СССР № 679769, кл. F 16 L 59/02, 1978. 3. Патент США № 41 19122, кл. F 16 L 37/28, опублик. 1978 (прототип).