Содержание к диссертации
Введение
1. Основные особенности конструкций газопроводов нового поколения 5
1.1. Анализ технологических проблем строительства, возникающих при повышении избыточного давления газа в оболочке трубопровода 7
1.2. Особенности работы стали трубопровода под действием высокого давления 14
1.3. Методика определения величины прироста расстояния между компрессорными станциями для газопровода с внутренней гладкой полимерной изоляцией 23
2. Анализ современных технологий и способов производства сварочных работ при строительстве магистральных трубопроводов нового поколения 26
2.1. Сравнительный анализ эффективности применения основных современных способов производства сварочно-монтажных работ 26
2.2. Выбор оптимального способа сварки магистрального трубопровода в трассовых условиях по технико-экономическим критериям 43
3. Совершенствование технологии контактной стыковой сварки трубопроводов оплавлением 59
3.1. Разработка режима стыковой электроконтактной сварки оплавлением 62
3.2. Разработка режима термической обработки сварных соединений газопровода 68
3.3. Устройство лазерографического контроля геометрических параметров сварных соединений газопровода, выполненных контактной и комбинированной сварками 71
4. Исследования термической стойкости внутреннего гладкого покрытия труб 79
4.1. Аналитический метод определения безопасного расстояния между сварным стыком и внутренним изоляционным покрытием 79
4.2. Экспериментальные исследования термической стойкости внутреннего гладкого покрытия труб 86
5. Совершенствование бесподъемной технологии прокладки магистральных трубопроводов 91
5.1. Методика расчета напряжений сдвига между изоляционным покрытием и грунтом при сооружении трубопровода бесподъемным способом 100
5.2. Способ, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия при сооружении трубопровода бесподъемным способом 108
Выводы 115
Библиографический список 115
- Особенности работы стали трубопровода под действием высокого давления
- Разработка режима стыковой электроконтактной сварки оплавлением
- Аналитический метод определения безопасного расстояния между сварным стыком и внутренним изоляционным покрытием
- Способ, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия при сооружении трубопровода бесподъемным способом
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В настоящее время в нашей стране проектируются и строятся сверхдальние трубопроводы, берущие свое начало от месторождений Крайнего Севера, Западной и Восточной Сибири в центральные районы России и далее на экспорт в страны Западной Европы, а также морские трубопроводы, диаметром 1020-1420 мм на давление:
сухопутные газопроводы – от 10 МПа до 15 МПа;
морские газопроводы – до 20 МПа.
Создание таких систем возможно лишь путем решения сложных научно-технических проблем при проектировании, строительстве и эксплуатации этих ответственных инженерных сооружений, использования труб с гладкой внутренней изоляцией из сталей высокого класса прочности (Х80, Х100 и Х120), снижением собственного энергопотребления, повышения рабочего давления газа, а так же сокращения числа промежуточных компрессорных станций и увеличения расстояний между ними.
Такие магистральные трубопроводы высокого давления по эффективности и надежности относятся к конструкциям нового поколения. Именно они должны обеспечить надежную эксплуатацию транспортных магистралей с минимальным уровнем риска и с соблюдением принципов экологической безопасности.
Решению отдельных актуальных задач, которые неизбежно возникнут при проектировании и строительстве газопроводов нового поколения и посвящена настоящая работа.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка ресурсосберегающей технологии строительства подземных магистральных трубопроводов нового поколения с максимальной защитой окружающей среды, снижением стоимости строительства, обеспечением надлежащего уровня качества, на основе использования трубных сталей высокого класса прочности, внутреннего гладкого покрытия, эффективного метода организации сварочно-монтажных работ, методов контроля качества сварных стыков и бесподъемной технологии укладки трубопровода в траншею.
Для достижения этой цели в диссертационной работе автором поставлены и решены следующие задачи:
проведен анализ эффективности применения новых конструктивных решений при сооружения магистральных газопроводов, включая оценку прироста расстояния между компрессорными станциями при использовании труб с внутренним гладким покрытием, оценку снижения металлоемкости труб, оценку упругопластических деформаций высокопрочных трубных сталей при действии высоких давлений и определены связанные с их реализацией технологические проблемы строительства;
выполнен сравнительный технико-экономический анализ основных современных способов производства сварочно-монтажных работ в трубопроводном строительстве, выбран вариант, обеспечивающий максимальное ресурсосбережение, теоретически и экспериментально обоснованы технологические параметры и схемы организации выполнения сварочно-монтажных работ при строительстве магистральных трубопроводов нового поколения в трассовых условиях;
исследованы процессы термического влияния сварочных процессов на внутреннее гладкое покрытие, проведены экспериментальные исследования термической стойкости гладкого полимерного покрытия труб и разработан метод определения минимального расстояния между сварным стыком и внутренним гладким покрытием, обеспечивающий его сохранность при выполнении сварочно-монтажных работ;
исследованы методы совершенствования бесподъемного способа укладки трубопровода в траншею, включая разработку методики расчета величины напряжений сдвига между изоляционным покрытием и грунтом, способа и технических средств обеспечения сохранности изоляционного покрытия.
Научная новизна диссертационной работы заключается в обосновании новых решений задач совершенствования технологии и организации производства работ по строительству магистральных газопроводов нового поколения на основе перспективных технологий выполнения сварочно-монтажных работ, контроля качества сварных стыков, а также усовершенствованной технологии бесподъемного способа укладки трубопровода в траншею.
Практическая ценность научных исследований. Теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы представляют практический интерес для применения при строительстве магистральных газопроводов нового поколения, включая новый газотранспортный коридор «Бованенково — Ухта» протяженностью около 1100 км и газопровод «Ухта — Торжок» протяженностью 1300 км на рабочее давление более 10 МПа.
Достоверность результатов проведенных исследований Решение поставленных задач основано на использовании современных методов и принципов численных расчетов и сопоставлением полученных теоретических результатов с результатами экспериментальных исследований и промышленного опыта.
Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы обсуждались на семинарах и конференциях:
Заседание проблемного научно-технического совета Российского Союза Нефтегазостроителей «Проблемы механизации строительства магистральных трубопроводов большого диаметра высокого давления» (июнь 2007г.);
Заседание проблемного научно-технического совета Российского Союза Нефтегазостроителей «Сварка магистральных трубопроводов высокого давления» (октябрь 2007г.);
XVIII Международный конгресс «Новые технологии газовой, нефтяной промышленности, энергетики и связи» (CITOGIC 2008) (октябрь 2008г.);
Форум «Третья Международная Энергетическая Неделя» (МЭН 2008) (октябрь 2008г.);
Отраслевое совещание «Состояние и основные направления развития сварочного производства ОАО «Газпром» (ноябрь 2008 г.).
Научные публикации. По результатам научных исследований опубликовано 6 работ, в т.ч. 2 из них - в ведущих рецензируемых научных журналах, получен один патент.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 69 наименований. Она содержит 120 страниц машинописного текста, 40 рисунков и 26 таблиц.
Особенности работы стали трубопровода под действием высокого давления
В настоящее при высоком рабочем давлении перекачки газа по подземным магистралям традиционные способы повышения прочности стали за счет увеличения процентного содержания углерода не позволяют существенно повысить прочностные характеристики трубопровода (предел текучести и временное сопротивление) без заметного снижения запаса пластичности и вязкости разрушения.
Поэтому металлургам пришлось освоить другие способы получения высокой прочности листового проката трубных сталей, например, за счет применения упрочняющей термообработки листа в процессе прокатки (так называемые «стали контролируемой прокатки»). Для того чтобы увеличить «лимит» на легирующие элементы (как это требует технология термообработки) и при этом не ухудшить свариваемость (ограничить углеродный эквивалент и параметр стойкости против растрескивания), процентное содержание углерода в стали пришлось понизить до 0,08 - 0,09%. Такая технология позволяет обеспечить сочетание высокой прочности, пластичности и вязкости разрушения.
Снижение металлоемкости конструкций (толщины стенки труб) возможно лишь путем повышения прочностные характеристики трубных сталей нового поколения, а это возможно только при повышении качества изготовления труб.
ВНИИСТом разработаны технические требования на трубы нового поколения - с повышенными эксплуатационными характеристиками, качество которых регламентируется большим количеством параметров, чем указывается сегодня в паспортах на трубную продукцию. Эти параметры устанавливают дополнительные требования по характеристикам вязкости разрушения (статической трещиностойкости), сопротивляемости протяженным разрушениям (для магистральных газопроводов), хладостойкое, пластичности, твердости, свойствам сварных соединений, характеристикам микроструктуры (полосчатость, зернистость, количество неметаллических включений). Такие трубы нового поколения позволят в дальнейшем уменьшить величину коэффициентов запаса надежности по материалу для этих категорий труб. При проектировании трубопроводов из этих новых труб при прочих равных условиях требуемая по расчету толщина стенки труб уменьшится на 5 - 10%.
Одним из важнейших показателей эксплуатационных свойств металла труб и сварных соединений является вязкость разрушения. В отличие от других механических характеристик (временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, поперечное сужение, ударная вязкость, угол загиба, твердость и т.п.), которые определяют при лабораторных испытаниях образцов, характеристики механики разрушения (коэффициент интенсивности напряжений, пластическое раскрытие у вершины трещины, работа разрушения и др.) можно получить только при натурных испытаниях труб.
Для проведения подобных испытаний во ВНИИСТе был создан испытательный полигон, на котором постоянно проводились сертификационные испытания трубной продукции путем разрыва жидкостью или воздухом. Сегодня основная деятельность полигона направлена на определение показателей вязкости разрушения труб с надрезом (с трещиноподобным дефектом).
В работе [20] показано, что при действии на стальную цилиндрическую оболочку газопровода высоких давлений наиболее нагруженной является внутренняя поверхность оболочки трубопровода. В зависимости от качества изготовления труб внутренняя поверхность ее оболочки может иметь разную шероховатость, несовершенства поверхности (риски, подрезы и т.п.), то есть очаги образования и развития коррозионно-усталостных трешин. Причем в этих областях интенсивность напряжений может достигать нижнего предела текучести стали.
Известно, что структура любой стали в основном состоит из феррита и перлита (состояшего из ферритных и цементитных прослоек). Предел прочности феррита в среднем равен всего 250 МПа при относительном удлинении 50%, предел прочности цементита 800-1000 МПа при удлинении 1%; таким образом, цементит весьма хрупок. Перлит имеет средние характеристики между ферритом и цементитом. Эти две разные по прочности составляющие и определяют работу стали под нагрузкой.
Основная причина, вызывающая внутреннюю коррозию газопроводов,— наличие в природном газе агрессивных компонентов, а также минерализованной воды, выступающей в роли электролита.
Наиболее распространенными агрессивными компонентами являются кислые газы — сероводород и углекислый газ. Определенную роль в процессе внутренней коррозии играют органические кислоты жирного ряда — муравьиная, уксусная, пропионовая, щавелевая.
Сероводород может вызвать серьезную прогрессирующую во времени коррозию уже при парциальном его абсолютном давлении 0,0015 10 Па.
Присутствие углекислого газа бесспорно опасно, если его парциальное давление составляет 2-Ю5 Па и более. При парциальном давлении СО2 менее 0,5-10 Па коррозия обычно не наблюдается. Воздействие органических кислот проявляется лишь при больщих концентрациях (более 150 мг на 1 л водного конденсата).
Процесс коррозии может протекать двумя путями: прямым химическим воздействием среды на металл (химическая коррозия) и в результате электрохимических реакций, сопровождающихся прохождением электрического тока между отдельными участками поверхности металла (электрохимическая коррозия). Обычно процесс коррозии имеет смещанный характер. Химическая коррозия возникает в результате химической реакции железа с кислотами с образованием солей железа.
Интенсивность процесса электрохимической коррозии зависит от многих факторов. Один из наиболее важных факторов — концентрация ионов водорода в агрессивной среде, которая выражается водородным показателем рН. Если водородный показатель рН 7, то это свидетельствует о кислой реакции среды, если рН 7, то щелочной. Непосредственное влияние рН среды на электрохимические реакций сказывается на катодных участках с водородной и кислородной деполяризацией, поскольку в этих реакциях участвуют водородные и гидроксильные ионы. На анодный процесс ионизации металла изменение водородного показателя раствора практически не влияет.
С увеличением водородного показателя скорость коррозии в общем случае уменьшается, однако в нейтральной области (рН - 4 - 9) скорость коррозии практически не зависит от рН среды. В сильно щелочной среде (при рН 14) наблюдается увеличение коррозии вследствие растворения продуктов коррозии с образованием ферратов.
Скорость электрохимической коррозии увеличивается с повыщением температуры и давления. Повышение температуры ускоряет анодные и катодные процессы, поскольку с ростом температуры возрастает скорость химических и электрохимических реакций.
Влияние давления проявляется особенно полно при коррозии в газовой среде. С ростом давления увеличивается растворимость в электролите агрессивных компонентов газа (например СО2, Н28), т. е. увеличивается их концентрация в единице объема, действующего на единицу поверхности металла. Больщое влияние на интенсивность коррозии оказывает скорость движения электролита. Сначала с ростом скорости движения электролита коррозия увеличивается за счет более быстрой смены прореагировавшего раствора на свежий. Затем, вследствие интенсивного образования защитных пленок из нерастворимой гидроокиси железа, скорость коррозии уменьшается. При больших скоростях движения электролита, когда начинается разрушение защитных пленок, коррозия снова усиливается.
Особо интенсивно процесс коррозии протекает в местах резкого возмущения потока коррозионной среды — на поворотах, при сужении или расщирении и.т. д.
Действие углекислого газа в процессе коррозии металла объясняется двояко. С одной стороны, в результате хорощей растворимости СО2 в воде резко возрастает кислотность среды и активизируется процесс электрохимической коррозии. С другой стороны, образовавщаяся в воде угольная кислота разрушает металл путем непосредственного взаимодействия с ним (проявляется химическая коррозия). Образующийся в результате химической реакции гидрокарбонат закиси железа (как продукт коррозии) растворим в воде и легко удаляется потоком со стенок трубопровода. В тех случаях, когда продукты углекислотной коррозии задерживаются в отдельных местах, они также не представляют собой непроницаемую для электролита защитную пленку и не могут воспрепятствовать дальнейшему развитию процесса коррозии.
Разработка режима стыковой электроконтактной сварки оплавлением
Разработка режима сварки осуществлялась на машине для стыковой контактной сварки К 1000 с использованием в качестве свариваемых изделий - пластин, вырезанных из труб, предназначенных для строительства трубопроводов. Сваривались пластины размером 320x27 мм (поперечное сечение 8640 мм2) и 200x27 мм (поперечное сечение -5400 мм2). Работа по определению основных энергетических и силовых параметров оборудования прово-дилась на пластинах размером 320x30 (поперечное сечение - 9600 мм ).
Сварочная машина К1000 была оснащена компьютерной системой установки и регистрации технологических параметров, что обеспечивало высокую воспроизводимость, как режимов сварки, так и качества сварных соединений. После сварки сварочная машина автоматически выдавала паспорт на сварное соединение. В процессе выполнения исследовательской работы были сварены пластины на различных режимах сварки. При этом время оплавления варьировалось от 160 до 240 с, начальная скорость оплавления от 0,16 до 0,24 мм/с, припуск на оплавление и форсировку изменялся в пределах 40-58 мм, величина осадки изменялась в пределах 8-13 мм, конечная скорость форсировки изменялась в пределах 1-1.2 мм/с, вторичное напряжение сварочного трансформатора соответствовало 7.0 В. В результате проведенных работ был разработан базовый режим сварки пластин непрерывным оплавлением, который представлен в табл.3.1. Сварное соединение выполненное контактной стыковой сваркой представлено на рис.3.3.
Результаты замера температурного поля при сварке и охлаждении, а также расположение термопар показаны на рис.3.8.
Как видно (рис.3.7.) на представленных распределениях температуры в ЗТВ в направлении перпендикулярно сварному шву, в зависимости от времени оплавления (40, 80, 120, 160, и 240 с), температура металла на расстоянии от торца 160 мм не превышает 75 - 100 С. Температура на торцах достигает значения 1450 С. Величина осадки (2 х Zopt) до температуры границы стыка (ТорО равной 1200 С составляет 12-13 мм.
Оценка механических и вязкопластических свойств полученных сварных соединений осуществлялась по результатам испытаний образцов. При этом изготавливались стандартные образцы в соответствии с ГОСТ 6996 для испытания на статическое растяжение тип XI11 (рис. 3.4.), ударный изгиб на стандартных образцах с острым надрезом (Шарпи) типа IX (рис. 3.5.), статический изгиб в соответствии API 1104 образец для изгиба на ребро, (диаметр пуансона соответствовал 50 мм, расстояние между опорами 80 мм) (рис. 3.6.), а также изготавливались образцы для определения твердости по Виккерсу (HV5) на макрошлифах в одном сечении (5 мм от плоскости верхней образующей, расстояние между точками измерения составляло 1 мм).
Ударная вязкость определялась при температурах +20С , -20С и -40С.
Как видно из полученных результатов механические свойства сварных соединений без термической обработки соответствуют требованиям отдельных стандартов, например DNV, по прочности (разрушение происходит по основному металлу) (табл.3.5., рис. З.4.); и по результатам испытаний на боковой изгиб все стыки загнулись на величину угла больше критического 110 без разрушения (табл.3.6. и рис. З.6.), что соответствует углу статического изгиба 180.
Результаты испытаний сварного соединения на растяжение без термиче ской обработки представлены в таблице 3.5.
Таким образом, в результате проведенных исследований был определен базовый режим, который обеспечивает отсутствие дефектов, свойственных стыковой контактной сварке оплавлением. Вместе с тем известно, что такое соединение не обеспечивает получение требуемых нормативными документами значений ударной вязкости, при температуре испытаний на -40С, поэтому были продолжены работы по разработке технологии и определению режимов термической обработки таких сварных соединений.
Аналитический метод определения безопасного расстояния между сварным стыком и внутренним изоляционным покрытием
Тепло, выделяемое при любом способе сварки, вследствие высокой теплопроводности металла интенсивно отводится в холодную-массу металла, повышая его температуру. При сварке не все тепло, выделяемое источником сварки, используется на нагрев изделия, так как часть его расходуется на нагревание атмосферы и окружающих предметов путем конвекции и радиации.
Поэтому эффективная тепловая мощность дуги q всегда меньше полной тепловой мощности qj и выражается формулой q = Ti-U-I, (4.1) где q — эффективная тепловая мощность дуги, Вт; Т]=— — эффективный к. п. д. процесса нагрева кромок труб; напри мер, при автоматической сварке под слоем флюса п = 0,8 - 0,9; при сварке плавящимся электродом открытой дугой т = 0,7 - 0,75; при сварке в среде СО2 г) = 0,62 - 0,7; при аргоно-дуговой сварке неплавящимся электродом л = 0,5 -0,55; U— напряжение дуги. В; I— ток дуги, А.
Эффективный к.п.д. процесса нагрева кромок труб при сварке зависит от технологии сварки, длины дуги, степени углубления ее в металл и пр. Например, электроконтактная сварка представляет собой процесс образования неразъемного соединения в результате нагрева металла электрическим током в процессе оплавления и последующей пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.
Точность тепловых расчетов для сварочных процессов зависит от правильности выбора идеализированной схемы. В большинстве случаев электрическую дугу считают точечным или линейным источником. При наложении валика на толстую пластину сварочную дугу принимают за точечный источник на поверхности тела. Если сваривают листы за один проход с полным проплавлением, то сварочную дугу рассматривают как линейный источник.
Сварочная дуга является непрерывно действующим источником, но при наложении прихваток, когда требуется определить температуру тела через промежутки времени, во много раз превышающие период горения, можно считать источник тепла мгновенным.
При расчете температур для ручной дуговой сварки часто принимают схему подвижного источника, а для автоматической сварки — схему быстродвижущегося источника тепла.
При выборе расчетных схем следует учитывать принцип местного влияния, который показывает, что температурное поле зависит от размеров и характера распределения источника тепла только на расстояниях одного порядка с его размерами; на больших расстояниях температурное поле практически не зависит от формы источника и занимаемого им объема.
Предположим, что в процессе сварки стальной оболочки магистрального трубопровода в единую нить на каждую кромку сварного стыка подводится тепловая мощность д (рис. 4.1.).
Если принять ось трубопровода за ось абсцисс, то температура Т в оболочке будет являться функцией координаты х и времени t. При постоянном / функция Т (х, 1) представляет завиеимость температуры точек стальной оболочки в данный момент времени от их расстояния до начала координат; частная производная z_ выражает при этом скорость изменения температуры в направлении оси Ох. Если зафиксировать абсциссу х, то и(х, 1) выражает закон изменения температуры в данном сечении стальной оболочки трубопровода с течением времени.
В качестве примера на рис. 4.2. сделан численный расчет по формуле (4.6) в MATHCADe и построен график функции Т(х,1) в зависимости от расстояния от сварного стыка.
Их этого графика видно, что в данном примере внутреннюю изоляцию на трубу следует наносить на расстоянии более 60 мм от нагретой кромки.
Способ, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия при сооружении трубопровода бесподъемным способом
Чтобы избежать разрушения наружной изоляции в наиболее нагруженном сечении трубопровода X = а (рис. 5.4.) и снизить до минимума величину силы трения скольжения на краях приподнятой плети, необходимо снабдить укладочную машину специальной стрелой с троллейной мягкой подвеской для поддержания изолированной оболочки трубопровода в наиболее безопасном сечении X = а]} как показано на рис.5.6.
Кроме того, разрушение изоляционного покрытия может наблюдается в наиболее нагруженном сечении оболочки трубопровода под воздействием максимального изгибающего момента и перерезывающей силы, когда одна образующая цилиндрической оболочки растягивается, другая - сжимается.
Троллейные подвески, производства ЗАО «Майна-Вира» (табл. 5.1), позволяют осуществлять подъем изолированного трубопровода при одновременном поступательном передвижении экскаватора-трубозаглубителя вдоль транщеи. Они прочны, обеспечивают надежную строповку трубы, не допускают повреждений изоляционного покрытия, так как иснабжены мягкими полиуретановыми роликами, просты по конструкции и в применении.
Грузоподъемность троллейной подвески зависит от диаметра прокладываемого трубопровода и толщины стенки трубы. Они удерживают изолированный трубопровод на требуемой высоте, чтобы трубопровод не соприкасался с краем траншеи, с перемещением экскаватора-трубозаглубителя вдоль траншеи в горизонтальной плоскости путем изменения вылета стрелы при температуре окружающего воздуха от + 40 С до - 40 С.
Но и в этом случае, хотя величина реактивных сил А и В станет значительно меньше силы Р (рис. 5.6.), возможен сдвиг изоляции вдоль наружной поверхности трубопровода, если интенсивность касательных напряжений по контактной поверхности в сечениях X = 0 и X — I превысит прочность клеевого соединения изоляционного покрытия.
Клеевые соединения магистральных трубопроводов относятся к классу гетерогенных систем. Это наполненные полимеры, стеклопластики, слоистые пластики и т.д. Во всех этих системах должна обеспечиваться прочная и долговечная взаимосвязь материалов, нарушение которой приводит к возникновению различных дефектов, по-разному влияющих на прочность материала и его эксплуатационные свойства.
Например, отслаивание стеклянного волокна от связующего в стеклопластике дает локальное снижение прочности материала, которое не всегда отражается на его эксплуатационных свойствах. В то же время наличие не-проклеенного или разрушенного участка может привести к разрушению конструкции. Гетерогенные системы отличаются от гомогенных наличием, в частности, напряжений на границе раздела стального трубопровода и изоляционного покрытия, возникающих при деформации изолированных трубопроводов.
В настоящее время в практике строительства магистральных трубопроводов хорошо себя зарекомендовали трубы стальные с наружным двухслойным заводским покрытием на основе экструдированного полиэтилена усиленного типа согласно ГОСТ Р-51164 (толщиной 2,0-2,2 мм) а также усиленного и весьма усиленного типа согласно ГОСТ 9.602-89 (толщиной 2,5-3,5 мм).
Покрытие состоит из слоя адгезива, нанесенного на трубу методом плоскощелевой экструзии и нанесенного поверх адгезионного защитного слоя из экструдированного полиэтилена. Наибольшее распространение в настоящее время в практике заводского изготовления труб получили адгезивы трех композиций: «Тризолен»; сэвилен адгезионноактивный модифицированный 113-27; сэвилен для клеевого слоя 113-51. Для получения изоляции усиленного типа, удовлетворяющей требованиям ГОСТ Р 51164, на стальных трубах в заводских условиях предназначены клеевые составы: для двухслойной изоляции - тризолен 190; для двух- и трехслойной изоляции - универсальный тризолен 200/и.
Прочностные свойства клеевых композиций представлены в таблице 5.2.
Композицию сэвилена адгезионноактивного модифицированная марки 113-27, предназначенную для изготовления подклеивающего слоя полиэтиленового антикоррозийного покрытия при заводской изоляции труб, изготавливают на основе сэвилена с введением специальных добавок, улучшающих адгезионные и физико-механические свойства сэвилена.
Обозначение марки композиции состоит из наименования материала и кода рецептуры добавок. Прочностные свойства композиции Сэвилен 113-27 представлены в таблице 5.3.
Имея численные значения прочностных свойств композиций адгезивов, можно перейти к определению величины тангенциальных напряжений в клеевых соединениях стальной оболочки трубопровода и изоляционного покрытия в наиболее нагруженном сечении трубопровода (рис. 5.6.).
Величина этих напряжения в зоне контакта трубопровода с грунтом в сечениях X = О или X = I длиной Я формируются под действием растягивающей силы N, изгибающего момента м и перерезывающего усилия Q, как показано на рис.5.7.
Если величина Т превысит прочность клеевого соединения между наружной стальной поверхностью трубопровода и изоляционным покрытием, произойдет разрыв изоляции с образованием морщин и складок в области контакта оболочки трубопровода с грунтом. Этот процесс разрыва изоляционного покрытия наблюдался на практике при укладке трубопровода бесподъёмным способом без промежуточной опоры и подробно описан в работе [68].
