Основные параметры и проблемы трубопроводных систем России.

В 1960-1980 годы в Советском Союзе в процессе реализации больших проектов по осваиванию природных ископаемых на Севере страны, и в Сибири Западной, а также в процессе развития строительства новых городов и промышленности появилась вторая по своей величине в мире трубопроводная система – от трубных коммунальных систем до магистральных нефтегазовых проводов, надёжно связавших Советский Союз с Европой Западной.

Статистика показывает, что если общая длина автомобильных и железных дорог в России составляет около 800 тысяч километров, то длина только трубопроводов наружных систем тепло-, водо-, водоотведения, газоснабжения и технических коммуникаций превышает 2400 тысяч километров. О значимости инфраструктуры трубопроводной для России свидетельствуют эти данные: любыми видами транспорта за год перевозится порядка 1,4 миллиардов тонн грузов, по трубам за год перемешают нефти, нефтяных продуктов и газа почти 800 миллионов тонн, а водоснабжающие трубопроводы транспортируют около 214,5 миллиардов тонн воды. Данным образом масса грузов, что перемещаются благодаря трубным проводам в России в 154 раз больше аналогичных показателей всех иных видом транспорта.

В это же время, несмотря на большие объёмы строительства и начала эксплуатации новых трубопроводных систем с самого начала была проблема заложена, серьёзность которой осознали уже к 1990-м годам прошлого века, а в 21 веке, когда масщтабы экономики Российской Федерации резко упали, а трубопроводная система осталась почти неизменной и требования по обслуживанию её никуда не подевались – в полном объёме выразились проблемы долгожительства потребляемых при трубопроводном строительстве материалов.

Промышленность Российской Федерации при выходе по изготовлению труб из стали в неоспоримые мировые лидеры (мы изготавливали в 1980-м годам труб из стали больше, чем Япония, ФРГ и США вместе взятые) отстала серьёзно по масштабами изготовления трубопроводов альтернативных, прежде всего из полимеров. В этом отношении показательное сравнение потребления трубопроводов полимерных в системах хозяйства коммунального развитых экономически западных стран.

В Евросоюзе ежегодно потребляется около 40 тысяч километров труб пластмассовых. Доля их в системах трубопроводных внутренних сетей при строительстве от 20% до 40%, а в самых экономически развитых составляет: в Финляндии 50,8%, в Швейцарии 69,3%, в ФРГ – 46,2%. В Нидерландах удельный вес трубопроводов пластмассовых в водоснабжающих системах превышает 40%. В данный момент в Великобритании 99% строящихся вновь трубопроводов водопроводных составляют полиэтиленовые. Уже в 1997 году в Восточной, Западной и Центральной Европе было потреблено 1,9 миллионов километров таких труб. Каждый год прирост потребления пластмассовых труб составляет в Европе около 6-8%. Данным образом в Евросоюзе уже продолжительное время при вводе систем новых трубопроводов ощутимый объём составляют служащие долго трубы полимерные, в то время как в Российской Федерации несмотря на планы такого же примерно развития, всё данное время в большем числе потреблялись трубы из металла, время службы которых в таких же условиях многократно ниже полимерных.

Новейшие защищающие покрытия труб из стали – алюмокерамика и эмалирование.

Защита изделий из стали и вопросы пролонгации работы металла всегда активны и внимание к ним как прикладной, так и академической науки в СССР были ощутимыми. Проблема разных типов износа металлических конструкций и коррозии, также и трубопроводов стальных, изучалась советскими специалистами многие десятки лет. Для того, чтобы решить эти проблем таким же образом привлекались технологические и опытные данные, которые были заимствованы отечественными специалистами во время репараций по отношению к Германии. В ходе этих исследований разработали уникальные и передовые технические разработки, промышленное широкое внедрение каковых не осуществилось до нынешнего времени. Так, в 49-м году прошлого века инженер Подклетнов Е.Н. получил свидетельство автора на изобретение по оригинальному способу трубного эмалирования с потреблением в процессе накладывания покрытия защитного на трубы стальные индуктора электромагнитного. С данного времени в Российской Федерации в первый раз в мире начала производится технология трубного эмалирования на станках-автоматах с потреблением обжига покрытий индукционного.

В 61-м году прошлого века во ВНИИСТ была организована лаборатория трубного эмалирования, а 60-70 годах на опытно-промышленной базе (станция Львовская, Московская область) осуществлены работы по эмалированию индукционному опытных партий с наружным и внутренним покрытием. В 80-м году в Пензе предприятием Пензаводпром в первый раз в мире создали технологию эмалирования двухстороннего труб с потреблением метода нагревания в поле индуктора электромагнитном (разработка А.А.Сиротинского). Под его же началом во ВНИИСТ была произведена технология эмалирования труб индукционного разных диаметров с потреблением электротоков частоты промышленной. В ряду с усовершенствованием способа эмалирования труб индукционного, производились разработки новых составов эмалей, которые отличались тем, что их оплавление производится при относительно небольших температурах, что предоставляет возможность экономить электроэнергию. Метод эмалирования индукционного отмечен в 90-м году премией Совмина СССР, а в 91 году на 19-м Международном салоне по новейшим технологиям в г. Женеве – золотой медалью.

Опыт потребления трубопроводов с покрытиями силикатноэмалевыми для необходимостей нефтехимии, нефтедобычи и теплосетей однозначно показали преимущество качественное эти труб и увеличение сроков использования в сравнении с обычными трубами из стали в разы. Но широкого потребления данные покрытия ещё не получили из-за того, что производственная база и мощности по накладыванию эмали на трубы не развиты (в России на данный момент всего лишь некоторое количество заводов, тогда, когда как нужда только для нефтехимии насчитывается десятками).

Опыт потребления труб с покрытиями стеклоэмалевыми.

Трубы, что выпускаются Пензенским заводом потреблялись для строительства мелиоративных систем и водоснабжения хозяйственно-питьевого трубопроводов. В последние время данные трубы нашли распространённое применение при строительстве трубопроводов промысловых, тех что транспортируют высокоагрессивные среды на месторождениях нефти, строительстве тепловых трасс, топливных проводов в аэропортах, а ещё при строительстве трубопроводов для перекачивания высокоагрессивных стоков комплексов животноводческих.

Эмалевые защитные покрытия при этом в отношении нормативном отнесены к довольно усиленному виду и обеспечивают антикоррозионную защиту труб не менее пяти десятков лет. На газопроводах магистральных трубы с покрытием стеклоэмалевым впервые в практике мировой потреблены на участке с протяжённостью в 2,5 километра газопровода Ленинакан – Маралик. Газопровод ввели в эксплуатацию в 68-м году прошлого века. Обследование участка эмалированного газопровода было проведено два раза, в мае 1972 года и в мае 1976 года. Для этого открыли шурфы по трубному периметру, удельное внимание было обследованию зоны трубы стыковой. Стеклоэмалевое покрытие после восьмилетней эксплуатации не претерпело заметных изменений.

Без трещин, блестящей, без отслоений и других дефектов была поверхность покрытия. Следы истирания в грунте покрытия обнаружено не было. Отличная адгезия покрытия к трубе из стали. Удовлетворительная битумная адгезия к стеклоэмали в районе стыка сварного, а также эпоксидной жидкой смолы и стеклоэмали, также стеклоэмали в районах единичных дефектов, что образовались в период транспортировки, строительных и монтажных работ. Повреждений, вызванных коррозией в местах стыков, и на трубе не обнаружено. Трубы с силикатным эмалевым покрытием было проложены для испытаний в теплосетях Ленинграда и Москвы. С 1961 года в эксплуатации находятся опытные участки с трубами эмалированными диаметром 300 миллиметров в Ленинграде, в условиях прокладки бесканальной, и в Москве в непроходимых каналах. С 1969 года в Москве используются опытно-промышленные участки тепловых трасс общей протяжённостью 2 километра диаметром 500 миллиметров, уложенных в каналах. Температура носителей от +80 градусов до +150 градусов Цельсия.

Проводимые регулярно ОРГРЭС вместе с ВНИИСТ вскрытия участков показали, что не смотря на тяжёлые термовлажностные и гидрогеологические условия (грунт глинистый с включениями камней, строительного мусора и кирпича; случайные затопления грунтовыми водами) и немалый срок эксплуатации покрытие стеклоэмалевое на трубах находится в состоянии хорошем, сохранило высокие защищающие свойства и занимается обеспечением надёжной защиты труб от наружных коррозионных процессов. Коррозионных следов на трубах вскрытых участков не было обнаружено.

Проводимые исследования также показали, что потребление эмалированных стальных труб сортамента нефтяного показало свою эффективность. Тогда же небольшие мощности производственные по выпуску этих трубопроводов вынудили активизировать работу по переделке имеющихся цехов с увеличением сортамента труб эмалируемых в ПО Башнефть, Пермнефть, Мангышлакнефть. Накопившийся опыт и имеющийся потенциал науки допустили эмалирования лаборатории КазНИПИнефти принять своё участие в виде разработчика технологий при проектировании некоторых новых производств трубного эмалирования сортамента нефтяного и реконструкции действующих производств.

Трубы стеклопластиковые.

В 1970-х годах в СССР были произведены попытки потребить композитные трубы в строительстве промысловом. Во ВНИИСТ разработали конструкцию трубы стеклопластиковой, плакированной внутри плёнкой из полиэтилена. Разработаны были оригинальное оборудование и технология для беспрерывного формования нефте- и газонепроницаемой трубы. Было запущено производство этих труб, но отсутствие нужного количества материалов-полимеров не помогло развитию данного производства.

В нынешнее время в Российской Федерации действует некоторое количество производств, что выпускают трубы стеклопластиковые диаметрами 10-1000 миллиметров. Данные трубы изготовляются по двум способам технологий: непрерывным и циклическим. При циклическом способе трубы формируются на гладких цилиндрических оправках длиной 6-12 метров путём намотки тканой ленты или стеклоровинга, что пропитаны компаундами термоактивными. Диаметр оправки снаружи соответствует диаметру внутреннему трубы. Определение толщины стенки происходит посредством количества наматываемых слоёв. Данная технология допускает получать с различной формой концов трубы, конструкцией соединения диктуемой и технологией выполнения его.

При непрерывном варианте формирующие оправки трубу состоят из элементов, что по мере намотки стеклоровинга на оправку по очереди производят возвратно-поступательные движения, в результате чего формируемая площадь трубы со временем сползает с оправки, поступая в термической обработки камеру. По мере вывода из станка трубы отформованной, она режется на конвейере на мерные отрезки длины заданной.

При непрерывном и циклическом вариантах получения трубы после формирования проходит заготовка цикл отверждения, путём нагревания её по заданному раннее термическому циклу, то есть выдержке при заданной температуре нужное время.

Трубы стеклопластиковые в Российской Федерации производятся в городах Люберцы, Пермь, Королёв, Хотьково и довольно широко потребляются для строительства и ремонта канализационных сетей, водостоков и водопроводов.