Определение температуры размягчения нефтяных

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 5

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

I. КОНСТРУКЦИИ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изоляционные покрытия обеспечивают первичную ("пассивную") защиту трубопроводов от коррозии, выполняя функцию "диффузионного барьера", через который затрудняется доступ к металлу коррозионно-активных агентов (воды, кислорода воздуха).

Согласно ГОСТ Р51164 – 98 регламентируется 22 конструкции защитных покрытий трубопровода (табл. 1). Допускается применять другие виды изоляционных покрытий при согласовании с заказчиком, Госгортехнадзором и проектировщиком в соответствии с утвержденными ТУ, другими НД или сертификатами качества на новые изоляционные материалы.

Таблица 1

Конструкция защитных покрытий трубопроводов

II . ТРЕБОВАНИЯ К ИЗОЛЯЦИОННЫМ ПОКРЫТИЯМ

Технические требования к изоляционным материалам и покрытиям включают ряд показателей, характеризующих физико-химические и механические свойства материалов и покрытий, обеспечивающие надежную противокоррозионную защиту наружной поверхности трубопровода в течение всего срока службы трубопровода. К противокоррозионным изоляционным покрытиям предъявляются следующие основные требования:

ü хорошие диэлектрические свойства (переходное электрическое сопротивление изолированного трубопровода после укладки и засыпки должно быть не ниже 10⁴ Ом^.м² при изоляции нормального типа и не ниже 10⁵ Ом^.м² - при изоляции усиленного типа);

ü достаточно высокая теплостойкость в зависимости от окружающей температуры воздуха при нанесении покрытия на трубопровод (оно не должно оплывать под действием солнечных лучей);

ü высокая механическая прочность во избежание нарушения сплошности изоляционного слоя при производстве укладочных работ и от давления грунта;

ü высокая морозостойкость (при отрицательных температурах не должно происходить образование трещин);

ü высокая химическая стойкость и водостойкость;

ü нейтральность самого покрытия к металлу трубы;

ü хорошая прилипаемость к металлу трубы (сопротивление на отрыв должно быть не менее 5 кгс/см²).

Все изоляционные покрытия разделяются на два типа – нормальное и усиленное. Выбор того или иного типа покрытия определяется в соответствии со СНиП 2.05.06 – 85* в зависимости от конкретных условий прокладки и эксплуатации трубопроводов.

Усиленный тип защитных покрытий следует применять на трубопроводах сжиженных углеводородов, трубопроводах диаметром 1020 мм и более независимо от условий прокладки, а также на трубопроводах любого диаметра, прокладываемых:

- южнее 50^о северной широты;

- в засоленных почвах любого района страны (солончаковых, солонцах, солодях, такырах, ссорах и др.);

- в болотистых, заболоченных, черноземных и поливных почвах, а также на участках перспективного обводнения;

- на подводных переходах и в поймах рек, а также на переходах через железные и автомобильные дороги, в том числе на защитных футлярах и на участках трубопроводов, примыкающих к ним, в пределах расстояний, устанавливаемых при проектировании;

- на пересечениях с различными трубопроводами – по 20 м в обе стороны от места пересечения;

- на участках промышленных и бытовых стоков, свалок мусора и шлака;

- на участках блуждающих токов;

- на участках трубопроводов с температурой транспортируемого продукта 313 К (40^о С) и выше;

- на участках нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, прокладываемых на расстоянии менее 1000 м от рек, каналов, озер, водохранилищ, а также границ населенных пунктов и промышленных предприятий.

Во всех остальных случаях применяются защитные покрытия нормального типа.

Требования к защитным покрытиям усиленного типа приведены в таблице 2, нормального типа - в таблице 3.

Таблица 2

Требования к покрытиям усиленного типа

Наименование показателя	Норма	Метод испытания	Номер покрытия по таблице 1
1. Прочность при разрыве, МПа, не менее, при температуре:
293 К (20 °С)	12,0	ГОСТ 11262	1, 2, 3, 8, 14
	10,0	ГОСТ 11262	6, 7
	18,0	ГОСТ 14236	9, 10, 15, 16, 17, 19
333 К (60 °С)	10,0	ГОСТ 11262	1, 2, 8, 14
353 К (80 °С)	10,0	ГОСТ 14236	10, 17
383 К (110 °С)	8,0	ГОСТ 11262	8, 14
2. Относительное удлинение при разрыве, %, не менее, при температуре:
293 К (20 °С)	200	ГОСТ 11262	1, 2, 6, 7, 8, 14
	200	ГОСТ 11262	9, 10, 15, 16, 17, 19
	5	ГОСТ 18299	4
	20	ГОСТ 11262	3
233 К (минус 40 °С)	100	ГОСТ 11262	1, 2, 6, 7, 8, 14
	100	ГОСТ 14236	9, 10, 15, 16
3. Изменение относительного удлинения при разрыве после выдержки при 383 К (100 °С) в течение 1000 ч, %, не более	25	ГОСТ 11262 ГОСТ 14236	1, 2, 3, 6, 7, 8, 14 9, 10, 15, 16, 17, 19
4. Температура хрупкости, К (°С), не выше	213 (-60)	ГОСТ 16783	9, 10, 14, 15, 16, 17, 19
5. Температура хрупкости мастичного слоя, К (°С), не более	253 (-20)	ГОСТ 2678	6, 11, 18
	263 (-10)		12, 13
6. Стойкость к растрескиванию при температуре 323 К (50 °С), ч, не менее	1000	ГОСТ 13518	Для покрытий с толщиной полиолефинового слоя не менее 1 мм: 1, 2, 6, 7, 8, 14
7. Стойкость к воздействию УФ радиации в потоке 600 кВт·ч/м при температуре 323 К (50 °С), ч, не менее	500	ГОСТ 16337	1, 2, 6, 7, 8, 9, 10
8. Прочность при ударе при температуре:		Приложение А	Для всех покрытий заводского нанесения (кроме 1, 2), для трубопроводов диаметром:
от 233 К (минус 40 °С) до 313 К (40 °С), Дж, не менее	10,0		1020 мм и более
	8,0		До 820 мм
	6,0		До 530 мм
	4,0		До 273 мм
до 313 К (40 °С), Дж, не менее	4,0		Для всех покрытий трассового нанесения
293 К (20 °С), Дж/мм толщины покрытия, не менее	6,0		1, 2 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	5,0		1, 2 (для трубопроводов диаметром до 1220 мм)
9. Адгезия в нахлесте при температуре 293 К (20 °С), Н/см, не менее:		Приложение Б
ленты к ленте	7,0		9, 10, 15, 16, 17, 18
	35,0		8, 14, 19
обертки к ленте	5,0		9, 10, 15, 16, 17, 18
слоя экструдированного полиолефина к ленте	15,0		7 (для трубопроводов диаметром 530 мм и более)
10. Адгезия к стали при температуре:
293 К (20 °С), Н/см, не менее	70,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	50,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 820-1020 мм)
	35,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 8, 14
	25,0	Приложение Б или ГОСТ 411 (Метод В)	19
	20,0	Приложение Б или ГОСТ 411 (Метод В)	7, 9, 10, 15, 16, 17
293 К (20 °С), балл, не более	1	ГОСТ 15140	3, 4
293 К (20 °С), МПа/м , не менее	0,2	Приложение Б	11, 12
	0,1	ГОСТ 14759	6, 13, 18
313 К (40 °С), Н/см, не менее	50,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	20,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 8, 14, 19
	10,0	ГОСТ 411 (Метод В)	7, 9, 15, 16
333 К (60 °С), Н/см, не менее	30,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	9,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром до 1020 мм)
	9,0	ГОСТ 411 (Метод А)	8, 14
353 К (80 °С), Н/см, не менее	9,0	ГОСТ 411 (Метод В)	10, 17
353 К (80 °С), балл, не более	1	ГОСТ 15140	3, 4
373 К (100 °С), Н/см, не менее	9,0	ГОСТ 411 (Метод А)	8, 14
258 К (минус 15 °С), МПа/м , не менее	0,2	ГОСТ 14759	6, 13, 18
11. Адгезия к стали после выдержки в воде в течение 1000 ч, при температуре:
293 К (20 °С), Н/см, не менее	50,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 19 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	35,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 19 (для трубопроводов диаметром 820-1020 мм)
	30,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 8, 14, 19
	15,0	ГОСТ 411 (Метод В)	9, 10, 15, 16, 17
293 К (20 °С), балл, не более	1	ГОСТ 15140	3, 4
313 К (40 °С), Н/см, не менее	50,0	ГОСТ 411 (Метод В)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	35,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 820-1020 мм)
	30,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 8, 14
	15,0	ГОСТ 411 (Метод В)	7, 9, 15, 16
323 К (50 °С), балл, не более	1	ГОСТ 15140	3, 4
333 К (60 °С), Н/см, не менее	50,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	35,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2 (для трубопроводов диаметром 820-1020мм)
	30,0	ГОСТ 411 (Метод А)	1, 2, 8, 14
371 К (98°С), Н/см, не менее	15,0	ГОСТ 411 (Метод В)	10, 17
12. Адгезия к стали после выдержки на воздухе в течение 1000 ч, Н/см, при температуре 373 К (100 °С), не менее	20,0	ГОСТ 411 (Метод В)	7, 9, 10, 14, 16, 17
13. Грибостойкость, балл, не менее	2	ГОСТ 9.048- ГОСТ 9.050, ГОСТ 9.052	Для всех покрытий усиленного типа
14. Площадь отслаивания покрытия при поляризации, см , не более, при температуре:		Приложение В
293 К (20 °С)	4,0		1, 2, 3, 19 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	5,0		Для всех покрытий трубопроводов диаметром до 1020 мм
	5,0		8, 14
313 К (40 °С)	8,0		1, 2, 3, 19 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
313 К (40 °С)	10,0		Для всех покрытий трубопроводов диаметром до 1020 мм
	10,0		8, 14
333 К (60 °С)	10,0		1, 2, 3 (для трубопроводов диаметром 1220 мм и более)
	15,0		Для всех покрытий трубопроводов диаметром до 1020 мм
	15,0		8, 14
353 К (80 °С)	20,0		8, 10, 14, 17
	8,0		3, 4
15. Переходное сопротивление покрытия в 3 %-ном растворе NaCl при температуре 293К (20°С), Ом·м , не менее:		Приложение Г
исходное	10		1, 2, 8, 14
	10		3, 4, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19
через 100 сут выдержки	10		1, 2, 8, 14
	10		3, 4, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19
16. Сопротивление изоляции на законченных строительством и засыпанных участках трубопровода при температуре выше 273К (0°С), Ом·м , не менее		Приложение Д
	3·10		1, 2, 3, 8, 14
	1·10		4, 6, 7, 10, 13, 15, 16, 17, 19
	5·10		11, 12, 18
17. Диэлектрическая сплошность. Отсутствие пробоя при электрическом напряжении, кВ/мм	5	Искровой дефектоскоп	Все, кроме 4, 5
18. Сопротивление пенетрации (вдавливанию), мм, не более, при температуре:		Приложение Е
до 293 К (20 °С) и менее	0,2		Для всех покрытий
свыше 293 К (20 °С)	0,3		Для всех покрытий для трубопроводов диаметром 1200 мм и более
19. Водопоглощение ленты или обертки в течение 1000 ч при температуре 293 К (20 °С), %, не более	0,5	ГОСТ 4650	7, 9, 10, 13, 15, 16, 17, 19
20. Влагопоглощение через 1000 ч при температуре 293 К (20 °С), %, не более	5	ГОСТ 4650	3
21. На срезе покрытия под углом 45° при 3-5-кратном увеличении не должны наблюдаться поры на границе между металлом и покрытием	-	-	3

Таблица 3

Требования к покрытиям нормального типа

Наименование показателя	Норма	Метод испытания
1. Прочность при разрыве, Н/см, не менее:		ГОСТ 14236
обертки	70
изоляционной ленты	50
2. Относительное удлинение при разрыве ленты или обертки, %, не менее	80	ГОСТ 14236
3. Изменение относительного удлинения при разрыве ленты или обертки, после выдержки при температуре 373 К (100 °С) в воде в течение 1000 ч, %, не более	10	ГОСТ 14236
4. Адгезия к стали для покрытий:
ленточных, Н/см, не менее	10,0	Приложение Б, ГОСТ 411 (Метод В)
мастичных, МПа, не менее	0,2	Приложение Б
5. Грибостойкость, балл	2	ГОСТ 9.048 - ГОСТ 9.050, ГОСТ 9.052
6. Водопоглощение ленты и обертки в течение 1000 ч при температуре 293 К (20 °С), %, не более	0,5	ГОСТ 4650
7. Переходное сопротивление покрытия в 3 %-ном растворе NаСl при температуре 293 К (20°С), Ом·м , не менее:		Приложение Г
исходное	5·10
через 100 сут. выдержки	5·10
8. Сопротивление изоляции на законченных строительством участках трубопровода при температуре выше 273 К (0 °С), Ом·м , не менее	5·10	Приложение Д
9. Диэлектрическая сплошность. Отсутствие пробоя электрическим током при напряжении 5 кВ/мм толщины	Отсутствие пробоя	Искровой дефектоскоп
10. Площадь отслаивания покрытия при катодной поляризации при температуре 293 К (20 °С), см, не более	10	Приложение В
11. Температура хрупкости, К (°С), не выше	253 (-20)	ГОСТ 16783

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И

ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ РАЗМЯГЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ

БИТУМОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ

ТРУБОПРОВОДОВ

Цель работы. Ознакомление с прибором и методикой определения температуры размягчения битума. По температуре размягчения изучаемого битума определить марку битума.

Приборы и материалы: прибор "кольцо и шар", термометр, секундомер, металлическая пластинка, стакан с водой, нож для срезания битума, газовая горелка, битум неизвестной марки.

Описание прибора и методики проведения работы

Определение температуры размягчения битума производится по методу "кольцо и шар"

Прибор "кольцо и шар" (рис.1) состоит из трех металлических пластин 5, скрепленных на определенном расстоянии друг от друга, проходящими через них металлическими стержнями. В средней пластине имеются два отверстия, в каждое из которых вставляют латунные кольца 1 внутренним диаметром 15,88, высотой 6,25 и толщиной стенок 2,38 мм. В середине верхней пластины имеется отверстие, в которое вставляется термометр 4.

Изучаемый битум разогревают на газовой горелке, после чего наливают с избытком в латунные кольца прибора 1. После охлаждения на воздухе в течение 30 мин при (25±10)^оС избыток битума в кольцах гладко срезают нагретым ножом вровень с краями колец.

Кольца с битумом помещают в отверстия на верхней пластинке аппарата. В среднее отверстие верхней пластинки вставляют термометр 4 так, чтобы нижняя точка ртутного резервуара была на одном уровне с нижней поверхностью битума в кольцах.

Штатив с испытуемым битумом в кольцах и направляющими накладками помещают в стеклянный стакан (баню) 6, заполненный дистиллированной свежевскипиченной водой, температура которой (5±1) °С, уровень воды над поверхностью колец не менее 50 мм

По истечении 15 мин штатив вынимают из бани, на каждое кольцо в центре поверхности битума кладут пинцетом стальной шарик 3, охлажденный в бане до (5±1) °С, и опускают подвеску обратно в баню, избегая появления пузырьков воздуха на поверхности битума.

Устанавливают баню на нагревательный прибор 7-8 так, чтобы плоскость колец была строго горизонтальной. Температура воды в бане после первых 3 мин подогрева должна подниматься со скоростью (5±0,5) °С в минуту.

Рис. 1. Схема прибора "кольцо и шар"

1-латунное кольцо, 2 – битум, 3 – стальной шарик, 4 – термометр, 5 - металлические пластины, 6 – стеклянный стакан, 7-8 – нагревательный прибор, 9 – битум, выдавленный шариком

При нагревании стакана с прибором битум размягчается. При этом шарик своей тяжестью будет деформировать и продавливать битум и, наконец, наступит момент, когда битум размягчится настолько, что выдавится из кольца шариком 9 и коснется нижней пластинки прибора. В этот момент отмечают по термометру температуру, при которой размягченный нагреванием и деформированный шариком битум коснется нижней пластинки прибора. Эта температура принимается за температуру размягчения изучаемого битума.

Наблюдение ведут одновременно за двумя кольцами.

Температура размягчения изучаемого битума вычисляется как среднее арифметическое двух значений.

Таблица 1

Результаты работы.

Полученное значение температуры размягчения изучаемого битума заносится в табл.20 и сравнивается со значениями по ГОСТу (табл. 1).

На основании этих сравнений определяется марка изучаемого битума и записывается в табл.2.

Таблица 2

Лабораторная работа № 2