Применение новейших теплоизолирующих материалов при строительстве газопроводов высокого давления труб большого диаметра в районах вечной мерзлоты и использование этих материалов при изоляции труб малых диаметров методом напыления, страница 11

стабилизация тепловых режимов надземных газонефтепрово­дов и других трубопроводов, в том числе в целях предотвращения гидратообразования в газопроводах, парафинизации в нефтепрово­дах, обмерзания воды в водопроводах и т.п.

С середины 80-х годов теплоизолирующие материалы начали внедряться для теплоизоляции надземных шлейфов и коллекторов при обустройстве северных газоконденсатных месторождений, например, на Ямбургском ГКМ - в целях предотвращения в них гидратообразования, В 1984-1985 гг. на двух магистральных газо­проводах (Уренгой-Помары-Ужгород, Уренгой-Центр I) были уло­жены теплоизолирующие экраны из пенополистирола марки ПС-4 в траншеи под трубопроводами общей протяженностью около 6 км на участках вечномерзлых грунтов.

Анализ состояния теплоизолирующих экранов на вышеука­занных участках, а также многолетних циклов натурных исследо­ваний термомеханического взаимодействия в системе "теплый тру-бопровод-теплоизоляция-вечномерзлый грунт", проводимых ВНИИ-газом на опытных полигонах севера Западной Сибири, показал

24

неэффективность применения теплоизолирующих экранов из пе-нополистирола на трубопроводах большого диаметра. Причиной неэффективности являются:

низкие механические характеристики пенополистирола ПС-4;

большое водопоглощение вследствие открытой пористой ячеистой структуры материала, что приводит к большой деформи­руемости экранов (толщина экрана уменьшается от 2 до 4 раз) и существенному увеличению коэффициента его теплопроводности (в 2-5 раз).

По этим причинам дальнейшее применение теплоизоляции при строительстве газопроводов с Ямбургского ГКМ было отмене­но. Однако научно-исследовательские работы по созданию тепло­изолирующих материалов с высоким термомеханическими и теп-лофизическими характеристиками были продолжены.

По заданию Газпрома ЗАО НПП "Аквасинт" была разработа­на серия сферопластиков СФИ-650 и СФИ-400 и других для тепло­изоляции труб нефте- и газопроводов диаметром до 530 мм на ос­нове эпоксидных связующих и полых сферических наполнителей -микросфер из фенолформальдегидной смолы и стекла.

Сферопластики различного состава ранее использовались в качестве конструкционного высоководостойкого антикоррозионого материала в подводных технических средствах и аппаратах для ис­следований глубин Мирового Океана.

По мнению специалистов ВНИИгаза, при сооружении се­верных магистральных газопроводов большого диаметра наиболее подходящим теплоизолирующим материалом является сферопластик серии СФИ-180, термомекаиические и теплофизические характери­стики которого удовлетворяют предъявляемым требованиям (проч­ность на сжатие - 3 МПа; теплопроводность - 0,045-0,06 Вт/мК; низ­кая гидрофобностъ). Кроме того, адгедия к металлу трубы на от­рыв составляет 1 ,9-2,0 МПа, что позволяет использовать его в ка­честве антикоррозионного материала (все другие теплоизолирую­щие материалы этими свойствами не обладают).

При сооружении магистральные газопроводов теплоизоли­рующие материалы из сферопластика рекомендуется использовать на трассе с прерывистой островной мерзлотой на участках высо­кольдистых пучинистых грунтов в зависимости от температурного режима газопровода:

25

1)  при транспорте газа с круглогодичной отрицательной тем­
пературой для предотвращения негативного воздействия сил мо­
розного пучения на талых пучинистых грунтах и на пограничных
зонах, слагаемых талыми и мерзлыми грунтами;

2)  при транспорте газа с положительной температурой на
участках с вечномерзлыми грунтами;

3)  при транспорте газа со знакопеременной температурой
(после АВО) на участках талых пучинистых грунтов и высоколь­
дистых просадочных грунтов. В этом случае объем применения
теплоизоляции существенно уменьшается, для его применения не­
обходимы специальные прогнозные теплотехнические расчеты.