Вне зависимости от типа стыка есть общий перечень работ, обычно проводящихся при монтаже соединений.

 

 

Электросварной стык основан на принципе расплава полиэтиленовой оболочки и полиэтиленовой муфты при нагреве сварочным аппаратом, где нагревающим элементом служит медная лента специальной конструкции. Так как оболочка и муфта имеют одинаковый химический состав, при расплавке полиэтилена образуется однородный материал.

Электросварные стыки разъемного типа
Необходим для работ на узлах трубопроводов, где нет возможности установить обычный стык, а также для ремонтных работ. Полиэтиленовая муфта предварительно разрезается по продольному шву, устанавливается и сваривается на месте ручным экструдером, дальнейшая установка аналогична установке обычного стыка. Возможна работа только ручным экструдером.

Электросварные стыки удлиненные
Устанавливается в местах установки стартовых компенсаторов. Конструктивно выполнен из удлиненной муфты. Обеспечивает герметичность и работоспособность системы ОДК в предпусковой период и позволяет использовать его после срабатывания и заварки стартовых компенсаторов.

Необходимое оборудование

Экструзионно-сварные стыки (соединения типа WTS WJ «встык»)

Применение

Экструзионно-сварные стыки – новейшие стыки, предлагаемые компанией «Теплостройсервис», стали доступны благодаря сотрудничеству с европейским лидером в технологии изготовления и монтажа предварительно изолированных пенополиуретаном трубопроводов – финской компаний KWH Pipe, Technology. Благодаря высокой надежности применение экструзионно-сварных стыков рекомендуется на предварительно изолированных трубах с диаметром большим, чем 355 мм.

На округ трубопровода устанавливается сварочный аппарат. Производится сварка окружных швов, удаляются стягивающие пояса, и производится сварка продольного шва по направлению оси трубопровода.

Сварочный аппарат снимается, просверливаются отверстия для наполнения внутреннего пространства пенополиуретаном. Проводится опрессовка соединения, после которой пространство под обшивкой заполняется пеной. После наполнения заправочные отверстия наглухо заделываются.

Применение мастичного стыка

В основе этого стыка – полиэтиленовая муфта, которая дополнительно устанавливается на аппликатор (герметик), сверху устанавливается термоусадочная манжета (соединения типа WTS DSJ).
Термоусадочные муфты обладают высокой структурной целостностью и создают защитное покрытие стыка, полностью соответствующее  защитной оболочке. Термоусадочные муфты обеспечивают надёжную гидрозащиту благодаря высокой механической прочности, превосходному сопротивлению истиранию, необходимых для эксплуатации теплотрасс бесканальной подземной прокладки в условиях больших механических напряжений трубопровода. Простота монтажа и невысокая стоимость стыка (дешевле электросварного стыка) определяют его широкое использование.
Стык не требует специального оборудования и высокой квалификации персонала.

Стандартная технология монтажа мастичного стыка

Поверхности оболочек с обеих сторон от стыка очищаются и просушиваются, прогреваются мягким пламенем пропановой горелки до 70-90С, на горячую поверхность оболочек наклеивается адгезивная лента.

Муфта распаковывается  и надвигается на стык   (начиная с середины)

Края муфты усаживаются мягким пламенем пропановой горелки

Контроль герметичности производится опрессовкой воздухом давлением 0,3- 0,4 кг

 

Теплоизоляция стыка. В чистую емкость отдозировать необходимое по объему заливаемого стыка количество компонентов А и В (в пропорциях согласно технологическим инструкциям фирм-поставщиков) и перемешать их. Через отверстие залить в стык смесь компонентов ППУ.

 

Заливочное отверстие закрывается дренажной пробкой. В процессе вспенивания незначительное количество пены вытечет через дренажное отверстие пробки; это свидетельствует о полном заполнении объема стыка.

После затвердения пены дренажная пробка удаляется и заливочное отверстие заваривается полиэтиленовой пробкой.

Готовый изолированный стык имеет бочкообразную форму

Мастичные стыки разъемного типа

Для монтажа в затрудненных условиях и для проведения ремонтных работ применяют мастичный стык разъемного типа. По аналогии с электросварным стыком разъемного типа, на муфте разрезается продольный шов, который при изоляции стыка сваривается ручным экструдером на месте, дальнейшая установка аналогична установке обычного мастичного стыка.

Мастичные стыки удлиненные

Устанавливается в местах установки стартовых компенсаторов. Конструктивно выполнен из удлиненной муфты. Установка аналогична установке электросварного удлиненного стыка. Обеспечивает герметичность и работоспособность системы ОДК в предпусковой период и позволяет использовать его после срабатывания и заварки стартовых компенсаторов.

Контроль качества
При изоляции мастичными стыками проводится 3-х ступенчатый контроль качества сваренной муфты:

Стыки успешно прошли испытания как во ВНИПИ Энергопром г. Москва,так и в Датском технологическом институте на 1000 циклов, что в десять раз больше европейского стандарта Е1Ч-489 (100 циклов). Испытания проводились специально с учетом российских условий.

Термоусадочные стыки (термоусадочные ленты и манжеты)
Применение термоусадочных манжет и лент
Для изоляции сварных стыков труб с заводской изоляцией применяют термоусадочные ленты и манжеты. Термоусадочные ленты и манжеты могут применяться как индивидуально (соединения типа WTS JM PE), так и в комбинации с другими стыками, например, мастичными (соединения типа WTS DSJ).

Примером надежных термоусаживающихся материалов могут служить термоусаживающиеся манжеты канадской фирмы Canusa, гарантирующие высокое качество изоляции стыка и совместимые с большинством изоляционных систем. Термоусаживающиеся манжеты Canusa представляют собой трехслойную изоляционную систему защиты. Она состоит из внешней полиолефиновой основы – радиационно-сшитой и затем растянутой ленты, возвращающейся при нагреве в первоначальное состояние – и покрывающего основу плавкого двухкомпонентного праймера. Двухкомпонентный эпоксидный праймер играет особую роль – помимо выполнения функции праймирования (грунтования поверхности) он также является одним из важнейших компонентов антикоррозионной системы, предотвращая проникновение влаги и воздуха к поверхности трубы.

Внешняя полиолефиновая основа защищает адгезив от механических воздействий. В свою очередь адгезив удерживает основу на трубе, создавая клейкий слой между трубой и основой.
При нагревании манжеты, обернутой вокруг трубы, адгезив плавится, а основа начинает усаживаться. Радиальная сила усадки основы вжимает расплавленный адгезив во все неровности, а основа полностью обжимает сварочный стык.
После охлаждения адгезив твердеет, обеспечивая прочное сцепление с металлом трубы и заводским покрытием.

Основа манжет
Основа термоусадочных манжет бывает стандартная и усиленная.
Основа желтого цвета обычно используется для подземных трубопроводов, а также в жарком климате для отражения тепла во время продолжительного воздействия солнечного света при строительстве.
Черная основа стойка к воздействию ультрафиолетового излучения и может быть использована для наземной прокладки трубопроводов.
Термоусадочные манжеты с желтой основой имеют термоиндикаторный наполнитель, который при достижении нужной температуры нагрева меняет цвет на оранжевый, а затем при охлаждении принимает первоначальный цвет.

Адгезивы манжет
Адгезивы термоусадочных манжет делятся на две основные группы: мастичные и термоплавкие.
Мастичные адгезивы достаточно мягкие и липкие, поэтому они имеют хорошее прилипание к поверхностям при контакте. Подогрев помогает адгезиву растекаться и улучшает его прилипание.
Мастичные адгезивы имеют хорошие характеристики
по катодному отслаиванию, но более низкие — по сравнению
с термоплавкими — показатели при испытаниях на отрыв.

Термоплавкие адгезивы имеют твердую структуру на основе полукристаллических смол. Они имеют очень высокое сопротивление сдвигу и отрыву.

Термоплавкие адгезивы были разработаны для работы
при высоких температурах.
Мастичные адгезивы удобнее в работе, чем термоплавкие, поскольку при использовании первых требуется менее тщательная подготовка поверхности трубы и более низкая температура подогрева.

Индивидуально термоусаживающиеся ленты используют обычно при изоляции стыков пенополиуретановыми скорлупами. Технология использования ленточной усадочной муфты (термоусадочной ленты):
1. После сварки несущей трубы область соединения осушается и очищается. Для просушки несущей трубы и трубы оболочки используют слабо горящую сварочную горелку.
Удаление смазки осуществляется пропитанным этанолом материалом без ворса.
Трубу-оболочку очищают на 50 мм шире области термоусадочной ленты.  Рекомендуется использовать наждачную бумагу 60-го типа. Положение термоусадочной ленты отмечают двумя пометками на трубе-оболочке.

2. Отмеряют точную длину присоединения и отрезают полускорлупы на 1..2 мм длиннее, чем измеренное расстояние. Изоляционные полуцилиндры устанавливают на место и прикрепляют промышленной клейкой лентой по продольным стыкам и по окружности.
3. Место стыка еще раз очищается, например, тряпочкой или щеткой.

4. Отрезается термоусадочная лента требуемой длины, а затем отрезают уголки. При возникновении вопросов, следовать инструкциям по установке, выданным производителем ленты.

5. Нагреть газовой горелкой трубу-оболочку до 60…65ºС. Не разрешается нагревать скорлупы!
6. Удалить частично освобожденную прокладку и слегка нагреть клеевой материал под область стыкового соединения внахлест. Разместить термоусадочную ленту по центру соединительной области и прижать нагретую зону внахлест в положение «1 час». Нельзя натягивать!

7. Удалить оставшуюся прокладку, обмотать термоусадочную ленту вокруг соединительной области, нагреть место шва и соединить его нажатием. С шовного листа (выбирается по таблице) снимается клейкая лента. Шовный лист прижимается на шов. Пламя пропановой горелки регулируется так, чтобы оно было желтым (высотой примерно 50 см). Шовный лист нагревается до тех пор, пока термоиндикаторные пятна из синих не станут оранжево-зелеными.
Лист плотно прижимается рукой (непременно в защитной рукавице!) или стальным роликом. Когда нагретый шовный лист установлен на место его не нагревают больше.

8. Термоусадку начинают при помощи горелки ниже по центру поворачивание вокруг до тех пор, пока лента не покроет полностью центральный участок. Затем усадку продолжают равномерно к концам, пока не будет полного покрытия по окружности. При термоусадке нажатием пальцем проверяют, стала ли уплотнительная мастика мягкой (на поверхности остается ямка, которая быстро выравнивается).
Стык готов, если поверхность муфты ровная и с краев просачивается уплотнительная мастика. В качестве окончательной проверки удостоверяются в отсутствии холодных точек, горения ленты или воздушных пузырьков. Убедитесь, что клеевой материал проходит по всей поверхности, и края ленты не приподнимаются. Конструкция готового стыка с использованием рулонных термоусадочных материалов:
Стык можно подвергать механическим нагрузкам не ранее, чем место стыка охладится до температуры руки!

Монтаж стыка с кожухом из оцинкованной стали с помощью рулонных материалов (соединение WTS JAL)

Для создания герметически закрытого объема для заливки ППУ при использовании термоусадочных манжет и лент можно использовать кожух из оцинкованной стали, устанавливаемый на стык (стык типа WNS JAL).

1. Выполнить очистку наружной поверхности стыкового соединения, предварительно удалив слой ППУ с торцевой поверхности труб на глубину около 3-30 мм (до сухого материала);

2. Соединить провода системы контроля, закрепить провод в держателях, держатели - с трубой;

3. Наложить оцинкованный лист стали (~0,5 мм) на стык, с заходом на концы труб оболочек не менее 20 мм с каждой стороны, затянуть его лентами-зажимами и зафиксировать винтами-саморезами;

4. Смешать полиуретановые компоненты в объеме и пропорции, указанной заводом-изготовителем, и залить в отверстие в металлическом кожухе. Закрыть заливочное отверстие металлической пластиной и закрепить ее винтами-саморезами. После 30 минут, необходимых для полимеризации, снять бандажные ленты;

5. Подготовить поверхность ПЭ оболочек по обе стороны от стыка, удалить грязь, обезжирить, зачистить наждачной шкуркой и активировать поверхности оболочек путем прогрева их газовой горелкой до температуры приблизительно 60°С;

6. Прогреть поверхность, на которую будет укладываться термоусаживаемая лента. Этот процесс нужно выполнять одновременно с прогревом ПЭ оболочек, прилегающих к стыку.

7. Наложить термоусаживаемую ленту "Canusa" шириной 650 мм на стыковое соединение с расчетом закрытия боковых поверхностей прилегающих ПЭ оболочек приблизительно на 150 мм. Лента накладывается с перекрытием шва на 80 мм;

8. На шов ленты наложить фиксатор и далее произвести процесс термоусадки ленты.

Необходимое оборудование

Термоусадочные электросварные и экструзионно-сварные стыки (соединения типа WTS JHK)

Применение термоусадочных электросварных и экструзионно-сварных стыков

Применение термоусадочных электросварных и экструзионно-сварных стыков актуально и оправданно при изоляции стыков изолированных ППУ трубопроводов больших диаметров – от 560 мм до 1200 мм, когда при использовании обычных термоусаживающихся муфт возникают объективные сложности при прогреве толстой стенки муфты.
Комбинирование технологии термоусадки и электросварки муфты с полиэтиленовой оболочкой является следующим шагом в вопросе повышения надежности и герметичности изоляции стыков. Данная технология изоляции стыков труб в ППУ-изоляции в настоящее время находит применение в Европе.

Монтаж термоусадочных электросварных и экструзионно-сварных стыков

До сварки металлического стыка муфта в защитной упаковочной пленке устанавливается на полиэтиленовую оболочку трубы. Изоляционные работы начинают после контроля состояния сварного шва стальной трубы. Проводятся контрольные измерения проводников системы ОДК. Удаляется слой ППУ на торцах стальных труб. Очищается поверхность стальной трубы стыка. Соединяются проводники системы ОДК. Подготавливается поверхность полиэтиленовых оболочек под сварку (очищается, обезжиривается, зашкуривается). Далее производят следующие операции:

Конструкции стыков трубопроводов в ППУ-изоляции при надземной прокладке

Стыки с изоляцией
пенополиуретановыми скорлупами

Монтаж стыков при надземной прокладке с изоляцией пенополиуретановыми скорлупами

1. После сварки концов стальных труб и гидравлических испытаний трубопровода должна быть проведена очистка наружной поверхности участка стыка от следов ржавчины и окалины с помощью металлических щеток.
2. На поверхность стальной трубы наносится небольшое количество перемешанных жидких компонентов в количестве и пропорции, указанной заводом изготовителем.
3. Установить пенополиуретановые скорлупы на стыковое соединение. На стыковые поверхности скорлуп также наносятся жидкие компоненты для более полного закрытия технологических зазоров.
4. Прилегающие к стыку части оцинкованной оболочки обезжириваются спиртосодержащей жидкостью.
5. На стыковое соединение с установленными скорлупами накладывается термоусаживаемая лента шириной 650 мм и производится ее термоусадка при помощи пропановой горелки. Лента накладывается на стык с учетом перекрытия шва на 10 см.
6. Стык герметизируется.
7. Далее поверх усаженной ленты накладывается оцинкованный кожух и фиксируется при помощи замкового соединения (допускается дополнительно закрепить кожух, используя стальную бандажную ленту).
Стыки с заливкой
пенополиуретана на трассе

Монтаж стыков при надземной прокладке с заливкой пенополиуретана на трассе

1. После сварки концов стальных труб и гидравлических испытаний трубопровода должна быть проведена очистка наружной поверхности участка стыка от следов ржавчины и окалины с помощью металлических щеток. Соединяются сигнальные провода системы ОДК.
2. Прилегающие к стыку части оцинкованной оболочки обезжириваются спиртосодержащей жидкостью.
3. На раскрой листа (лучше предварительно прокатанного) для изоляции стыка наносится по периметру 3-х сторон (П-образном виде) герметик в виде ленты шириной 100 мм, с которой предварительно снимается защитный слой.
4. Оцинкованный лист оборачивается вокруг места стыка, при этом должен получиться нахлест двух концов листа в размере, зависящем от диаметра оболочки предизолированной трубы, но не менее 100 мм. Края получившейся муфты стягиваются бандажными ремнями.
5. Продольный стык муфты, а также соединение по окружности с оцинкованной оболочкой предизолированной трубы скрепляются при помощи клепок или саморезов.
6. Через технологические отверстия производится заливка пенополиуретана. После отвердевания ППУ и снятия напряжения с муфты, бандажные ремни снимаются, отверстия для заливки закрываются.
Для монтажа можно использовать специально изготовленную металлическую муфту (например, из той же оцинкованной стали), по размерам несколько большим внешнего диаметра оболочки предизолируемого трубопровода.
Для изоляции мест перехода из стальной в полиэтиленовую оболочку используется термоусадочное полотно.

Изолировочные работы

Изоляция стыков с помощью пенополиуретановых скорлуп
Изоляцию стыков можно производить с помощью готовых пенополиуретановых полуцилиндров (скорлуп). В этом случае общий порядок монтажа такой.

1. Место шва очищается от влаги и механических загрязнений. Влагу, например, можно удалить путем нагрева места шва пламенем газовой горелки. В этом случае нужно остерегаться поджигания полиуретановой изоляции.
Берется скорлупа в соответствии с диаметром изолируемого трубопровода. Отрезанная при помощи ножовки или ножа скорлупа по длине стыка (допуск 0…+3мм) устанавливается на изолируемый стык. Щель на концах желоба не должна превышать 1 мм.
Крепление скорлуп на стык производится при помощи промышленной липкой ленты. Крепление проволокой не допускается.
2. Гидроизоляция стыка производится после теплоизоляционных работ. Оболочка трубы в зоне усадки ленты прогревается до 60-70°С. Термоусаживающаяся лента оборачивается вокруг стыка, скрепляется замковой пластиной и равномерно усаживается по периметру газовой горелкой.

Заливка пенополиуретана на трассе

Применение мобильного заливочного оборудования

Для заливки пенополиуретана на трассе обычно используется специальное мобильное оборудование (например, машина типа Mobi 30 Max).

Условия для заливки:
Температура пенообразующих химикатов (изоцианат и полиол) не должна быть ниже +18°С.
Температура места стыка и заливочной формы должна быть минимум +18°С. Они должны быть абсолютно сухими и чистыми от механической грязи. Поскольку при заливочных работах приходится иметь дело с вредными для организма веществами, то необходимо пользоваться пластмассовой защитной маской для лица и защитными рукавицами.

Заливочные работы:
Заливочная машина выдает в зависимости от размера трубопровода количество пены через отверстие для наполнения в форму, лист или втулку. Пену можно смешать и дозировать также и вручную.
Воздуху, вытесняемому расширяющейся пеной, дают выйти, отверстия закрываются, когда пена начинает выходить наружу.
Пенообразование начинается через 40-120 сек. после того, как компоненты смешаны, в зависимости от температуры и сырьевых материалов.

Применение пенопакетов
Одной из последних разработок в области изоляции стыков является использование пенопакетов. Пенопакет представляет собой разделенный съемной перемычкой на две герметичные камеры пленочный пакет, содержащий компоненты ППУ. Пенопакеты имеют горловину для выливания смешанных компонентов в полость стыка трубопровода и позволяют в течение одной минуты – качественно смешать компоненты, вскрыть горловину пакета, вставить горловину в отверстие муфты стыка и вылить реакционную массу в полость стыка до начала вспенивания. При этом исключаются остатки внутри пакета не прореагированных компонентов, что делает пенопакет экологически чистым.
В настоящее время производятся пенопакеты для изоляции трубопроводов в диапазоне 57/125 мм – 325/450 мм.