Напыление коррозионностойких покрытий сварных швов магистральных газопроводов

 
 
 
 
Д. О. Буклешев, В. Н. Мельников 
 
 
 
 
 
НАПЫЛЕНИЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ 
СВАРНЫХ ШВОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ  
ГАЗОПРОВОДОВ 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
 

УДК 621.644.07 
ББК 39.7 
Б90 
 
 
 
Рецензенты:  
член-корр. ГАН РАО, доктор физико-математических наук, доктор технических наук,  
профессор ФГБОУ ВО «Самарский государственный университет путей сообщения»  
Волов В. Т.; 
доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный  
университет» Ковтунов А. И.; 
кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО «Самарский государственный университет 
путей сообщения» Припутников А. П. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Буклешев, Д. О. 
Б90  
Напыление коррозионностойких покрытий сварных швов магистральных газопроводов : монография / Д. О. Буклешев, В. Н. Мельников. – 
Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 76 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1864-5 
 
Проведена оценка существующих технологий и оборудования по газопламенному 
напылению и электродуговой металлизации для возможности их применения по напы- 
лению коррозионностойких покрытий на сварные соединения магистральных газопро- 
водов. Рассмотрена имеющаяся нормативная база технологического процесса и опыт 
применения на аналогичных объектах. Проведена оценка рисков возможных аварийных ситуаций по разгерметизации магистральных газопроводов. 
Для научных работников и специалистов, занимающихся вопросами эксплуатации магистральных газопроводов. 
УДК 621.644.07 
ББК 39.7 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1864-5 
© Буклешев Д. О., Мельников В. Н., 2024 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
Введение  ...................................................................................................................... 5 
1. Общие сведения и понятия о коррозии и защите трубопроводов ..................... 9 
1.1. Почвенная коррозия  ............................................................................................ 9 
1.1.1. Опасность почвенной коррозии для магистральных газопроводов 
........... 11 
1.1.2. Анализ дефектов по результатам отчета ВТД участка МГ  
«Челябинск-Петровск», Ду 1400, 610-778 км  
........................................................ 14 
1.2. Обзор и анализ методов нанесения коррозионностойких  
покрытий для защиты сварных соединений газопроводов 
................................... 16 
1.2.1. Методы получения наружной противокоррозионной защиты  
современными изоляционными материалами 
........................................................ 16 
1.2.2. Методы нанесения защитных металлических коррозионностойких  
покрытий  ................................................................................................................... 19 
1.2.3. Холодный способ нанесения защитного покрытия  .................................... 20 
1.2.4. Горячий способ нанесения защитного покрытия ........................................ 21 
1.2.5. Холодное газодинамическое напыление  ..................................................... 21 
1.2.6. Газопламенное и плазменное нанесение защитного покрытия  
................. 22 
1.2.7. Электродуговая металлизация  ...................................................................... 23 
1.3. Анализ наиболее применимых методов и оборудования нанесения  
защитных металлических коррозионностойких покрытий на сварные  
соединения магистрального газопровода  .............................................................. 27 
1.3.1. Обоснование необходимости защиты сварного соединения 
после сварки  
.............................................................................................................. 27 
1.3.2. Оборудование газопламенного нанесения защитного покрытия  
.............. 30 
1.3.3. Оборудование электродуговой металлизации  ............................................ 30 
1.4. Обоснование выбора оборудования и технологии нанесения  
коррозионностойких покрытий на сварное соединение в трассовых  
условиях  .................................................................................................................... 31 
1.4.1. Требования к мобильности оборудования  
................................................... 31 
3 

1.4.2. Требования по безопасности и надежности эксплуатации  
оборудования  ............................................................................................................ 32 
1.4.3. Выбор наиболее подходящей технологии и оборудования для защиты 
сварных швов и околошовной зоны МГ  ................................................................ 34 
2. Разработка комплексной технологии нанесения коррозионностойких  
покрытий кольцевых швов магистральных газопроводов  
................................... 36 
2.1. Анализ и выбор присадочных материалов для напыления на сварное  
соединение методом электродуговой металлизации  
............................................ 36 
2.1.1. Характеристики защищаемых поверхностей для нанесения  
коррозионностойкого покрытия  ............................................................................. 37 
2.1.2. Выбор наиболее подходящего состава материала защитного  
покрытия  
.................................................................................................................... 38 
2.1.3. Условия для проведения работ и свойства материала покрытия  
.............. 41 
2.2. Подготовка поверхности сварного шва и околошовной зоны перед  
напылением  ............................................................................................................... 43 
2.3. Разработка технологического процесса напыления защитного покрытия на 
поверхность сварного шва и околошовной зоны 
................................................... 48 
2.4. Контроль качества металлизационных покрытий  ......................................... 52 
3. Зависимость сплошности, пористости и адгезионной прочности  
нанесенных покрытий от скорости вылета и размера напыляемых частиц  
....... 55 
3.1. Условия получения максимально прочного адгезионного покрытия  ......... 55 
3.2. Способы повышения качества получаемых покрытий  ................................. 57 
Заключение  
................................................................................................................ 67 
Список используемой литературы и используемых источников  
........................ 70 
 
 
 
4 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Самым эффективным и безопасным способом транспортировки газа на 
значительные расстояния является их транспортировка по газопроводам. Этот 
способ транспортировки от мест добычи к местам потребления применяется 
уже больше сотни лет. При этом коррозионная защита газопроводов напрямую 
влияет на их долговечность и безаварийную работу. 
ООО «Газпром трансгаз Самара» на данный момент обслуживает более 
4500 километров газопроводов, расположенных от границы Татарстана до Саратовской области, в том числе с системой газораспределительных и компрессорных станций. 
В настоящее время магистральная часть газотранспортной системы, которая была проложена в начале 80-х годов, требует проведения работ по капитальному и текущему ремонту. 
Для выполнения работ по восстановлению технических характеристик газопровода и приведению их в соответствие с нормативными значениями, необходимо выполнить значительный объем работ по капитальному ремонту с заменой труб, имеющих недопустимые дефекты, на новые в заводской изоляции. 
Необходимо выполнить эту работу так, чтобы ресурс вновь проложенного магистрального газопровода оказался максимальным и вложенные капитальные затраты были реализованы в полной мере.  
Основными задачами ставятся качественное выполнение всего комплекса 
подготовительных и сварочных работ, а также мероприятий по поддержанию 
газопроводов в исправном состоянии. Для реализации этих задач должны быть 
применены в том числе и эффективные способы защиты газопроводов от коррозионных воздействий окружающей среды. 
Как показывают данные результатов внутритрубной диагностики, основными дефектами, наиболее опасными и требующими кратчайшего проведения 
ремонта, являются коррозия и аномалии кольцевых швов магистральных газопроводов. Дефекты в основном металле трубы встречаются значительно реже и 
5 

чаще всего имеют аномалию, вызванную нарушением технологии производства 
этих труб. Также их категория опасности ниже, что позволяет дальше эксплуатировать газопровод до перехода дефектов в категорию опасных и подлежащих 
исправлению в ближайшие сроки. 
Накопленная статистика дефектов показывает, что именно зоны сварных 
соединений труб, СДТ и ЗРА являются наиболее подверженными коррозии, 
особенно это касается газопроводов, проложенных в земле с высоким уровнем 
грунтовых вод, обводненных участках и при пересечении водных преград. Возможность повышенной коррозии сварных соединений обусловлена разным составом и структурой металла шва и основного металла трубы в зоне сварки, что 
при наличии коррозионно-активных агентов (кислорода и воды) может стимулировать активное образование электрохимической коррозии и концентрации 
особо опасных язвенных образований. 
После проведение ремонтных мероприятий наступает не менее важный 
этап подготовки и нанесения изоляции отремонтированных участков. Этот этап 
незаслуженно отнесен к второстепенным работам. Однако, именно качество 
подготовки и защиты сварных соединений напрямую влияет на срок службы и 
безопасность эксплуатации газопровода. После выполнения сварки необходимо 
обеспечить качественное выполнение всего объема работ по подготовке поверхности перед нанесением защитного покрытия на сварное соединение, а 
также выполнить нанесение в соответствии с технологией. 
Выполнение работ по нанесению изолирующего защитного покрытия, 
обеспечивающего качество защиты от проникновения коррозионно-активных 
агентов, аналогично нанесенной заводской изоляции, в трассовых условиях выполнить технически очень сложно. 
Задача по обеспечению противокоррозионной защиты участков сварных 
соединений является крайне сложной, так как в отличие от заводской изоляции 
труб, СДТ и ЗРА, изоляция сварных швов может осуществляться только в трассовых условиях. В сложных климатических условиях очень трудно соблюсти 
6 

все этапы подготовки поверхности сварных соединений и технологию нанесения изоляционного покрытия. 
Тема напыления коррозионно-стойких покрытий сварных швов магистральных газопроводов является актуальной, так как обеспечение надежной и 
безопасной эксплуатации газопроводов является одной из основных задач в 
энергетической отрасли. Одной из основных проблем, которые возникают при 
эксплуатации газопроводов, является коррозия металла, особенно в местах 
сварных соединений, что может привести к аварийным ситуациям. 
Современные требования к обеспечению надежности, безопасности и 
экономичности эксплуатации газопроводов приводят к необходимости учитывать при выборе методов их защиты от коррозии не только стоимость однократного покрытия, но и риски, возникающие из повышенной коррозионной 
опасности и ответственности объекта. 
Целью работы является увеличение срока эксплуатации газопроводов и 
снижение затрат на их ремонт и обслуживание за счет повышения коррозионной стойкости сварных соединений путем разработки методики и технологического регламента напыления коррозионностойких покрытий на сварные швы 
магистральных газопроводов. Определить закономерности влияния условий и 
режимов проведения электродуговой металлизации на свойства образующихся 
защитных покрытий. Разработать технологические рекомендации по нанесению 
коррозионностойких покрытий на сварные соединения труб и деталей трубопроводов, исследовать коррозионную стойкость покрытий и внедрить их в производство. 
Научная новизна: 
Впервые разработана и предложена комбинированная технология повышения коррозионной защиты сварных швов и околошовной зоны магистральных газопроводов. 
Технология электродугового напыления является наиболее эффективным 
способом нанесения коррозионностойких покрытий на сварные соединения газопроводов.  
7 

Ранее для антикоррозионной защиты сварных швов газопроводов не проводилась металлизация цинк-алюминием и последующая изоляция сварных соединений термоусаживающими полимерных манжетами.  
Установлено, что такой способ обеспечивает более длительную и надежную защиту газопроводов от коррозии. 
Данная тема имеет практическое значение для компаний, занимающихся 
строительством и эксплуатацией газопроводов, так как поможет повысить безопасность и надежность их работы. 
 
  
 
 
 
 
 
8