Izolační povlaky jako základní součást protikorozní

Transkript

1 Ladislav HRBÁČEK* Porovnaní izolací ocelových potrubí používaných v českém plynárenství Izolační povlaky jako základní součást protikorozní ochrany (dále jen PKO) plynovodů musí zajišťovat jejich dlouhodobý bezpečný a bezporuchový provoz. Z hlediska zařazení jsou izolační povlaky nejdůležitější částí uceleného izolačního systému v oblasti pasivní PKO. Základním principem izolačního systému je zabránění kontaktu kovu plynovodu se zeminou (elektrolytem), a tím potlačení vzniku a činnosti korozních článků a vyloučení korozních účinků bludných proudů. Jedná se tedy o souhrn opatření, kterými se v daném korozním prostředí prodlužuje fyzická životnost plynovodu. Efektivní a ekonomické PKO úložných zařízení se dosahuje současným použitím izolačních systémů a katodické ochrany, resp. odvodu bludných proudů z chráněného plynovodu polarizovanými nebo zesílenými drenážemi (zařízení aktivní PKO), pokud bezpečnostní, či jiné důvody nevylučují jejich aplikaci. V rámci plynárenských společností skupiny RWE CZ je v současné době provozováno cca 34,5 tis. km ocelových plynovodů všech tlakových hladin (NTL, STL, VTL, VVTL). Zhruba 75 % z uvedené délky ocelové plynovodní sítě je provedeno s asfaltovou izolací a zbývajících 25 % s plastovou izolací převážně z polyetylénu (PE). V rámci uvedených 25 % plastových izolací je zahrnuta jedna linie přepravního VVTL plynovodu provedená páskovou PE izolací realizovanou strojně na stavbě (kolonovým způsobem). 4 Požadavky kladené na volbu izolačního materiálu a způsob provedení izolací Všeobecné požadavky Izolační materiály a celý izolační systém musí splňovat tyto požadavky: vysokou odolnost vůči působení látek obsažených v půdě, vysoký elektrický odpor, odolnost vůči biologickým vlivům, odolnost vůči elektrochemickým vlivům stejnosměrného proudu, stálost v rozmezí teplot vyskytujících se při dopravě, skladování, montáži a provozu, trvalá přilnavost ke kovu, minimální propustnost pro vodu a nasákavost, neporéznost, neobsahovat látky podporující korozi kovu, dostatečná odolnost proti mechanickému poškození za všech podmínek (doprava, skladování, montáž, ukládání, zához a provoz). Splněním těchto požadavků je zaručena maximální dlouhodobá účinnost izolačního systému, t. zn., že izolační systém spolehlivě odděluje chráněné potrubí od korozního prostředí a při použití aktivní ochrany nezamezuje přístupu ochranného proudu. Z uvedeného důvodu musí být veškeré materiály a technologické postupy použité pro provedení izolačního systému prokázány ve smyslu zákona č. 22 / posouzení shody a vydání prohlášení o shodě - nebo formou certifikace ve smyslu ČSN EN ISO/IEC Součástí prokázání je komplexní posouzení vhodnosti pro použití příslušného izolačního materiálu pro izolování v podmínkách českého plynárenství dle dále uvedených harmonizovaných evropských norem a ČSN. Postup při určování druhu materiálu a způsobu provedení izolačního systému Aby byly splněny uvedené požadavky pro zajištění dlouhodobé účinnosti izolačního systému, je nutné provést korozní průzkum v souladu s ČSN Korozní průzkum Zahrnuje řadu měřících postupů, jejichž výsledky nám poskytují informace o fyzikálních, fyzikálně-chemických, chemických, geologických i dalších vlastnostech prostředí, ve kterém je kovové zařízení, nebo do kterého má být uloženo. Korozní průzkum se dělí na základní, prováděný před vlastní stavbou zařízení, dodatečný pro doplnění ochrany již realizovaného zařízení a kontrolní, který je prováděn pro kontrolu stavu ochrany, resp. pro zjištění případných změn v korozní situaci. Průzkum by měl vždy zahrnovat i zjištění stavu na stávajících zařízeních, která jsou ve sledované oblasti již uložena. Volba trasy Při volbě trasy se musí brát v úvahu korozní situace zjištěná korozním průzkumem. Dále je nutné brát v úvahu především hledisko bezpečnosti plynovodu a hledisko možných dopadů na životní prostředí. V poslední době v ČR je volba trasy plynovodu zásadně ovlivněna souhlasem majitelů pozemků s uložením plynovodu na svých pozemcích a za jakou cenu je majitel pozemku ochoten dát souhlas k vložení věcného břemena. Z hlediska korozní situace při volbě trasy je nutné věnovat pozornost těmto hlavním zásadám: trasu plynovodu vést tak, aby procházela půdou s vysokou rezistivitou, t. j. nízkou agresivitou zeminy, vyhnout se zeminám podmáčeným, bahnitým a jílovitým, trasu plynovodu vést co nejdále od zdrojů bludných proudů, omezit možnost interference v případě souběhu s jinými kovovými inženýrskými sítěmi, omezit možnost křížení s jinými úložnými zařízeními. Projektová dokumentace (PD) Projekční práce lze zahájit jen, když jsou shromážděny všechny potřebné údaje důležité pro navrhování, stavbu a budoucí bezpečný a spolehlivý provoz plynovodu. Podkladem pro projektanta je v rámci českých plynárenských společností skupiny RWE - CZ schválené technicko-ekonomické zadání (TEZ) zpracované technikem specialistou PKO provozovatele plynovodu a odsouhlasené odborným pracovníkem PKO distribuční správy majetku. TEZ již obsahuje základní údaje pro návrh PKO důležité pro zpracování projektu, které vychází z výsledků měření a kontrol prováděných v rámci pravidelné inspekce a údržby zařízení PKO. Nedílnou součástí projektu musí být určení materiálu pro pasivní PKO kovových zařízení uložených v zemi, včetně izolačního povlaku použitého k izolování svarů, oblouků, tvarovek a oprav vad továrních izolací. Projekt musí jednoznačně řešit výběr podsypového a obsypového materiálu, případně i volbu mechanické ochrany izolace. Zde opět slouží projektantovi směrnice RWE - CZ Provádění výstavby a obnovy zařízení PKO, která vychází z požadavků ČSN EN a TPG (Technické pravidlo spoločnosti Gas) Směrnice stanovuje jak druh izolačního povlaku a podmínky jeho případné mechanické ochrany, tak technologický postup izolování a aplikaci mechanické ochrany pro příslušný izolační materiál, zpracovaný pro danou část kovového zařízení plynovodu a jeho provozní podmínky. Dále je zde vzata v úvahu důležitost a spolehlivost přepravy a distribuce zásobování plynem příslušného plynovodu. Pro stanovení technologického postupu provádění izolačního systému je vždy zásadní dodržet návod a technické podmínky výrobce příslušného izolačního materiálu, resp. materiálu mechanické ochrany. Provedená PD je kontrolována a schválena úsekem přípravy investic. Tento úsek spolupracuje s technikem specialistou PKO operativní správy majetku, který také sleduje kvalitu provedení izolačního systému v rámci stavby ve spolupráci s dozorem investora stavby úseku realizace investic. Materiály pro izolování potrubí Všeobecně Izolační povlak ocelového potrubí je zákla- Slovgas 6/2007

2 dem PKO. Každý druh použitého izolačního povlaku musí odpovídat a být odzkoušen v souladu s ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN a ČSN Izolační povlak musí i svými mechanickými vlastnostmi odpovídat požadavkům a podmínkám, daným typem zeminy. V půdách s větším obsahem hrubozrnných kamenů a štěrku je nutno izolační povlak chránit proti poškození, buď podsypem a zásypem pískem nebo jiným certifikovaným neagresivním obsypovým materiálem. Dále se používá obalením potrubí geotextílií určenou pro mechanickou ochranu izolace potrubí. Tímto provedením je tvořen ucelený izolační systém. V poslední době se s výhodou přednostně používá pro mechanickou ochranu izolačního povlaku v kamenitých a skalnatých půdách a také pro protlaky, továrně provedený vláknito-cementový ovin ocelového potrubí izolovaného třívrstvou polyetylenovou izolací. Pro uložení plynovodu do kamenitého a skalnatého podloží se používa v provedení FZM - N (Faser- -Zement-Mörtelmhüllung - normální), pro protlaky pak v provedení FZM - S (speciální provedení). Rozdělení izolačních povlaků Izolace lze rozdělit dle druhu izolačního materiálu a dle způsobu provedení. Podle druhu použitého izolačního materiálu se izolace dělí na: a) asfaltové, b) plastové - polyetylenové (PE), polypropylenové, polyvinylchloridové (PVC) a petrolátové, c) termosetové - epoxidové (EP), modifikované epoxidové (MOD - EP), polyuretanové (PUR), modifikované polyuretanové (MOD - PUR). Podle místa provádění se izolace dělí na: a) tovární - prováděné výrobcem ocelového potrubí v rourovnách, b) na stavbě - prováděné dodavatelem stavby plynovodu na staveništi. Tovární izolace trub Tovární asfaltové izolace trub Zkouší se dle ČSN-EN a ČSN v platném znění. Tyto izolace se v ČR vyráběly podle ČSN pod DN 50 a ČSN nad DN 50. V současné době se v rámci českých plynárenských podniků nepoužívají a přestaly se v ČR vyrábět. Dle uvedených technických norem se dělí na: a) normální - skládá se ze základního asfaltového povlaku a asfaltové izolační vrstvy, která je vyztužena nejméně dvěma vrstvami ovinovacího materiálu (tapatenu, skelné rohože nebo skelné tkaniny); b) zesílená - skládá se ze základního asfaltového povlaku a asfaltové izolační vrstvy, která je vyztužena: třemi oviny skelné rohože nebo skelné tkaniny, jedním ovinem tapatenu-triplex a jedním ovinem skelné rohože nebo skelné tkaniny, jedním ovinem PVC folie a jedním ovinem skelné rohože nebo skelné tkaniny. Pro uložení potrubí v chráničce se vyráběly podle KN speciální asfaltové izolace vyztužené ovinem páskou PVC a jednou vrstvou skelné rohože nebo skelné tkaniny, která je také zařazena do skupiny zesílené izolace. Asfaltová izolace byla vyráběna tímto postupem: na čistou a vyhřátou trubku se nanesl základní asfaltový podklad nátěrem asfaltovým lakem ALIT o tloušťce 0,03 mm. Na tento asfaltový nátěr se strojně nanesly další izolační vrstvy, které se vytvářely nanášením asfaltu AZIT - 70 nebo105 (bod měknutí 70 C nebo 105 C), který byl plněn vhodným plnivem, obvykle kolem %. (Norma povoluje obsah plniva do 30 %). Vzniklá vrstva se ovíjela proimpregnovaným armovacím pásem (např. skelnou rohoží) ve šroubovici s překrytím, případně se postupně nanášely další vrstvy AZIT-u 70 nebo 105 a armovacího materiálu podle typu vyráběné izolace. Povrch izolace se opatřil tzv. ochranným nátěrem, vápenným mlékem proti působení slunečního záření během přepravy, skladování a montáže. Konce trubek v délce mm se zpravidla ponechávaly pouze se základním asfaltovým povlakem. U hotových izolačních povlaků se kontroluje povrch izolace, její tloušťka, přilnavost a poréznost - jiskrovou zkouškou - předepsaným napětím. Pro asfaltové izolační povlaky platí tab. 1. Tovární plastové izolace trub Tyto izolace se v současné době zkouší a vyrábí dle DIN V současné době jsou teprve v přípravě návrhy EN: pr EN Ocelové trubky a tvarovky pro potrubí uložená v zemi nebo ve vodě - Vnější třívrstvá izolace na bázi extrudovaného polyetylenu. pr EN Ocelové trubky a tvarovky pro potrubí uložená v zemi nebo ve vodě - Vnější třívrstvá izolace na bázi extrudovaného polypropylenu. pr EN Ocelové trubky a tvarovky pro potrubí uložená v zemi nebo ve vodě - Vnější izolace na bázi natavovaného polyetylenu. Dle použitého technologického postupu výroby lze tyto izolace rozdělit na: Tab. 1 Požadavky na asfaltové izolační povlaky a) nanášené polyetylenové (PE) izolace extruzí - extrudované PE izolace, b) nanášené polypropylenové (PP) izolace extruzí - extrudované PP izolace, c) PE izolace nanášené natavováním - sintrováním - sintrované PE izolace, d) nanášené ovinem PE (PVC - polvinylchlorid) pásky - páskové PE (PVC) izolace. Extrudovaná PE izolace - patří v současné době k nejpoužívanějším a nejkvalitnějším továrním izolacím vůbec, jak z hlediska účinnosti izolace, tak i příznivé nízké spotřebě ochranného proudu případné katodické ochrany a v neposlední řadě také velmi příznivé ceně. Tato izolace je výhodná i z hlediska vysoké mechanické odolnosti a pomalého stárnutí. Extrudované PE izolace lze podle počtu nanesených vrstev rozdělit na dvouvrstvé (vyrábí se dnes již jen výjimečně) a třívrstvé. Při výrobě třívrstvé extrudované izolace se na dokonale očištěný (otryskaný) povrch trubky, zahřátý na teplotu kolem C (podle technologického postupu) nataví vrstva práškového epoxidu převážně o tloušťce cca μm zpravidla při teplotě kolem 80 C. Poté se nataví vrstva speciálního adheziva převážně o tloušťce μm v rozmezí teplot C. Na tuto základní adhezní vrstvu je extrudérem vytlačena za tepla ( C) vrstva polyetylenu o tloušťce cca 1,8-3,7 mm, který vytvoří homogenní izolační vrstvu. Vytlačená vrstva polyetylenu je prakticky bez uzavřených vzduchových bublin a tvoří jakousi punčochu, do které je samotný povrch trubky navlečen. Dvouvrstvé extrudované izolace mají obdobný postup výroby jako třívrstvé pouze z technologického procesu vypadává nanášení epoxidové vrstvy. Extrudované izolace se vyrábějí v různých tloušťkách, jednak podle světlosti izolovaného potrubí, jednak ve variantách jako normální - dle DIN se značí podélně na povrchu izolace trubky N-n, resp. zesílená izolace N-v. Extrudované PP izolace - se vyrábí obdobným způsobem jako extrudovaná PE izolace. PP extrudovaná izolace je v současné době nejkvalitnější izolací. Má shodné elektrické vlastnosti - vysoký elektrický odpor - jako izolace PE, avšak má ještě vyšší mechanickou odolnost. Vzhledem k její vyšší ceně a dosud malému množství výrobců, kteří mají Druh Nejmenší tloušťka [mm]) Odolnost proti Označení Ovinovací materiál elektrickému izolace do DN 200 nad DN 200 průrazu Normální ČSN skleněná rohož 5,0 5,8 20 kv ČSN Tapaten 4,5 4,5 Zesílená ČSN Tapaten+ skleněná rohož 4,8 5,8 25 kv ČSN Skleněná rohož 7,6 8,6 KN PVC + skleněná rohož 4,8-5,4 6/2007 Slovgas 5

3 Tab. 2 Počty vrstev dvou-systémové páskové plastové izolace DN potrubí [mm] tuto technologii výroby tovární izolace zavedenu, není v rámci českého plynárenství dosud používána. Je doporučeno její odzkoušení v akreditované laboratoři PKO - ÚVP Běchovice. Uvažuje se její využití pro zvlášť mechanicky namáhané úseky izolace plynovodů z hlediska obklopující zeminy (kameny, skalnaté prostředí) a pro protlaky bez další mechanické ochrany izolace. Sintrovaná PE izolace - při tomto postupu výroby izolačního povlaku se na otryskané a předehřáté trubky na teplotu C nanáší polyetylenový prášek nebo granulát. Při styku s kovem dochází na jeho povrchu k částečné degradaci polyetylenu za vzniku zplodin, které velmi dobře ulpívají na kovu i pevně vážou další polyetylen, který se nataví na tuto tenkou vrstvičku zplodin a vytvoří souvislou polyetylenovou vrstvu. U této izolace se nepoužívá základní adhezní vrstva. Nanášení izolačního povlaku sintrováním oproti extruzi se obecně považuje za méně vhodné. Ve vzniklé izolační vrstvě dochází během sintrování k uzavření vzduchových bublinek okludovaných na jednotlivých zrnkách polyetylenového prášku. Vzniklá izolační vrstva tak v řezu poněkud připomíná ementálský sýr, i když vlivem toho, že jednotlivé vzduchové bubliny jsou od sebe odděleny polyetylenem, daná izolace není porézní. Uvedený způsob výroby izolačního povlaku se neujal. V rámci českého plynárenství není tento druh izolačního povlaku zaveden. Rozmezí minimálních tloušťek továrních PE izolací vyráběných jak extruzí - dvouvrstvé a třívrstvé - tak sintrováním je stanoveno v revidovaném návrhu TPG a vychází z DIN Minimální tloušťky jsou stanoveny dle DN potrubí takto: 100 < DN 250 2,0 mm 250 < DN < 500 2,2 mm 500 DN < 800 2,5 mm 800 DN 3,0 mm Zkušební napětí pro kontrolu poréznosti izolačního povlaku na stavbě všech uvedených typů továrních PE izolací je stanoveno dle DIN a TPG na 10 kv na 1 mm tloušťky izolace nejvýše však 25 kv. Páskové PE (PVC) izolace - jsou tvořeny vícevrstvými systémy izolačních pásek navíjených strojně. Páska je tvořena nosnou folií a adhezní vrstvou. V naprosté většině je jako nosné folie používán polyetylen (výjimečně PVC) a adhezní vrstva je tvořena zpravidla butylkaučukem s přídavkem změkčovadel a antioxidantů, pryskyřic a plnidla. 6 Celková tloušťka [mm] Počet vrstev páskové izolace (vnitřní + vrchní páska) do , Páskové izolace lze rozdělit dle aplikace ovinu na jedno-systémové a dvou-systémové. a) Jedno-systémový ovin - používá se pouze jeden systém pásky, která zajišťuje nejen dokonalé přilnutí pásky k ocelovému povrchu potrubí, ale také dostatečnou mechanickou ochranu izolace proti jejímu poškození obklopující zeminou. b) Dvou-systémový ovin - používá zvlášť vnitřní (základní) pásku, která zajišťuje především dokonalou přilnavost k ocelovému povrchu potrubí a zvlášť vrchní (krycí) pásku, která zajišťuje požadovanou mechanickou odolnost izolace. Vnitřní páska je u většiny výrobců prováděna ve dvou modifikacích, a to jako dvouvrstvá nebo třívrstvá. Dvouvrstvá páska má na nosné PE folii nanesenu adhezní vrstvu pouze z jedné strany, která zajišťuje požadovanou přilnavost k povrchu ocelového potrubí. Třívrstvá páska má na nosné PE folii nanesenu adhezní vrstvu z obou stran. Tato úprava zajišťuje podstatně lepší přilnavost mezi jednotlivými vrstvami pásky. Dvou-systémové páskové plastová izolace se navijí v počtu vrstev dle tab. 2 s minimální celkovou tloušťku izolace: Poznámka: 2 vrstvy pásky se docílí jedním ovinem s 50 % překrytím; 3 vrstvy pásky se docílí jedním ovinem s 66 % překrytím. Zkušební napětí pro kontrolu poréznosti na stavbě, továrních páskových PE (PVC) izolací, je dle ČSN EN a TPG stanoveno na 5 kv na 1 mm tloušťky izolace nejvýše však 25 kv. Pro vnitřní pásku je používána měkčí PE folie o tloušťce 0,2-0,3 mm s vrstvou adheziva o stejné tloušťce. Pro vnější (krycí) pásku je používána tvrdší tvrzená PE folie o větší tloušťce a s tenčí vrstvou adheziva. Aplikace páskové izolace vyžaduje předem mechanicky očištěný povrch potrubí, nanesení základního nátěru (primeru), na který se ve šroubovici s určitým, předepsaným překrytím nanáší spodní vrstva pásky. Na ni se navíjí vrchní krycí vrstva. Pro výslednou kvalitu izolace je důležité co nejdokonalejší očištění kovového povrchu potrubí, odstranění povrchové vlhkosti na potrubí nahřátím nad rosný bod, správné naschnutí primeru před navíjením pásky a správně zvolená celková tloušťka izolace. Pro co nejdokonalejší očištění povrchu ocelového potrubí a jeho přípravu pro aplikaci páskové izolace výrobci páskové izolace doporučují přednostně otryskaný povrch ocelového potrubí na stupeň čistoty Sa 2 až 2½. V posledních letech se tovární páskové PE izolace, které vyráběly např. VSŽ Rúrovne, s.r.o., Košice, používají jen omezeně a jsou vytlačovány postupně extrudovanými izolacemi. Pro tovární páskové PE (resp. výjimečně PVC) izolace, které se aplikují strojně se vyrábí speciálně určené pásky pro strojní ovíjení. Tyto pásky používají většinou tužší (silnější) PE (PVC) nosnou folii. Většinou se také pro strojní ovíjení používají PE dvousystémové oviny s vnitřní dvouvrstvou páskou. Termosetové izolační povlaky - tento typ izolací nelze jednoznačně zařadit ani mezi izolace tovární, ani mezi izolace prováděné na stavbě. Tyto izolace se provádí jak továrně, tak na stavbách plynovodů. V rámci českého plynárenství se termosetové izolační povlaky provádí pouze na armaturách, přírubách a jiných zakřivených částí plynovodů ukládaných do země. Továrně se termosetové izolační povlaky provádí na uvedených částech plynárenských zařízení buď přímo u výrobce těchto částí plynovodů, nebo dodatečně u zhotovitelů termosetových izolačních povlaků ve stříkacích boxech nástřikem nebo v elektrostatických komorách sintrováním. Z uvedeného vyplývá, že továrně se uvedené povlaky provádí nástřikem nebo elektrostatickým nanášením termosetů v práškové formě sintrováním. Ručně na stavbách se uvedené izolační povlaky nanáší nástřikem, což je mnohem kvalitnější než nátěrem nebo špachtlováním. Z hlediska materiálu se termosetové izolační povlaky dělí na epoxidové (EP) a modifikované epoxidy (MOD EP) a na polyuretanové (PUR) a modifikované polyuretany (MOD PUR). Tyto izolační povlaky představují v současné době špičku mezi uváděnými izolačními materiály, které se v rámci plynárenství používají. Jejich většímu rozšíření brání dosud vyšší cena a také malý počet dodavatelů těchto izolací u trubních materiálů. V daleko větším rozsahu se tyto izolace uplatňují v oblasti přepravy ropných produktů a jejich těžby. Uvedené izolace totiž odolávají i korozně agresivním látkám na bázi sloučenin síry a chloru. Proto přepravci ropných produktů nechávají trubní materiály pro přepravu těchto produktů provést s termosetovým izolačním povlakem nejen vně, ale i uvnitř potrubních rozvodů. Tímto opatřením se také zvyšuje přepravní kapacita produktovodů, poněvadž vlivem hladkosti a čistoty stěn jsou umožněny vyšší přepravní rychlosti. Termosetové izolační materiály používané v plynárenství musí být odzkoušeny autorizovanou zkušební laboratoří dle ČSN EN Epoxidové a modifikované epoxidové povlaky a ČSN EN Polyuretanové a modifikované polyuretanové povlaky. Pro oblast plynárenství byly v rámci certifikačního programu GAS, s.r.o. schváleny z hlediska tloušťky tyto třídy termosetových izolačních povlaků: a) Pro EP a MOD EP povlak třída B min 800 µm; třída C min 1500 µm. b) Pro PUR a MOD PUR povlak třída A min 1000 µm; třída B min 1500 µm. Navíc je nutno stanovit maximální teplotní zatížení izolačního povlaku pro všechny druhy uváděných termosetových povlaků, a to na základě teploty přepravovaného média, a to v rozsazích od 20 C do +40 C, od 20 C do +60 C a od 20 C do +80 C. Toto je především důležité pro izolační povlaky Slovgas 6/2007

4 úseků plynovodů za kompresorovými stanicemi zemního plynu. Zemní plyn má v těchto úsecích vyšší teplotu. Pro tovární i ruční nanášení (nátěrem, špachtlováním) na stavbách musí být obzvlášť pečlivě dodrženy technologické podmínky stanovené výrobcem příslušného termosetového materiálu. Pokud to podmínky a efektivita práce dovolí, upřednostňuje se tovární nanášení. Přitom je nezbytnou podmínkou dokonalé očištění a zdrsnění povrchu, a to jedině otryskáním na stupeň čistoty Sa 2½. Následně se povrch očistí od prachu a zbytků částic po otryskání předehřeje a za vysoké teploty (180 C C) se nanáší příslušný termosetový povlak nástřikem. Výhodou je, že tento způsob umožňuje dosáhnout požadované tloušťky izolačního povlaku s naprostou hladkostí a bez poréznosti povrchu, bez stékání a tvoření kapek, zvláště na ostrých hranách izolovaného povrchu. Při uvedené teplotě dochází k rychlému nasychání materiálu, a tím k jeho vytvrzení. Zamezí se i případnému znečištění, ke kterému by mohlo dojít během dlouhodobého vytvrzování při podstatně nižší okolní teplotě, prachem a jinými nečistotami. Pokud se provede termosetový povlak továrně, je nutno dodržet zvýšenou pozornost mechanické ochraně povlaku při přepravě hotového výrobku, jeho manipulaci, případně skladování na stavbě. Ruční nanášení povlaků nátěrem nebo špachtlováním se provádí pouze tehdy, pokud to z provozních důvodů nebo z hlediska efektivity nelze provést továrně nebo strojním nástřikem na stavbě. Před vlastní ruční aplikací termosetových povlaků se musí shodně zajistit dokonalé očištění a zdrsnění povrchu otryskáním jako při tovární aplikaci. Po dokonalém očištění a otryskání se povrch musí předehřát na povrchovou teplotu alespoň 3 C nad rosným bodem z důvodu zbavení povrchové vlhkosti, nejlépe na 30 C až 40 C. Následně se provádí ruční nanášení několika slabších vrstev nátěrem nebo špachtlováním podle druhu dodaného termosetového materiálu, u kterého výrobce přímo doporučí způsob ručního nanášení. Více slabších vrstev je nutno volit z důvodu rychlejšího nasychání (vytvrzování) a podstatně lepšího zamezení stékání termosetového materiálu a tvorbě kapek a krápníků, zvláště na ostrých hranách povrchu. Během vytvrzování je nutno zajistit dostatečnou teplotu okolí, která zkracuje dobu vytvrzování - většina výrobců uvádí dobu vytvrzování 6-8 hodin při teplotě okolí 20 C pro každou nanesenou vrstvu. Dále je nutno během vytvrzování zajistit, aby nedošlo na stavbě ke znečištění izolačního povlaku prachem a jinými částicemi. Navíc vytvrzovaný povrch izolačního povlaku nesmí být vystaven stékající, stříkající a kapající vodě, například ve formě deště a pod. Tyto požadavky lze zajistit pouze při dodržení přesných technologických postupů a technologické kázně, nejlépe v zakrytých prostorách, případně vybudováním stanu nad výkopem, kde se provádí nanášení termosetové izolace na příslušné plynárenské zařízení. Doporučuje se: nanášet vrstvy v max. tloušťce µm, během nanášení jednotlivých vrstev vyčkat dle teploty okolí na dostatečné vytvrzení nanesené vrstvy a pak teprve aplikovat další vrstvu, během celého procesu nanášení a vytvrzování zajistit pracoviště proti víření prachu a ostatních nečistot včetně ochrany proti případnému dešti nebo stékající a stříkající vodě ve výkopu, aplikaci provádět pouze při předepsané teplotě okolí stanovené výrobcem (většinou se pohybuje v rozmezí +5 C až +30 C). Čím nižší je teplota okolí, tím déle trvá vytvrzování a je větší náchylnost ke stékání nanesené vrstvy a tvoření varhánků, kapek a krápníků, zvláště na ostrých hranách izolovaného povrchu. Z uvedených důvodů se ruční nanášení povlaků, zvláště ve výkopu má provádět pouze za příznivých klimatických podmínek, a to pouze ve výjimečných případech, kdy nelze aplikaci zajistit jiným způsobem. Ručně nanesené termosetové povlaky nemají zpravidla tak vysokou povrchovou tvrdost, jako povlaky provedené nástřikem na stavbách nebo továrně. Proto se doporučuje tyto povlaky před jejich obsypem a zásypem chránit vhodnou geotextilií. Zkušební napětí pro kontrolu poréznosti na stavbě, termosetových povlaků, je dle ČSN EN , ČSN EN a TPG stanoveno na: 0,008 kv na 1 µm tloušťky izolace, z toho plyne pro epoxidové a modifikované epoxidové povlaky třídy B (800 µm) zkušební napětí min 6,4 kv, třídy C (1500 µm) min 12 kv, pro polyuretanové a modifikované polyuretanové povlaky třídy A (1000 µm) min 8 kv a třídy B (1500 µm) min 12 kv. Izolace plynovodů prováděné na stavbě U továrně izolovaných trub je třeba na stavbě provést dodatečnou, stejnou kvalitní izolaci v místech jednotlivých svárů. Kromě svárů je třeba na stavbě doizolovat oblouky, tvarovky, odvodňovače, armatury, případně provést opravy poškozených míst na tovární izolaci. Samostatnou kapitolu tvoří izolace na stavbě prováděné strojním způsobem, t. j. izolačními stroji kolonovým způsobem (neplést si s ručními izolačními strojky). Jedná se o způsob, kdy na stavbě jsou izolovány holé ocelové trubky převážně velkých průměrů. Trubky se nejprve strojně očistí, odmastí a předehřejí nad teplotu rosného bodu. Následně se pomocí izolačního stroje aplikuje nanesení vrstvy primeru a páskové PE izolace většinou dvousystémovým ovinem v požadovaném počtu vrstev. Tento způsob izolace potrubí vyžaduje dokonalé dodržení předepsaných technologických postupů a kázně za jakýchkoliv klimatických podmínek. V ČR byl tento způsob izolování potrubí použit v minulosti při výstavbě jedné linie tranzitního plynovodu. Vlivem nedodržení předepsaných technologických postupů a kázně při výstavbě, vznikly v izolaci tzv. podélné kapsy. V těchto kapsách v důsledku bakteriální koroze došlo k poškození ocelového potrubí. Z tohoto důvodu se v současné době tento způsob izolování v ČR nepoužívá. Zásady ručního izolování plynovodů Izolace svarů, oblouků a jiných částí neizolovaných potrubí se provádí podle projektantem navržených a investorem schválených technologických postupů. Přitom musí být dodrženy zásady uvedené v ČSN Ochrana ocelových trubek; Zásady pro manipulaci s ocelovými trubkami s asfaltovou izolací a ČSN Požadavky na protikorozní ochranu úložných zařízení. Pro použití schválených izolací na stavbách platí technické požadavky výrobce příslušného izolačního materiálu a platného TPG Izolační materiály se musí používat pouze ve skladbách, jak byly schváleny příslušnou akreditovanou zkušebnou. Izolace potrubí na stavbě mohou provádět pouze pracovníci, kteří mají požadované vzdělání a praktické zkušenosti a prokázali znalosti a dovednosti dle TPG , na základě kterých vlastní platný průkaz izolatéra. Kontroly izolací mohou provádět obdobně pouze pracovníci, kteří na základě svého vzdělání, znalostí a praktických zkušeností, které prokázali v rámci zkoušek dle TPG , na základě kterých vlastní platný průkaz kontrolora izolačních systémů a jsou zárukou kvalitního odzkoušení izolačních systémů. Kopie platných průkazů izolatéra a kontrolora izolačních systémů jsou založeny v paspartu technické dokumentace příslušného plynovodu. Pro provádění jiskrových zkoušek ochranných povlaků platí TPG Dle tohoto TPG smí jiskrové zkoušky na stavbě provádět pouze zaškolení pracovníci, dle 4 vyhl. ČÚBP a ČBÚ č. 50/ 1978 Sb. osoby poučené. Dle definice ČSN EN a TPG musí jiskrovou zkoušku plynovodů na stavbě provádět dvě osoby poučené. Jedna osoba obsluhuje jiskrový defektoskop a druhá (spolupracovník) provádí označení vad na kontrolovaném izolačním povlaku. Přitom musí postupovat při zkoušce tak, aby nedošlo k zásahu vysokým napětím obou těchto osob, tak ostatních osob, které se mohou z jakýchkoliv důvodů nacházet v blízkosti kontrolovaného úseku plynovodu. Na zkoušeném úseku plynovodu se po dobu jiskrové zkoušky nachází zkušební stejnosměrné pulzní napětí, které má hodnotu od 0,5 kv až max. 25 kv proti zemi. Školení smí provádět školitel, který splňuje požadavky min. 5 vyhlášky ČÚBP a ČBÚ č. 50/1978 Sb. Přeškolení se provádí 6/2007 Slovgas 7

5 8 po třech letech. Proškolení pracovníci obdrží osvědčení. Obecně platné požadavky a doporučení při aplikaci izolací na stavbách Izolace musí odpovídat kvalitě přilehlé tovární izolace. Z tohoto důvodu platí zásada - jaký je použitý druh izolačního materiálu tovární izolace, takový druh izolačního materiálu se má použít k izolování na stavbě - pravidlo svůj k svému. T. j., např.: tovární asfaltová izolace schválenými asfaltovými natavovacími pasy, případně schválenými páskovými PE, PVC izolacemi aplikovanými za studena. Tovární PE izolace (extrudované, sintrované) - za tepla smršťovacími PE izolacemi, případně (zvláště za provozu) páskovými PE (PVC) izolacemi aplikovanými za studena. Kovový povrch trubky musí být v místě izolování suchý. Doporučuje se předehřát povrch ocelové trubky min. o 3 C nad rosným bodem nejlépe však na cca C, což urychlí i nasychání základního nátěru (primeru). Dále musí být povrch trubky čistý a odmaštěný - opatřený základním nátěrem (primerem). Při izolování svarů musí být překrytí izolacemi na stavbě provedeno dle DN (průměru potrubí v šířkách na přilehlou tovární izolaci a musí být u páskové izolace použita šíře pásky dle tab. 3. Přitom větší překrytí, resp. šíře pásky platí pro větší DN potrubí ve stanoveném rozmezí. Při izolování oblouků a neizolovaných míst trubek asfaltovou izolací musí být překrytí konců vrchního krycího izolačního pasu provedeno v šíři dle překrytí uvedeného v tab. 3, v souladu s DN potrubí jako u překrytí konců tovární izolace. Pro přechod asfaltové izolace trubek na jiný druh izolace trubek musí být použit takový materiál, který se pojí a snáší s oběma typy izolace. Pro izolování přechodu asfaltová/plastová izolace jsou vhodné páskové izolace s větší tloušťkou adhezní vrstvy, s adhezivem na bázi kompozitu bitumen/plast, které byly odzkoušeny a schváleny příslušnou akreditovanou zkušebnou k doizolování obou typů továrních izolací (vyhověly z hlediska přilnavosti). Při izolování přechodových míst se nejprve očistí povrch izolací, z asfaltového povrchu se odstraní nátěr vápenného mléka a po nahřátí se uhladí. Na očištěné, odmaštěné a suché místo (předehřáté na 30 až 40 C) přechodu izolace se nanese nátěr příslušného primeru. Pásky se aplikují na zaschlý nátěr primeru s přesahem jako je stanoveno v odrážce překrytí izolacemi na stavbě dle DN potrubí. V komplikované stavebně-montážní situaci, za nepříznivých terénních podmínek a zvláště pro doizolování členitých částí plynovodů lze s výhodou využít pro doizolování továrních asfaltových izolací natavení asfaltového pasu, event. petrolátové izolační bandáže - pro provozní teplotu plynovodu do 20 C. Petrolátové bandáže jsou vyráběny impregnací nosné podložky směsí parafinických uhlovodíků s přídavky inhibitorů, fungicidních a polárních látek. Nosná vložka o šířce cca 10 cm z netkané textilie z polypropylenu a polyetylenu je napuštěna již uvedenou směsí uhlovodíků, tloušťka izolačního pasu je cca 4 mm - typ pásky LT. Nanáší se na očištěný, suchý povrch kovu (zbavený povrchové vlhkosti předehřátím na C), bez základního nátěru. Dříve byla vyráběna izolační bandáž PLÚ, kde se používala parafinická směs shodná s LT páskou nanesená na nosné vložce ze skleněné rohože. Bandáž PLÚ byla často používána v kombinaci s antikorozní pastou, kdy potrubí bylo opatřeno vrstvou pasty a ovinuto bandáží PLÚ. (Pozn. autora: výrobcem petrolátové bandáže typu LT bylo zemědělské družstvo Dlouhá Lhota u Příbrami a PLÚ byl typovým označením výrobce STYL Praha. Nelze přesně zjistit, co ty zkratky znamenali poněvadž výrobci těchto pásek zanikly v roce2005.) Vzhledem k tomu, že petrolátové bandáže mají nejmenší mechanickou odolnost ze všech druhů uvedených izolací, musí se dodatečně chránit proti mechanickému poškození nejlépe schválenými geotextiliemi určenými pro mechanickou ochranu plynovodů. Při natavování asfaltových pasů a smršťování za tepla smršťovaných PE izolací se používají přednostně hořáky na propanbutan s vyměnitelnými nádstavci hořáků a hubic a s plynulou možností změny výkonu - teploty plamene. Toto je dáno požadavky při práci izolatéra na vysoký výkon hořáku při předehřevu ocelového potrubí a naopak nízkým výkonem - nízkou teplotou měkkého plamene při aplikaci asfaltové a za tepla smršťované PE izolace. Izolování asfaltovými natavovacími pasy Na základě zkušeností z provozu se doporučuje, při izolování svarů potrubí asfaltovými natavovacími pasy, pracovat s přířezy asfaltových pasů šířky menší, než je metrová šíře výrobku, nejlépe s pasy v šíři od 30 cm do 50 cm. Při práci je třeba dbát na to, aby překrytí pasů nebyla situována do stejného místa, aby na izolaci nevznikl zbytečný hrbol. Z téhož důvodu je třeba dbát na to, aby k překrytí natavených pasů nedošlo nad svarem potrubí. Vnitřní (vyrovnávací) vrstvy asfaltové izolace se spojí na sraz jak s tovární izolací, tak vlastní natavovaný vnitřní pas. Spoj vnitřního pasu se provádí ve spodní části trubky v úhlu cca 5, resp. 7 hod (na obvodu potrubí dle ciferníku hodin). Pokud je prováděno více vyrovnávacích vrstev, dbá se na to, aby spoje nebyly pod sebou, ale střídaly se v úhlu cca 5 a 7 hod. Vrchní krycí vrstva se provádí s popsaným přesahem jak na tovární izolaci, tak vlastního krycího pasu. Překrytí vlastního spoje krycího pasu se provede v horní části potrubí v úhlu cca 2, resp. 10 hod. Překrývající díl izolace musí být veden shora dolů po potrubí tak, aby do spoje nezatékala voda. Ruční izolování páskovými PE a PVC izolacemi za studena Tímto způsobem se izolují hlavně svary trub s tovární PE izolací, oblouky, tvarovky a holé kratší úseky potrubí ukládané do země. Tento typ izolace se zvláště s výhodou využívá při opravách, resp. rekonstrukcích opravovaných plynovodů za provozu, kdy průtokem plynu dochází k trvalému ochlazování povrchu ocelového potrubí. Pro rozdělení páskových PE a PVC izolací z hlediska způsobu aplikace (jedno-systémový - dvousystémový) a provedení vnitřní pásky (dvouvrstvá - třívrstvá) platí stejná pravidla a podmínky jako je uvedeno v kapitole - Páskové PE (PVC) izolace. Obdobně platí i požadavky na tloušťku izolace a zkušební napětí při kontrole poréznosti izolace. Pro tuto technologii jsou k dispozici izolační strojky, jejichž použití zajišťuje dodržení správného úhlu navíjení a trvalé napnutí (předpětí) pásky, což je spolu s očištěním a zbavením vlhkosti na kovovém povrchu základním předpokladem pro vyhovující výslednou kvalitu izolace. Izolační strojky jsou zvláště nutné pro izolování delších úseků nebo velkých průměrů potrubí, kdy nelze ručním ovíjením dodržet požadované konstantní předpětí pásky. Pro přesah na tovární izolaci platí zásady uvedené v obecné časti doplněné požadavkem, že překrytí na obou koncích tovární izolace musí být minimálně na šířku použité pásky. První a poslední ovin musí být proveden s jedním ovinem pásky na sebe (100 % překrytí). Izolování smršťovacími plastovými materiály Tímto způsobem se izolují zejména svary potrubí s tovární PE izolací. Pro izolování oblouků a kolen se používají za tepla smršťované izolační pásky. Vyrábí se také smršťovací tvarovky např. pro odbočky a přípojky tzv. T- kusy. Smršťovací tvarovky se však v rámci českého plynárenství využívají jen výjimečně. Izolování svárů se provádí vždy podle příslušného technologického postupu výrobce smršťovacího materiálu, a to buď smršťovacími hadicemi nebo smršťovacími pasy. Smršťovací hadice - při izolování je třeba vždy postupovat podle konkrétního technologického postupu pro daný materiál. Základní zásady jsou obdobné. Před svařením se musí přířez smršťovací hadice navléknout na trubku. Po svaření potrubí se oblast svaru očistí od zbytků konzervačního laku, pokud došlo k poškození konzervačního laku během přepravy a skladování potrubí a následně ke korozi kovového povrchu, musí se provést znovu otryskání kovového povr- Slovgas 6/2007

6 chu. Následně se kovový povrch předehřeje na doporučenou teplotu (převážně je stanovena teplota výrobci těchto izolací na 60 až 70 C). Smršťovací hadice se přetáhne přes svar tak, aby byl dodržen doporučený přesah na tovární izolaci. Smršťovací hadice se zahřívá měkkým, žlutým plamenem PB-hořáku rovnoměrnými pohyby po obvodu trubky, začíná se buď u sváru ke kraji hadice (u velkých průměrů potrubí) nebo od jednoho konce hadice k druhému konci (u menších průměrů potrubí). Smršťovací pasy - při izolování je opět nutno postupovat podle konkrétního technologického postupu pro daný materiál. Základní zásady jsou shodné se zásadami uvedenými v části: Izolování smršťovacími plastovými materiály. Nakonec se teflonovým válečkem vytláčí případné zbytky vzduchu v místě spoje uzavírací pásky. Vytlačování se provádí pohybem válečku cik-cak za stálého tlaku ve směru od sváru ke krajům manžety. Smršťovací pasy se dodávají v šířích 300 mm, 350 mm, 450 mm, 600 mm a 900 mm. Požadovaná šíře vychází z normalizovaných rozměrů délky sváru a požadovaného překrytí na tovární izolaci. Překrytí tovární izolace a konců smršťovacích pasů překrytých uzavírací páskou (ZIP) je výrobci smršťovacích pasů stanoveno minimálně od 50 mm do 150 mm, s ohledem na DN potrubí Smrštění je provedeno správně, když: izolace přiléhá hladce, bez studených míst a bublin, těsnící hmota je vytlačena na obou koncích po celém obvodu trubky; je dodržen předepsaný přesah na tovární izolaci; na izolaci nejsou patrná přehřátá, spálená místa - projevují se temně fialovou barvou izolace v místě přehřátí a až zuhelnatěním izolace v místě spálení. Smršťovací pasy se dodávají buď v délce přířezu dle stanoveného DN potrubí s přídavkem na překrytí a vlastní smrštění manžety nebo v rolích 15 m a 30 m, ze kterých se musí na stavbě příslušná délka přířezu odříznout. Délky přířezů stanovuje výrobce v návodu, který je přibalen ke každé roli smršťovací izolace. Obecně platí rozměry délky přířezů dle DN potrubí pro smrštivost izolace 20 % - tab. 4. Zkušební napětí pro kontrolu poréznosti na stavbě, za tepla smršťovaných izolací, je dle ČSN EN a TPG stanoveno na 5 kv na 1 mm tloušťky izolace. Nejvýše však 25 kv. Závěrečné hodnocení izolací Asfaltové izolace Tyto izolace mají svůj zenit použití za sebou a jsou v současné době vytlačovány především třívrstvovými PE izolacemi vyráběnými extruzí. Tím ovšem nechci říct, že jsou špatné. Pokud byla dodržena požadovaná technologická kázeň při výrobě a výstavbě, pak nám tento typ izolačního povlaku slouží dodnes, a to je mnohdy i více jak 60 let i když je nutno dodat, že je již ve značně chatrném stavu a zasloužil by si obnovu, resp. záměnu. Jedná se o asfaltový izolační povlak potrubního rozvodu DN 300, za tepla válcovaných ocelových rour o síle stěny 10 až 12 mm, vybudovaný za 2. světové války. Tento rozvod nebyl dlouhodobě používán. Jeho využití jako VTL plynovodu bylo zahájeno na přelomu padesátých a šedesátých let minulého století. Katodicky byl chráněn na přelomu šedesátých a sedmdesátých let a dodnes nevykázal jedinou perforaci stěny ocelového potrubí vlivem koroze. Obecně však lze z dosavadních zkušeností říci, že asfaltové izolační povlaky mají průměrnou životnost, která se pohybuje mezi 30 až 40 lety. Mají nejnižší odolnost z hlediska oděru, zatížení tlakem zeminy a rázové odolnosti při záhozu zeminou, ze všech výše popsaných druhů izolačních povlaků. Dále také vykazují nižší elektrický izolační odpor, což zvyšuje nároky na ochranný proud katodické ochrany potrubí a počet vybudovaných stanic katodické ochrany. Plastové izolace Mají rozdílné vlastnosti dle uvedených druhů zejména z hlediska přilnavosti. Z hlediska přilnavosti ke kovu potrubí i mezi vrstvami se jeví obecně jako horší páskové izolační povlaky aplikované za studena a dvojvrstvé PE izolace provedené extruzí v železárnách Veselí nad Moravou. Horší přilnavost je zjišťovaná v rámci provozu plynovodů, avšak není zapříčiněna ani tak použitým druhem izolačního materiálu, jako především nedodržením technologické kázně ve výrobě a při výstavbě. Jedná se zejména o nenanesení nebo nerovnoměrné nanesení primeru na ocelové potrubí ve výrobě a spoustu otlaků a oděrků izolace zapříčiněné neodbornou manipulací s trubkami při výstavbě. Obecně však plastové izolační povlaky vykazují oproti asfaltovým izolacím: zvýšenou odolnost proti oděru, vyšší chemickou stálost a odolnost proti vlivu spodních vod, vyšší elektrický izolační odpor, který zvyšuje odolnost proti vlivu bludných proudů a snižuje nároky na ochranný proud katodické ochrany potrubí, prodlužuje životnost potrubí při minimálních nákladech na údržbu (podle údajů odvozených z různých laboratorních zkoušek se předpokládá, že u továrních třívrstvých PE izolací vyráběných extruzí bude průměrná životnost delší než 60 let. Polypropylenové izolace, i když jsou velice kvalitní, čekají teprve na své rozšíření, které závisí na příznivější ceně. Tab. 3 Šíře pásky u páskové izolace DN potrubí doporučená šíře překrytí, resp. pásky [mm] do 65 včetně > > Tab. 4 Rozměry délky přířezů pro smrštivost izolace DN potrubí délka přířezu [mm] Termosetové izolační povlaky Jak už bylo uvedeno mají značně rozdílné vlastnosti pokud jsou aplikovány ručně (nátěrem, stěrkováním) a nebo strojně, resp. továrně (nástřikem, sintrováním). Jedná se zejména o rozdílnou odolnost z hlediska oděru, zatížení tlakem zeminy a rázové odolnosti při záhozu zeminou. Při ruční aplikaci jsou uvedené odolnosti značně nižší a bývají v převážné většině případů zapříčiněné nedokonalým nebo špatným smísením dvousložkového materiálu - plnidla (pryskyřice) a tvrdidla nebo nedostatečným vytvrzením. Při ruční aplikaci je také zjišťována vyšší poréznost povrchu, a tím i nižší elektrický odpor izolačního povlaku, zapříčiněný vmícháním bublinek vzduchu při smíchávání obou složek termosetového izolačního materiálu, které při vytvrzování praskají a vytváří póry. Pokud jsou však termosetové povlaky dokonale provedeny, pak mají ze všech uvedených izolačních povlaků: nejvyšší odolnost proti oděru, nejvyšší chemickou stálost a odolnost proti vlivu spodních vod, nejvyšší elektrický izolační odpor, který zvyšuje odolnost proti vlivu bludných proudů a snižuje nároky na ochranný proud katodické ochrany potrubí, nejdelší životnost potrubí při minimálních nákladech na údržbu (podle údajů odvozených z různých laboratorních zkoušek se předpokládá, že u termosetových izolací vyráběných strojně nebo továrně bude průměrná životnost delší než 70 let). Tovární provedení termosetových izolací čeká na své větší uplatnění obdobně jako PP (polypropylénové) izolace. Většímu uplatnění brání opět především vysoká cena. Lektorka: doc. RNDr. Tatiana Liptáková, PhD., Žilinská univerzita v Žiline *Ladislav Hrbáček, JMP Net, s.r.o. ladislav.hrbacek@rwe.cz 6/2007 Slovgas 9