г. Минск
Minsk, Republic of Belarus
Романюк Владимир Никанорович,
доктор технических наук, профессор
Адрес для переписки:
Белорусский национальный технический университетпросп. Независимости, 65/2,220013, г. Минск, Республика БеларусьТел.: +375 17 293-92-16pte@bntu.by
Address for correspondence:Romaniuk Vladimir N.Belаrusian National Technical University65/2, Nezavisimosty Ave.,220013, Minsk, Republic of BelarusTel.: +375 17 293-92-16pte@bntu.by
Данная статья представляет собой вторую часть исследования, посвященного комплексному анализу битумно-мастичных изоляционных покрытий (БМИП), применяемых на стальных подземных распределительных газопроводах в Республике Беларусь. С учетом достижения длительных сроков службы влияние технологической стадии (производство битума и мастик, трубоизоляционные работы) на текущее состояние покрытий полностью исчерпано, и определяющей является стадия эксплуатации. Раскрыта связь почвенно-грунтовых условий с ключевыми особенностями эксплуатационного старения БМИП: сочетание ограниченного доступа молекулярного кислорода и умеренного температурного режима (низкая скорость кислородного окисления), возможность биокоррозии битумных и полимерных компонентов покрытия, комплексное воздействие грунтовой влаги (гидролиз, эффект Ребиндера, транспорт кислорода и катализаторов), непрерывное механическое воздействие грунта с участием влаги. Раскрыт механизм эксплуатационного разрушения БМИП, заключающийся в накоплении внутренних напряжений, деградации физико-химических и реологических свойств мастичного материала и его последующем разрушении под действием грунтовых нагрузок. Функциональный отказ покрытия при этом заключается в потере его барьерных и диэлектрических свойств, образовании физического и электрического контакта грунтового электролита с металлической поверхностью трубы. Рассмотрен вопрос влияния, оказываемого на долговечность битумных мастик и соответственно мастичных изоляционных покрытий пластифицирующими добавками. Установлено, что, наряду с положительным эффектом расширения температурного диапазона применения битумных материалов при проведении трубоизоляционных работ, введение нефтяных пластификаторов в виде индустриальных масел в дальнейшем снижает стабильность битумной матрицы, способствует ускоренному старению и развитию дефектообразования БМИП (потере когезии, трещинообразованию и т. д.) на стадии эксплуатации.
This article is the second part of our study devoted to a comprehensive analysis of bitumen-mastic insulation coatings (BMIC) used on steel underground distribution gas pipelines in the Republic of Belarus. Given the achievement of long service life, the influence of the technological stage (production of bitumen and mastic, pipe insulation works) on the current condition of the coatings has been completely exhausted, and the operational stage is the determining factor. The relationship between soil and subsoil conditions and the key features of operational aging of BMIP has been revealed, i.e. a combination of limited access to molecular oxygen and a moderate temperature regime (low rate of oxygen oxidation), the possibility of biocorrosion of bitumen and polymeric coating components, and the combined effects of soil moisture (hydrolysis, the Rebinder effect, oxygen and catalyst transport) and continuous mechanical impact from soil with the inclusion of moisture. The mechanism of operational destruction of BMIP is revealed, which consists in the accumulation of internal stresses, degradation of the physical-chemical and rheological properties of the mastic material, and its subsequent destruction under the influence of ground loads. The functional failure of the coating consists in the loss of its barrier and dielectric properties, and the formation of physical and electrical contact between the ground electrolyte and the metal surface of the pipe. The impact of plasticizing additives on the durability of bitumen mastics and, consequently, on the durability of bituminous insulation coatings is considered. It has been established that along with the positive effect of expanding the temperature range of bitumen materials used in pipe insulation work, the introduction of petroleum plasticizers in the form of industrial oils further reduces the stability of the bitumen matrix, promotes accelerated aging and the development of defect formation of BMIP (loss of cohesion, cracking, etc.) at the operational stage.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.