Комплексный анализ битумно-мастичных покрытий стальных подземных распределительных газопроводов. Часть 2: Механизм и ключевые особенности старения покрытий в эксплуатационных условиях

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.

1. Струцкий, Н. B. Комплексный анализ битумно-мастичных покрытий стальных подземных распределительных газопроводов. Ч. 1: Характеристика применяемых покрытий и общий механизм структурной деградации битумных материалов / Н. B. Струцкий, В. Н. Романюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2026. Т. 70, № 3. С. 263–275. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2026-69-3-263-275

2. Романюк, В. Н. Почвенно-грунтовые факторы, влияющие на процесс коррозии стальных подземных трубопроводов, и их компьютерное моделирование / В. Н. Романюк, А. М. Нияковский, Н. В. Струцкий, А. Л. Свистун // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2025. Т. 68, № 3. С. 230–244. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2025-68-3-230-244

3. Струцкий, Н. B. Организация электрохимической защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии в газораспределительной отрасли Республики Беларусь / Н. B. Струцкий, В. Н. Романюк // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2024. Т. 67, № 3. С. 257–267. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2024-67-3-257-267

4. Околелова, А. А. Экологическое почвоведение и законы экологии: учеб. пособие / А. А. Околелова, В. Ф. Желтобрюхов, Г. С. Егорова. Волгоград: ВГАУ-ВолгГТУ, 2017. 216 с.

5. Жумабекова, Б. К. Основы почвоведения: учеб. пособие / Б. К. Жумабекова; Российская акад. естествознания. М.: Акад. естествознания, 2015. 147 с.

6. Основы почвоведения: учеб. пособие / Б. Ф. Пшеничников, Н. Ф. Пшеничникова, В. Г. Трегубова, А. В. Брикманс. Владивосток: Изд-во Дальневост. федерал. ун-та, 2021. 69 с.

7. Справочник по климату Беларуси. Ч. I: Температура воздуха и почвы. Минск: Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды, 2017. 85 с.

8. Малкин А. И. Закономерности и механизмы эффекта Ребиндера / А. И. Малкин // Коллоидный журнал. 2012. № 2 (74). С. 239–256.

9. Corrosion of Buried Steel at New and In-Service Infrastructure / National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Washington, DC: The National Academies Press, 2023. 148 p. https://doi.org/10.17226/26686

10. Битумные материалы. Асфальты, смолы, пеки / под ред. А. Дж. Хойберга. М.: Химия, 1974. 248 с.

11. Макаров, А. В. Надежная эксплуатация стальных водопропускных труб / А. В. Макаров, Д. Р. Морозов, Д. Д. Лозинская // Инновационная наука. 2020. № 2. С. 25–27.

12. Борисов, Б. И. Несущая способность изоляционных покрытий подземных трубопроводов / Б. И. Борисов. М.: Недра, 1986. 160 с.

13. Никифоров, Д. А. Повышение несущей способности изоляционных покрытий подземных трубопроводов / Д. А. Никифоров, Н. В. Абдуллин // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2020. № 4. С. 57–60. https://doi.org/10.24411/0131-4270-2020-10410

14. Кузнецов, В. В. Физическая и коллоидная химия: учеб. пособие для биологических специальностей университетов / В. В. Кузнецов, В. Ф. Усть-Качкинцев. М.: Высш. шк., 1976. 277 с.

15. Махмутова, А. Р. Разработка инновационных долговечных битумных вяжущих материалов на основе процессов модифицирования: дис. … канд. техн. наук: 2.6.12 / Махмутова Алина Рауфовна; Уфимский государственный нефтяной технический университет. Уфа, 2025. 153 с.

16. Паршукова, О. Р. Совершенствование технологии получения дорожных битумов с целью улучшения их низкотемпературных свойств: дис. … канд. техн. наук: 2.6.12 / Паршукова Ольга Расимовна; Самарский государственный технический университет. Самара, 2025. 162 с.

17. Киндеев, О. Н. Влияние вида пластификатора на свойства битума и полимерно-битумных вяжущих / О. Н. Киндеев, М. А. Высоцкая, С. Ю. Шеховцова // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2016. № 1. С. 26–30.