Несмотря на популярность и дешевизну цементно-песчаных покрытий развитие химической промышленности позволило внедрить в практику бестраншейной реновации трубопроводов целый ряд соединений с довольно интересными свойствами, что значительно расширило область применения защитных и ремонтных набрызговых (напыляемых) покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность труб.
Метод нанесения набрызговых (напыляемых) покрытий отчасти перекликается с методом CIPP (cured-in-place pipe) – методом санации трубой, отверждаемой на месте. В методе CIPP большую роль также играет жидкий компонент, обеспечивающий герметичность, прочность и адгезию покрытия к старой трубе. Тем не менее отличительной особенностью набрызговых и отверждаемых покрытий является то, что они состоят исключительно из жидкой полимерной или минерально-полимерной субстанции, которая тем или иным способом наносится на поверхность трубы, подлежащей восстановлению и защите.
С момента начала применения стальных труб встала проблема защиты их от внутренней и наружной коррозии. Первыми покрытиями были каменноугольная смола и битум (асфальт), которые обычно наносились путем заливки и нанесения вручную, рукавицами и тряпкой. В 1950-60-х годах были разработаны покрытия из полиэтилена и полипропилена, а также порошковые покрытия из эпоксидных смол. Следующим этапом развития было использование многослойных покрытий из этих материалов. В 1960-70-х годах все чаще использовались покрытия из полиэтиленовой ленты – двухслойные экструдированные полиэтиленовые покрытия, состоящие из клеевого базового слоя и полиэтиленового верхнего покрытия. Были также разработаны жидкие покрытия на основе эпоксидных смол, полиуретанов и некоторых других соединений. В 1980-е годы появились трехслойные системы, состоящие из верхнего слоя из полиэтилена или полипропилена, промежуточного слоя из сополимерного клея и наплавленной эпоксидной грунтовки.
Дальнейшее развитие двигалось в сторону создания многослойных защитных покрытий из близких по составу или различных соединений, но обладающих минимальной склонностью к последующему отслоению и расслоению. Большинство этих покрытий были предназначены для нанесения при производстве изделий, но часть разработок была использована и для создания материалов для бестраншейной санации трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения.
Все покрытия можно разделить на однокомпонентные, отверждаемые кислородом или влагой воздуха, воздействием температуры или УФ-излучения; двухкомпонентные системы (например, эпоксидные) и покрытия с растворителем, испаряющимся в окружающую атмосферу.
Также покрытия классифицируются по структурности, то есть, по способности воспринимать часть механической нагрузки на трубопровод. В таблице представлены четыре класса структурности на примере продуктов компании 3М, которая уже более 60 лет производит защитные покрытия для трубопроводов. Первый класс обеспечивает только защиту от коррозии, он наносится обычно очень тонким слоем – 1 мм и менее (вплоть до 60-100 мкм). Последний класс фактически может заменить старую трубу, но использование такого типа покрытий для полной замены старого трубопровода нерационально, в том числе из-за большого расхода дорогостоящего материала –для этого существуют другие, более подходящие методы.
Одна из известнейших марок на рынке напыляемых покрытий – это 3M Scotchkote. В таблице представлена линейка продукции, выпускавшаяся до недавнего времени для санации и ремонта трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения. В настоящее время их заменили новые продукты: Scotchkote 2100, Scotchkote 166L, Scotchkote 323+ и другие. Полимерные защитные покрытия для бестраншейной реновации выпускаются и многими другими компаниями.
Главные преимущества полимерных покрытий по сравнению с цементно-песчаными покрытиями (ЦПП):
- быстрое отверждение (так для Scotchkote 2400 или 2100 частичное отверждение наступает через 10 минут, после чего можно производить телеинспекцию трубопровода, а полное – через 60 минут. Таким образом, закладывая на промывку трубопровода еще 30 минут, через полтора часа после нанесения покрытия трубопровод можно вводить в эксплуатацию. Для ЦПП требуется ждать 3-5 суток);
- малая толщина слоя (это исключает сползание нанесенного покрытия под собственным весом, уменьшает расход материала при нанесении; защитный слой в меньшей степени влияет на уменьшение проходного сечения трубопровода);
- покрытие обладает исключительной гладкостью и прочностью (за счет уменьшения шероховатости внутренней поверхности трубопровода можно существенно снизить гидравлические потери в нем);
- покрытие может работать в агрессивных средах, в которых происходит коррозия бетона (например, в водоотводящих сетях);
- покрытие способно заделывать сквозные отверстия округлой или щелеобразной формы, не нарушающие конструктивную прочность трубы (кроме бесструктурных покрытий; размеры перекрываемых отверстий зависят от толщины наносимого слоя).
Технология и последовательность производства работ по нанесению полимерных покрытий принципиально не отличается от технологии нанесения ЦПП. При бестраншейной реновации покрытие наносится центробежным напылением, слоем толщиной примерно до 1 мм за один проход, на наружную поверхность – вручную, либо напылением, либо кистями и валиками.
В последние годы за рубежом появилась технология нанесения эпоксидного покрытия на трубопроводы малого диаметра (вплоть до ½ дюйма). Эта технология используется для восстановления водопровода и канализации внутри зданий. Трубопроводы очищаются реагентами и сжатым воздухом, а жидкая эпоксидная смола наносится также с помощью потока воздуха. Учитывая сложности при замене трубопроводов в некоторых жилых или общественных зданиях, это решение может быть спасением для системы, находящейся в аварийном состоянии. Проблема заключается в том, что для разветвленных трубопроводов со сложной конфигурацией трудно обеспечить равномерность их очистки и нанесения покрытия, а учитывая, что эти работы весьма дорогостоящи (сопоставимы с полной заменой труб), то в случае отслоения покрытия это может выйти боком и через несколько лет потребители опять столкнутся с протечками и «ржавой» водой.
Еще одна разновидность набрызговых покрытий –минерально-полимерные покрытия (МПП), которые состоят из двух компонентов: жидкой органической (например, синтетический каучук) и порошковой минеральной фракции. Например, покрытие «ТЮКОН» было разработано в 1996 году специально для антикоррозийной защиты внутренних стенок труб теплотрасс. Покрытие отличается эластичностью, химической стойкостью и термоустойчивостью в широком диапазоне температур: от –40°C до +180°C. Его адгезионная способность к стенкам труб не ослабевает даже при многократных сменах температурного режима. Эластичное покрытие без труда адаптируется к линейному расширению труб, причем никаких трещин на нем не образуется. На сегодняшний день, кроме перекладки, других технологий, позволяющих осуществить антикоррозийную защиту старого трубопровода в теплоснабжении, не существует. МПП также можно наносить напылением или шпаклеванием. Время полного затвердеваниясоставляет 24 часа. Близкими свойствами обладает еще одно МПП – «КОРРОПАЙП», такжепроизводимое в России.