Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

 
 
A. Y. Andrushkin, E. N. Kadochnikov 
EVALUATION OF PROBABILITY OF INSULATION COATING FAILURE BY 
STRENGTH AND WATER ABSORPTION PARAMETERS 
Keywords:
failure probability, defect, strength, insulation coating, pipeline. 
Abstract:
Due to technological deviations in the application of insulating coatings, defects 
(pores, cracks, stratification) often occur, which develop during the operation of the pipeline and 
lead to damage. The presence of a significant number of defects and damages of insulation coatings 
causes their failure according to one or more quality parameters. The article discusses the impact of 
the defect size on the probability of failure of the insulation coating, in case of the worst version, by 
the parameters of strength and water absorption 
Разливы нефти и выбросы газа оказывают отрицательное влияние на окружаю-
щую среду, часто разгерметизация трубопровода заканчивается взрывами и пожара-
ми. При этом одной из важных особенностей нефтегазового комплекса России явля-
ется существенная изношенность основных фондов. Интегральный показатель степе-
ни износа основных производственных фондов составляет для некоторых компаний – 
60%. 
Долговечность стальных трубопроводов может быть обеспечена нанесением на 
их внутренние и наружные поверхности изоляционных покрытий, защищающих ме-
талл от коррозии. Чаще всего применяют многослойное изоляционное покрытие. 
1
©Андрюшкин А.Ю., Кадочникова Е. Н., 2020 

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
4 
Наличие значительного числа дефектов и повреждений изоляционных покрытий обу-
славливает возникновение отказа по одному или нескольким параметрам качества. 
Наиболее значимым параметром, характеризующим качество изоляционных покры-
тий, является прочность. Снижение прочности изоляционных покрытий ниже мини-
мально допустимого значения приводит к разрушению и последующей резкой интен-
сификации процесса коррозии стального трубопровода, приводящего к его разгерме-
тизации, что делает трубопровод неработоспособным [1-6].
В случае наихудшего варианта, сочетающего минимальную прочность изоля-
ционных покрытий ζ
0min
и наибольшее значение показателя 
u
ζmax
, можно рассчитать 
запас надежности изоляционных покрытий [7,8]: 






min
max
min
0
н
x
u
K
, (1)
 
где ζ
0min
– минимальное значение прочности при отсутствии дефектности, Па;
К
н
– коэффициент запаса надежности;
u
ζmax
– максимальное значение показателя, учитывающего изменение прочности в за-
висимости от размера дефекта, Па/м; 
х
– характерный размер дефекта, м;
ζ
min
– минимальное значение прочности изоляционных покрытий, Па; 
Запас надежности изоляционных покрытий уменьшается по мере увеличения 
размера дефекта 
x
, и не оказывающий влияния на прочность изоляционных покрытий 
максимальный размер дефекта 
x
=
X
гар
может быть рассчитан по выражению (1) при 
условии 
К
н
=1: 
u
X
max
min
min
0
гар





, (2) 
где 
X
гар
- максимальный размер дефекта, который не оказывает влияния на прочность 
изоляционных покрытий, м.
 
Увеличение размеров внутренних дефектов изоляционных покрытий при экс-
плуатации приводит к росту водопоглощения, которое является одним из основных 
параметров качества изоляционных покрытий. Из-за высокого водопоглощения при 
значительном перепаде суточных и сезонных температур изоляционных покрытий 
интенсивно разрушается, долговечность снижается в несколько раз. После отказа 
изоляционных покрытий коррозирует стальная основа трубопровода, в результате 
коррозии происходит разгерметизация трубопровода, приводящая к аварийному раз-
ливу или выбросу углеводородов в окружающую среду. 
Рассмотрим наихудший вариант, когда значение водопоглощения бездефектно-
го изоляционного покрытия W
0max
максимально и показатель u
Wmax
максимален [7,8].
При этих условиях можно рассчитать запас надежности изоляционного покрытия по 
выражению: 
W
x
u
W
K
max
max
w
max
0
н



, (3)
 
где К
н
– коэффициент запаса надежности;
W
0max
– максимальное значение водопоглощения бездефектного изоляционного по-
крытия, %;
u
Wmax
– максимальное значение показателя, учитывающего изменение водопоглоще-
ния изоляционного покрытия в зависимости от размера дефекта, %/м; 

---