Магистральные трубопроводы являются составной частью мировой системы транспортировки жидких и газообразных продуктов. Наиболее распространены трубопроводы для перекачки газа, нефти и продуктов их переработки.

Трубопроводные системы находят широкое применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Трубопроводный транспорт обладает низкой себестоимостью, непрерывностью процесса перекачки, возможностью повсеместной укладки и т.д. Однако, наряду с преимуществами существуют и недостатки, связанные с загрязнением окружающей среды вследствие утечки нефти, газа и других продуктов.

Основные причины появления утечек – длительные сроки эксплуатации трубопроводного транспорта, воздействие различных нагрузок (внутреннее давление, осевые растягивающие или сжимающие напряжения, давление грунта засыпки и подвижных средств, перепады температур), физический, моральный износ, коррозия, и, как следствие, устойчивая тенденция роста числа аварий с все более тяжелыми социальными, экологическими и экономическими последствиями.

Одно из направлений повышения надежности и экологической безопасности трубопроводов – внедрение новых изоляционных материалов и современных технологий их нанесения. В последние годы для повышения прочностных свойств и износостойкости полимерных материалов и покрытий применяют их армирование наноструктурными наполнителями.

Актуальность разработки новых изоляционных покрытий обусловлена ужесточающимися требованиями к качеству защитных покрытий трубопроводов, выполнение которых позволит повысить надежность трубопроводных систем и обеспечить экологическую безопасность трубопроводного транспорта.

На сегодняшний день проводятся разработки по созданию покрытия на основе полиэтилена, превосходящего современные заводские покрытия по следующим технологическим показателям:
– в разы меньшая влагоемкость;
– высокие прочность и износостойкость;
– расширенный температурный диапазон эксплуатации;
– сниженный за счет замены покрытия удельный расход сырья (этилена) на тонну готовой продукции (компаунда).

Созданные с использованием нанотехнологий материалы поднимут на новый уровень качество труб с антикоррозионным покрытием. Это повысит их конкурентоспособность, увеличит срок эксплуатации и изменит физико–химические свойства покрытий. Это обстоятельство немаловажно в связи со строительством нефтегазопроводов в сложных климатических условиях Крайнего Севера, пустынь и территорий с большими и резкими колебаниями температур. Все это позволяет сделать вывод о том, что актуальность, востребованность и перспективность разработки несомненна

Применение углеродные нанотрубок и углеродные нановолокон как наполнителей полимеров позволяет улучшить ряд показателей:
– повысить электропроводность;
– увеличить теплопроводность, теплостойкость, температуру воспламенения;
– придать антистатические свойства;
– улучшить механические характеристики (прочность при растяжении и на разрыв; увеличить модуль упругости и предельное растяжение; повысить износостойкость);
– увеличить адгезионную прочность и расширить температурный диапазон применения (от – 60 до 250°С);
– обеспечить устойчивость к воздействию агрессивных рабочих сред.

К сожалению, композиционные полимерные материалы с углеродными наночастицами пока не могут в полной мере улучшить абсолютно все свойства изоляционных материалов. На данный момент есть ряд негативных свойств:
– при увеличении концентрации углеродных нанотрубок проводимость композитов возрастает – это свойство скорее отрицательное с точки зрения создания защитного покрытия для наружной изоляции труб;
– использование углеродных нанотрубок для придания полимерам антистатических и проводящих свойств – коммерческая практика, но для изоляционных покрытий для трассовых трубопроводов это свойство оказывает скорее отрицательное влияние;
– качество композиционного материала сильно зависит от качества исходных компонентов – полиэтилена и углеродных наночастиц. Следует учесть, что только идеальные однослойные нанотрубки отличаются рекордными значениями механических и транспортных свойств. Достижение идеальных параметров – вопрос, прежде всего, стоимости.

Таким образом, можно сделать вывод, что определяющим критерием экологической безопасности нефтегазопроводов является их надежность – один из основных показателей качества любой системы, заключающаяся в ее способности выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные свойства в течение требуемого промежутка времени "жизненного цикла". Использование новых изоляционных материалов с добавлением углеродных нановолокон уже сейчас, не смотря на некоторые имеющиеся недостатки, позволит повысить надежность и экологическую безопасность трубопроводных систем, а также увеличить срок службы трубопровода.