Способ ремонта трубопровода

 

Сущность изобретения: при ремонте трубопровода в комбинированный герметизирующий раствор на основе самополимеризующейся пастосмеси с наполнителем, перемещаемый к месту утечек по трубопроводу под действием рабочей среды, вводят набор соединенных между собой капсул в герметизирующей оболочке. Первая и последняя капсулы заполнены материалом, обеспечивающим нулевую плавучесть. Промежуточные капсулы заправлены сухой герметизирующей смесью и ампулами с отвердителем. 4 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для герметизации порывов трубопровода.

Известен способ восстановления трубопровода, по которому в трубопровод под избыточным давлением подают смесь воздуха и абразивного тонкодисперсного материала. После очистки внутренней поверхности трубопровода подают в трубопровод под давлением смесь воздуха и материала покрытия.

Известен также способ предотвращения утечки из трубопроводов, по которому внутри трубы формируют поток сжатого воздуха, посредством которого переносят клеящий материал и наполнитель в виде коротких волокон.

Известно также использование при ремонте трубопроводов наполнителя в виде физических тел, выполненных из эластичного материала. Применение известных способов при ремонте трубопроводов требует дополнительных затрат, увеличивая трудоемкость восстановительных работ.

Известен способ реконструкции трубопроводов, по которому в полость трубопровода вводят последовательно друг за другом трубчатые элементы из жесткого материала, передний торец которых при вводе в трубопровод перекрыт временной заглушкой. Проталкивание этих элементов производят за счет рабочей среды, давление которой нарастает по мере продвижения трубчатых элементов к месту их установки в трубопроводе (в момент установки заглушка выталкивается). Реализация данного способа требует трудоемких затрат на подготовительные работы и длительную остановку трубопроводов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по сущности и достигаемому положительному эффекту является способ очистки и облицовки (ремонта) труб, по которому при ремонте в трубопровод подают через ввод смешанный поток сжатого воздуха и герметизирующего материала (раствора), содержащего пастообразную основу с наполнителем из эластичного пористого материала. Указанную смесь перемещают по трубопроводу к месту утечки под действием рабочей среды, при этом смешанному потоку сообщают пульсации с заданным циклом и с определенной частотой. Остатки вводимых материалов выводят из трубопровода, через вводы.

Недостатками известного способа являются большие потери герметизирующего вещества, высокая трудоемкость, длительная остановка трубопровода.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат и затрат времени на восстановление проводимости трубопровода, повышение эффективности восстановительных работ.

Использование предлагаемого способа ремонта трубопровода снижает затраты времени на проведение работ по ликвидации аварии на действующем трубопроводе, снижает потери рабочей среды и герметизирующих материалов, экономит энергию, повышает срок службы трубопроводов, уменьшает стоимость ремонтных работ.

Поставленная цель достигается тем, что при ремонте трубопровода путем подачи через ввод трубопровода смеси сжатого воздуха и комбинированного герметизирующего раствора, содержащего самополимеризующую пастообразную основу с наполнителем из эластичного пористого сжимаемого материала, осуществляют перемещение смеси по трубопроводу к месту утечки под действием рабочей среды и последующий вывод остатков раствора через вводы трубопровода. При этом в комбинированный герметизирующий раствор вводят набор соединенных между собой капсул в герметичной эластичной оболочке. Первую и последнюю капсулы заполняют пористым сжимаемым материалом с удельным весом меньшим удельного веса рабочей среды в трубопроводе и объемом, обеспечивающим нулевую плавучесть капсул при давлении рабочей среды, необходимом для перемещения комбинированного герметизирующего раствора к месту утечки. Промежуточные капсулы заправляют сухой герметизирующий смесью и ампулами с отвердителем.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что эти технические решения характеризуются тем, что в трубопровод через его ввод вводят смесь сжатого воздуха и комбинированного герметизирующего раствора, содержащего самополимеризующуюся пастообразную основу с наполнителем из эластичного пористого сжимаемого материала. Далее смесь перемещают по трубопроводу к месту утечки под действием рабочей среды, и остатки раствора выводят через вводы из трубопровода.

Отличием предлагаемого технического решения является то, что в комбинированный раствор с наполнителем из эластичного пористого сжимаемого материала вводят набор соединенных между собой капсул в герметичной эластичной оболочке. Первую и последнюю капсулы заполняют пористым сжимаемым материалом с удельным весом меньшим удельного веса рабочей среды в трубопроводе и объемом, обеспечивающим нулевую плавучесть капсул при давлении рабочей среды в трубопроводе, необходимом для перемещения комбинированного герметизирующего раствора к месту утечки, а промежуточные капсулы заправляют сухой герметизирующей смесью и ампулами с отвердителем.

При проведении исследований на новизну, технических решений, обладающих перечисленными признаками, не обнаружено.

Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию "Новизна".

В технике широко применяется подача сухой герметизирующей смеси к месту утечки рабочей среды посредством различных устройств. Однако неизвестно, чтобы эта смесь, заправленная в капсулу из эластичной оболочки с ампулой, в которой помещен отвердитель, подавалась вместе с комбинированным герметизирующим раствором к месту утечки, а для того, чтобы сухой герметизирующий раствор доставить к месту утечки в набор капсул вводят также еще две - первую и последнюю, заполненные пористым сжимаемым материалом с удельным весом меньшим удельного веса рабочей среды и объемом, обеспечивающим нулевую плавучесть капсул при давлении рабочей среды в трубопроводе необходимом для перемещения комбинированного герметизирующего раствора к месту утечки. В предлагаемом решении капсулы соединены между собой. Следовательно, совокупность признаков проявляет новое свойство, что позволяет считать ее соответствующей критерию "Существенные отличия".

На чертежах представлена схема реализации предлагаемого способа ремонта трубопровода.

На фиг. 1 изображен ремонтируемый трубопровод с местом утечки рабочей среды, в разрезе; на фиг. 2 - схема подачи сжатого воздуха и комбинированного герметизирующего раствора в трубопровод; на фиг. 3 - схема набора капсул; на фиг. 4 - схема заполнения мест утечки предложенным способом.

Способ осуществляется следующим образом.

Для ликвидации мест утечки 1 в трубопроводе 2 контейнер 3 заправляют комбинированным герметизирующим раствором 4, содержащим самополимеризующуюся пастообразную основу с наполнителем 5 из эластичного пористого сжимаемого материала. В комбинированный герметизирующий раствор 4 вводят набор соединенных между собой капсул 6 в герметичной эластичной оболочке 7. Первую и последнюю капсулы 6 заполняют пористым сжимаемым материалом 8 и запаивают. Удельный вес пористого сжимаемого материала 8 должен быть меньше удельного веса рабочей среды 9 в ремонтируемом трубопроводе 2, а объем материала 8 должен обеспечивать нулевую плавучесть первой и последней капсул 6 при давлении рабочей среды 9 в трубопроводе 2, необходимом для перемещения герметизирующего раствора 4 к месту утечки 1. Промежуточные капсулы 6 заполняют сухой герметизирующей смесью 10 и в них помещают ампулы 11 с отвердителем. Между собой капсулы 6 соединены перемычкой 12.

Подготовленный к ликвидации утечки 1 комбинированный герметизирующий раствор 4 по гибкому трубопроводу 13 через задвижку 14 посредством сжатого воздуха подают в трубопровод 2, по которому рабочей средой 9 он перемещается к месту утечки 1. Герметизирующий раствор 4 втягивается в канал утечки, и заполняет его. Капсулы 6 также втягиваются поочередно в канал утечки. При этом у первой капсулы 6 с пористым сжимаемым материалом 8 в головной части увеличиваются размеры по сечению из-за снижения давления и первая капсула 6 тянет за собой промежуточные капсулы 6 с сухой герметизирующей смесью 10 и ампулами 11. При этом у промежуточных капсул 6 разрушается герметичная эластичная оболочка 7 и оболочка ампулы 11. Сухая герметизирующая смесь 10 и отвердитель смачиваются рабочей средой 9, полимеризуются и закрепляют поры и неплотности наполнителя 5 раствора 4 в месте утечки 1, а затем и в теле утечки на трубопроводе 2. Неиспользованные капсулы 6 удаляются потоком рабочей среды 9. При неполном перекрытии мест утечек 1 описанный способ повторяется.

П р и м е р. Для ликвидации мест утечки 1 на трубопроводе 2 закрываются задвижки 14, 15. Ресивер 16 заполняется сжатым воздухом под давлением 0,6 МПа. Открывается задвижка 14 и кран 17. Сжатый воздух из ресивера 16 через гибкий рукав 18 выдавливает из контейнера 3 комбинированный герметизирующий раствор 4 с наполнителем 5 и набором соединенных между собой капсул 6 по гибкому трубопроводу 13 и через задвижку 14 в полость трубопровода 2, вытесняя из него рабочую среду 9, например воду. В качестве самополимеризующейся пастообразной основы раствора 4 может быть использована смесь бентонитовой глины с 5% добавкой цемента в водном растворе с 10% добавкой калиевого жидкого стекла с коэффициентом внутреннего сцепления не менее 3000 Н/м. В качестве наполнителя 5 из эластичного пористого сжимаемого материала используют куски пенополиуретана с размерами до 120 х 150 х 10 мм с порами 0,8-1,0 мм, а также синтетическое и кремний-органическое волокно объемом 700-800 см². Посредством трехходового крана 17 рукав 18 сообщается с атмосферой. Далее открывается задвижка 15, через которую в трубопровод 2 поступает рабочая среда 9 - вода, вытесняя воздух.

Герметизирующий раствор 4 с наполнителем 5 и капсулами 6 достигает зону утечки 1, втягивается в канал утечки, заполняет его, сужает сечение места утечки 1. Капсулы 6 проходят сечение места утечки 1, втягиваясь в него. Первая капсула 6 с пористым сжимаемым материалом 8, например, пенополиуретаном, в головной части увеличивает размеры по сечению вследствие расширения из-за снижения давления. Удельный вес пористого сжимаемого материала 8 - пенополиуретана меньше удельного веса рабочей среды 9, а объем его обеспечивает нулевую плавучесть первой и последней капсулы 6 при давлении рабочей среды 9 - воды в трубопроводе 2, необходимом для перемещения герметизирующего раствора 4. Далее втягиваются промежуточные капсулы 6 с сухой герметизирующей смесью 10 и ампулами 11 с отвердителем этой смеси, например, жидким стеклом. При этом разрушается герметичная эластичная оболочка 7 из полиэтиленового рукава или геля и оболочка капсулы 11. Сухая герметизирующая смесь 10 - сухой цемент с золой с отношением 1: 1 и содержимое ампулы 11 - отвердитель - жидкое стекло смачиваются водой, полимеризуются, заполняют поры и неплотности наполнителя 5, место утечки 1, а затем и тело трубопровода 2 в месте порыва. Неиспользованные капсулы 6 удаляются потоком воды из трубопровода 2. Далее трубопровод промывается, остатки раствора 4 с наполнителем 5 и капсулы 6 выводятся через вводы трубопровода и собираются в емкость.

Расчетные данные при ремонте трубопровода предлагаемым способом при ликвидации мест утечки на водоводе ⊘ 200 мм.

Площадь порывов на водоводе около 0,018 м²; видимое число мест утечки воды - 8. Средняя площадь одного порыва 0,002 м², эквивалентный диаметр около 50 мм. Потребное сечение кусков наполнителя 20 см², максимальный диаметр капсулы около 55 мм; ожидаемый объем вымоин 0,5 м³; объем герметизирующего раствора до 1 м³.

Пример по составу растворов: герметизирующий раствор: вода, жидкое стекло, глина бентонитовая, мука кварцевая, трехкальциевый алюминат; ускоритель отверждения: жидкое стекло с трехкальциевым алюминатом; наполнители: эластичный пористый сжимаемый пенополиуретан; резинополиуретан; кремнийорганическое волокно; искусственное волокно; герметичная эластичная оболочка набора капсул - рукав из пищевого полиэтилена.

Предлагаемый способ ремонта трубопровода можно совмещать с нанесением защитного слоя покрытия для предотвращения коррозии и восстановления механической прочности труб.

Использование предлагаемого способа ремонта трубопровода снижает затраты и время на проведение работ по ликвидации мест утечки на действующем трубопроводе, уменьшает потери рабочей среды и герметизирующих материалов, экономит энергию, повышает срок службы трубопроводов, уменьшает стоимость ремонтных работ.

(56) Заявка Великобритании N 2140337, кл. B 3, 1984.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА путем подачи через ввод трубопровода смеси сжатого воздуха и комбинированного герметизирующего раствора, содержащего самополимеризующую пастообразную основу с наполнителем из эластичного пористого сжимаемого материала, перемещения смеси по трубопроводу к месту утечки под действием рабочей среды и последующего вывода через вводы трубопровода остатков материалов, отличающийся тем, что в комбинированный герметизирующий раствор вводят набор соединенных между собой капсул в герметичной эластичной оболочке, при этом первую и последнюю капсулы заполняют пористым сжимаемым материалом с удельным весом, меньшим удельного веса рабочей среды в трубопроводе и объемом, обеспечивающим нулевую плавучесть капсул при давлении рабочей среды в трубопроводе, необходимом для перемещения комбинированного герметизирующего раствора к месту утечки, а промежуточные капсулы заправляют сухой герметизирующей смесью и ампулами с отвердителем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4