Способ ремонта трубопровода с локальными дефектами

 

Использование: при ремонте магистральных газопроводов, нефте- и продуктопроводов. Сущность изобретения: между покрытой клеящим составом поверхностью трубы и первым слоем бандажной ленты укладывают прокладку из высокопрочного синтетического материала. На бандажную ленту дискретно, например, поперечными полосами, наносят клей. Отремонтированный трубопровод обсыпают грунтом. Слои грунта, прилегающие к поверхности отремонтированного трубопровода, смачивают в зависимости от вида материала синтетической прокладки, водой или специальным химическим реагентом. 2 ил.

Изобретение относится к технике трубопроводного транспорта и может быть использовано прежде всего при ремонте магистральных газопроводов, нефте- и продуктопроводов, наружные стенки которых локально повреждены почвенной электрохимической коррозией.

Известны способы ремонта поврежденной коррозией стенки трубопровода, основанные на наложении на подготовленную поверхность трубопровода клеевой композиции и наложении путем обмотки трубы пропитанного той же композицией рулонного изолирующего материала с последующей фиксацией на трубопроводе (1).

Однако вследствие того, что модули упругости трубной стали и клеевой композиции, например на эпоксидной основе, существенно отличаются, несущая способность рулонного материала (бандажных лент) не используется в полной мере. Это связано с тем, что при приложении рабочего давления перекачиваемого продукта и появлении в стенке стальной трубы кольцевых растягивающих напряжений, деформации стальной стенки трубы невелики, напряжения, появляющиеся в клеевой композиции и бандажной ленте, даже при использовании в ней стекловолокна, вследствие меньших по сравнению с трубной сталью значений модуля упругости, оказываются существенно ниже напряжений в стальной стенке. В результате после выполнения ремонта при приложении высокого рабочего давления возможно повреждение стенки трубы.

Наиболее близким из известных по достигаемому техническому результату является способ ремонта трубопроводов локальными дефектами, включающий предварительное охлаждение ремонтируемого участка трубопровода, наложение на подготовленную поверхность трубопровода предварительно подогретой ленты с последующим ее закреплением на трубопроводе (2). Этот способ обеспечивает большую несущую способность отремонтированной стенки трубопровода, однако технологически сложен из-за необходимости охлаждения трубы, в которой находится транспортируемый продукт (природный газ, нефть или нефтепродукт). Ввиду высокой теплопроводности трубной стали, большой теплоемкости нефти или нефтепродукта, а также наличия процесса конвективного теплообмена, охладить ремонтируемый участок трубопровода без его освобождения от транспортируемого продукта не представляется возможным. Освобождение же от продукта магистрального трубопровода представляет собой крайне дорогостоящую операцию.

Задачей изобретения является повышение прочности и надежности отремонтированного участка трубопровода и обеспечение возможности выполнения ремонта без освобождения трубопровода от транспортируемого продукта и без остановки перекачки.

Это достигается за счет увеличения степени использования несущей способности бандажной ленты путем размещения между покрытой клеящим составом поверхностью трубы и первым слоем бандажной ленты прокладки (цилиндрической тонкостенной оболочки) из высокопрочного синтетического материала, который после приобретения прочности клеящим составом за счет поглощения из окружающей грунтовой среды влаги или специального химического реагента расширяется и обеспечивает создание в трубопроводе предварительных сжимающих, а в бандажной ленте растягивающих напряжений.

Это позволяет в значительной мере разгрузить поврежденную стальную стенку трубы, так как при появлении в трубопроводе рабочего давления существовавшие ранее в стальной стенке кольцевые сжимающие напряжения первоначально снижаются до нуля, и только затем по мере повышения рабочего давления они становятся растягивающими, при таком повышении давления существовавшие в бандажной ленте предварительные растягивающие напряжения увеличиваются и приводят к более полному использованию несущей способности бандажной ленты.

На фиг.1 показан продольный разрез; на фиг.2 поперечный.

На трассе магистрального подземного трубопровода открывается ремонтная траншея и осуществляется без остановки перекачки, а в некоторых случаях и без снижения рабочего давления, очистка наружной поверхности трубы 1 от остатков изоляции и продуктов коррозии. После удаления пыли и при необходимости осуществления химического преобразования окислов железа, например ингибированной соляной кислотой, на наружную поверхность трубы наносится клеевой синтетический состав 2, например на основе эпоксидной смолы.

Далее на клеевой состав наносится специальная синтетическая прокладка 3, например, из полиамида ПА 66 инженерно-технического назначения, имеющего прочность на растяжение 80 МПа и большое влагопоглощение (3, 4). Поверх синтетической прокладки на клеевой составе (например, из эпоксидной смолы и отвердителя, типа УП-6-102) наматывается бандажная лента 4, состоящая из продольно-ориентированных стеклянных волокон, скрепленных синтетическими смолами (например, стеклопластик конструкционный СТК-144) (5). При этом клей наносится выборочно, например поперечными полосами 5 (фиг.2), для того, чтобы при обеспечении прочности бандажа одновременно создать условия для проникновения влаги или специального химического реагента из окружающей среды.

После отверждения клеевого состава отремонтированный трубопровод обсыпается грунтом 6, при этом слои грунта 7, непосредственно прилегающие к поверхности отремонтированного трубопровода, смачиваются в зависимости от вида материала синтетической прокладки 3 водой или специальным химическим реагентом. Смачивание водой полиамида ПА-66 существенно ускоряет процесс набухания, который во влажном воздухе протекает гораздо медленнее.

Вследствие набухания, при поглощении синтетической прокладки 3 влаги или химической реакции между синтетической прокладкой и химическим реагентом, прокладка расширяется и обеспечивает создание в трубопроводе 1 предварительных сжимающих, а в бандажной ленте 4 растягивающих напряжений.

Формула изобретения

Способ ремонта трубопровода с локальными дефектами, включающий наложение на подготовленную поверхность трубопровода бандажной ленты с последующим ее закреплением на трубопроводе, отличающийся тем, что между покрытой клеящим составом поверхностью трубы и первым слоем бандажной ленты укладывают прокладку в виде цилиндрической тонкостенной оболочки из высокопрочного синтетического материала, далее на бандажную ленту дискретно, например, поперечными полосами наносят клей, после чего отремонтированный трубопровод обсыпают грунтом, а затем слои грунта, непосредственно прилегающие к поверхности отремонтированного трубопровода, смачивают, в зависимости от вида материала синтетической прокладки водой или специальным химическим реагентом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2