Способ покрытия внутренней поверхности трубопровода

 

Сущность изобретения: вводят с одного конца трубопровода рукавный облицовочный материал на основе полимерного композиционного материала. Одновременно прижимают материал к поверхности трубопровода. Материал отверждают под действием давления теплоносителя в две стадии. На первой стадии в качестве теплоносителя используют смесь сжатого воздуха с водяным паром при соотношении их от 10:1 до 1:10 при т-ре смеси 90 - 100^oC до придания материалу формоустойчивости. На второй стадии используют перегретую воду теплотрассы при ее рабочей т-ре. 1 табл.

Изобретение относится к способам защиты, ремонта трубопроводов теплотрасс, изготовленных из различных материалов: металлов, бетона, пластика и др. размещенных как под землей, так и на/над ее поверхностью.

Известен способ ремонта труб, заключающийся в размещении в полости ремонтируемой трубы многослойного рукава, состоящего из двух или более слоев из различных материалов, несущих в процессе ремонта и при эксплуатации ремонтируемой трубы различную функциональную нагрузку, раздува этого многослойного рукава давлением, создаваемым горячей жидкостью с последующим отверждением покрытия горячим воздухом, циркулирующим во внутренней полости рукава (см. патент США N 3996967, кл. F 16 L 55/18, 1976 г.).

Известен также способ покрытия внутренней поверхности трубопровода с использованием многослойного ремонтного рукава, отверждаемого двумя жидкими теплоносителями, при различных температурах. Эти теплоносители подаются в полость ремонтного рукава поочередно и таким образом способствуют "мягкому" (исключающему внутренние напряжения в композите) отверждению системы (см. патент Великобритании N 2074691, кл. F 16 L 55/18, 1983 г.).

Недостатками известных технических решений являются длительное время отверждения ремонтного покрытия, значительный расход теплозатрат на их реализацию, а также сложность аппаратурного оформления процесса ремонта.

Также известен способ ремонта подземных трубопроводов с использованием рукава из композиционного материала, отверждение которого осуществляют специальными ультрафиолетовыми нагревателями (см. заявку PCT N 89/01111, кл. F 16 L 55/16, 1989 г.).

Недостатком данного способа является большой расход электроэнергии и трудности, связанные с обеспечением безопасного ведения процесса.

Еще известен способ ремонта трубопроводов с использованием облицовочного рукавного материала, пропитанного термореактивной смолой, размещаемого в полости ремонтируемой трубы и отверждаемого горячим воздухом, подаваемым под давлением внутрь рукава (см. заявку ЕПВ N 0241297, кл. B 29 C 63/46, 1987 г. ).

Этот известный способ отличается сложностью аппаратурного оформления.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, заключающийся в предварительном размещении внутри ремонтируемой трубы рукава из полимерного термопластичного материала, его подплавлении с помощью нагревателя индукционного типа и последующем размещении внутри этой оболочки тканого пропитанного термореактивным связующим рукава, прижатии его к подплавленному рукаву из термопласта при помощи сжатого воздуха (см. авт.св. N 1430661, кл. F 16 L 58/02, 1988) прототип.

К недостаткам прототипа относятся длительность осуществления процесса, значительные энергозатраты при его реализации, сложность аппаратурного оформления.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Для этого в известном способе ремонта внутренней поверхности трубопровода теплотрассы путем введения с одного конца трубопровода рукавного облицовочного материала на основе композиционного полимерного материала, одновременного прижатия рукавного облицовочного материала к внутренней поверхности трубопровода и его отверждения под действием теплоносителя в две стадии, на первой стадии в качестве теплоносителя используют смесь сжатого воздуха с водяным паром при соотношении их от 10:1 до 1:10 соответственно при 90 100^oC до придания рукавному облицовочному материалу формоустойчивости, а на второй стадии используют перегретую воду ремонтируемой теплотрассы.

Сокращение времени ремонта трубопровода достигается за счет ускорения этапа отверждения покрытия путем рационального подбора смеси двух теплоносителей на первом этапе и включения ремонтируемого трубопровода в действующую теплотрассу для использования тепла рабочей среды теплотрассы на втором этапе отверждения. Это обстоятельство позволяет также отказаться от применения дополнительных оборудования и теплоносителя на последнем этапе отверждения.

Пример 1. Рукав из стеклоткани марки ТР-07 на основе ровингов пропитывался эпоксидной смолой марки ЭД-20 с отвердителем аминного типа. Рукав длиной 16 м размещали между двумя пленочными рукавами. Такой многослойный рукав протаскивали в полость подлежащей ремонту металлической трубы диаметром 200 мм. Раздув рукав и его прижатие до плотного прилегания к стенкам ремонтируемой трубы осуществляли одновременно на первой стадии смесью сжатого воздуха с водяным паром при их соотношении 10:10 соответственно при температуре смеси 90^oC. На этой стадии полимеризация до придания ремонтному покрытию формоустойчивости продолжалась в течение 1 ч. После этого подача смеси прекратилась. Ремонтируемая труба была подключена в действующую теплотрассу и вторая стадия полимеризации осуществлялась под действием теплоносителя трассы, транспортируемого при рабочей температуре 120^oC и давление 16 атм. Время полимеризации на второй стадии в штатных условиях заняло 5 ч.

Пример 2. Осуществляется аналогично примеру 1, но в качестве облицовочного материала использовали синтетический войлок. Длина ремонтируемой трубы 100 м, диаметр 300 мм. В качестве связующего использовалась эпоксидная смола с изометилтетрагидрофталевым ангидридом в качеств отверждающей системы. Раздув и прижатие рукава к стенкам ремонтируемой трубы осуществляли смесью сжатого воздуха с водяным паром при их соотношении 5:5 при температуре смеси 95^oC в течение 2 ч. Вторая стадия полимеризации осуществлялась перегретой водой теплоносителя теплотрассы также в режиме штатной работы трубопровода и продолжалась в течение 7 ч.

Пример 3. Рукав из комбинированного армирующего материала, состоящего из одного слоя стеклоткани ТР-07 и одного слоя синтетического войлока, пропитанный эпоксиполиэфирным связующим с комбинированным отвердителем, размещался внутри ремонтируемой трубы длиной 25 м и диаметром 150 мм. Первая стадия отверждения проводилась аналогично примеру 1, но соотношение в смеси выдерживалось 1:1, отверждение заняло 2 ч. Вторая стадия осуществлялась также аналогично и продолжалась 6 ч.

Как видно из данных таблицы, сокращение общего времени ремонта трубопровода идет за счет второй стадии отверждения, так как она происходит уже в действующей теплотрассе. Для осуществления второй стадии отверждения не требуется в связи с этим использование дополнительного теплоносителя, а также оборудования.

Формула изобретения

Способ ремонта внутренней поверхности трубопровода теплотрассы путем введения с одного конца трубопровода рукавного облицовочного материала на основе полимерного композиционного материала, одновременного прижатия рукавного облицовочного материала к внутренней поверхности трубопровода и его отверждения под действием давления теплоносителя в две стадии, отличающийся тем, что на первой стадии отверждения в качестве теплоносителя используют смесь сжатого воздуха с водяным паром при соотношении их 10:1 1:10 при температуре смеси 90 100^o до придания рукавному облицовочному материалу формоустойчивости, а на второй стадии используют перегретую воду теплотрассы при ее рабочей температуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1