Способ покрытия поверхностей трубопровода термопластом литьем под давлением

 

Изобретение относится к строительству и используется при защите труб от коррозии. Укладывают металлическую трубу в пресс-форму, подают в нее расплавленный до вязкотекучего состояния термопластичный материал с нагревом пресс-формы, последующим отверждением его и удалением трубы из пресс-формы. Даны температурные режимы нагрева и охлаждения пресс-формы, давления термопласта. Повышает надежность коррозионной защиты трубопровода. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам покрытия поверхностей трубопроводов полимерным материалом литьем под давлением и может быть использовано для защиты труб от коррозии, при транспортировании особо агрессивных сред и других жидкостей, а также в качестве изолирующего покрытия.

Известен способ нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, включающий покрытие ее одно- или многослойной оболочкой, например, из пленочного полотнища путем прижатия его к поверхности трубопровода за счет создания разности давлений (см. патент РФ 2144803, кл. МПК⁷ F 16 L 58/10, опубл. 27.04.2000 г.).

Недостатком данного способа является сложность создания равномерного покрытия внутренней поверхности трубы пленочным полотнищем, низкая надежность крепления оболочки к поверхности трубопровода, низкая стойкость к особо агрессивным средам.

Известен способ защиты внутренней поверхности трубопроводов полимерным материалом, заключающийся в нанесении последнего на внутреннюю поверхность трубопровода посредством перевода полимерного материала в вязкотекучее состояние с последующим его отверждением (см. патент РФ 2118742, кл. МПК⁷ F 16 L 58/10, опубл. 10.09.98 г.).

Недостатками данного изобретения являются то, что из-за быстрого охлаждения расплавленного полимера в термомеханическом модуле невозможно получить гомогенизированный слой покрытия и прочную связь полимера с поверхностью трубы из-за интенсивных термоусадочных процессов в массе полимера, а перемещение термомеханического модуля вдоль трубы приводит к изменению длины соединительного элемента между экструдером и модулем и условия прохождения расплава полимера по этому элементу, что изменяет физическое состояние полимера и тем самым снижает качество покрытия и прочность сцепления полимера с металлом.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ монолитной теплоизоляции, включающий укладку трубы в герметичную форму, заливку в нее вспенивающей композиции под давлением 1,3-5 атм с подогревом формы до 40-150^oС. (см. авт. св. СССР 715887, МПК⁷ F 16 L 59/14, опубл. 15.02.1980 г.) Недостатками прототипа являются использование в качестве материала для покрытия поверхности трубы вспенивающего полимера, который является пористым, при этом покрытие не может быть достаточно прочным, т.к. пористый материал не является гидростойким, его нельзя использовать для покрытия труб, работающих в агрессивных средах, а также способ не предусматривает получение одинаковой толщины покрытия на всех участках трубы, что приведет к различной механической прочности и стойкости на различных участках трубы.

Задачей предложенного технического решения является создание способа покрытия поверхностей трубопровода стойких к особо агрессивным средам, с длительным сроком службы и низкими материалозатратами.

Технический результат заключается в высокой степени прочности сцепления термопласта с поверхностями трубопровода и получении гомогенизированного покрытия заданной толщины.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе покрытия поверхностей трубопровода литьем под давлением, включающим укладку металлической трубы в герметичную форму, заливку в нее термопласта и подогрев формы, согласно изобретению укладку трубы в герметичную форму осуществляют с одинаковым зазором между формой и/или внешней и внутренней поверхностями трубы, подогревают форму до 180-250^oС, выдерживают при этой температуре 15-20 мин, затем осуществляют подачу в нее расплавленного термопласта под давлением 0,5-2,0 МПа до полного заполнения зазоров, после чего производят опрессовку с повышением давления расплавленного термопласта до 1,5 3,0 МПа в течении 5-20 мин, с последующим равномерным снижением температуры со скоростью 5-15^oС в мин до температуры окружающей среды.

Причем зазор между поверхностью формы и соответственно внутренней и внешней поверхностями трубы устанавливают равным 20-50 мм в зависимости от размеров трубы.

Данный способ позволит получить качественное сцепление термопласта с поверхностями трубопровода, повысить стойкость к агрессивным средам и соответственно срок службы трубопровода, снизить материалозатраты.

Пример конкретного осуществления способа.

В качестве эксперимента взята стальная труба диаметром 500 мм, имеющая по торцам соединительные фланцы (диаметр труб может колебаться в пределах от 200 до 2500 мм). Укладку трубы в герметичную форму осуществляли таким образом, чтобы между поверхностями трубы и формы оставался зазор 25 мм. Форму равномерно нагревали до температуры 200^oС и выдерживали при этой температуре 18 мин, чтобы температура трубы была равна температуре формы. Затем через литниковые каналы формы нагнетали под давлением 0,8-1,0 МПа массу расплавленного до вязкотекучего состояния термопласта, заполняя зазоры между поверхностями трубы и формой.

Полное заполнение определяли по истечению массы термопласта из вентиляционных каналов и контрольных отверстий. Затем в течение 7 мин повышали давление нагнетаемой массы до 1,8-2,0 МПа для получения гомогенизированного слоя покрытия и его более прочного сцепления с поверхностью трубы. При достижении давления нагнетаемой массы, равного 1,8-2,0 МПа, охлаждали форму со скоростью 10^oС в минуту до температуры окружающей среды. Затем разбирали форму и извлекали из нее трубу.

Использование данного способа по сравнению с прототипом позволит получить качественный гомогенизированный слой одинаковой толщины с высокой стойкостью к агрессивным средам и прочностью сцепления, что повысит срок службы трубопровода и снизит материалозатраты.

Формула изобретения

1. Способ покрытия поверхностей трубопровода термопластом литьем под давлением, включающий укладку металлической трубы в герметичную форму, заливку в нее термопласта под давлением и подогрев формы, отличающийся тем, что укладку трубы в герметичную форму осуществляют с одинаковым зазором между формой и/или внешней и внутренней поверхностями трубы, подогревают форму до 180-250^oС, выдерживают при этой температуре 15-20 мин, затем осуществляют подачу в нее расплавленного до вязкотекучего состояния термопласта под давлением 0,5-2,0 МПа до полного заполнения зазоров, после чего производят опрессовку с повышением давления расплавленного термопласта до 1,5-3,0 МПа в течение 5-20 мин, с последующим равномерным снижением температуры со скоростью 5-15^oС/мин до температуры окружающей среды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что зазор между поверхностью пресс-формы и соответственно внутренней и внешней поверхностями металлической трубы устанавливают равным 20-50 мм в зависимости от размеров трубы.