Способ изготовления экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздействия

 

Изобретение относится к строительству и предназначено для защиты трубопроводов от воздействия на них блуждающих токов. На трубу наносят два слоя изоляции из кремнепенобетона и пенополиуретана в виде "скорлуп", покрывают алюминиевой фольгой, которую закрепляют бандажами с их заземлением через 10-50 м. Между первым внутренним слоем и наружным слоем из пенополиуретана приклеивают пенополимерным раствором ленту из алюминиевой фольги в виде спирали, покрывающей снаружи всю изоляцию трубы. Концы ленты выводят в местах стыков труб по всей длине трубопровода и электрически соединяют с бандажами. Даны рекомендации по выбору толщины ленты и ее навивки. Изобретение повышает надежность трубопровода.

Изобретение относится к областям электротехники и энергетики, конкретнее к способам изготовления экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздействия.

Оно может быть использовано для создания трубопроводов различного сечения и назначения: тепло-, газо-, водо- и др. носителей.

Известен способ изготовления защиты различных металлических конструкций и установок от электрохимического воздействия блуждающих и наводимых электрическими полями токов, основанный на замыкании их в толще экрана и отведении в землю через контуры заземления или специальные заземляющие устройства [1].

Недостатком способа [1] , принятого нами в качестве аналога, является необходимость создания специальных дополнительных конструкций из дорогостоящих из-за требований высокой проводимости материалов со значительным ростом капитальных затрат и занимаемого экранами рабочего пространства.

В значительной степени этот недостаток устранен в прототипе [2], где рассматривается композиционная термостойкая изоляция трубопроводов с крепящейся на ней бандажами алюминиевой фольгой, то есть здесь механическая конструкция, необходимая по технологии сборки изоляции трубопровода, совмещает свои основные технологические функции удержания слоев изоляции - "скорлуп" на трубе с функциями экранной защиты трубопровода от электрохимического воздействия.

Толщину фольги, покрывающей изоляционные "скорлупы", бандажи "скорлуп", расположенные на стыках, и элементы их соединений рассчитывают по плотности блуждающих токов в местах прокладки трубопроводов в зависимости от местных условий эксплуатации трубопровода. При этом получившийся экран из фольги заземляют через 10-50 м в зависимости от упомянутых местных условий эксплуатации трубопровода по степени электрохимических воздействий.

Недостатком прототипа [2] является то, что в связи с расширением в последние годы практики открытой прокладки трубопроводов резко увеличился так называемый вандализм: раздевание, а проще воровство алюминиевой фольги с трубопроводов, что нарушает целостность электропроводящего пути экранов и ведет к сокращению в 1,5-2 раза срока службы трубопроводов из-за электрохимической коррозии. Целостность экранов может быть нарушена также в силу других, например, стихийных или строительно-монтажных причин.

Целью заявляемого изобретения является повышение надежности и защитных свойств экранов трубопроводов от электрохимического воздействия, особенно при открытой прокладке, повышение ресурса (время номинальной гарантированной эксплуатации) трубопроводов при расширении областей их применения, особенно в промзонах с насыщенным влиянием блуждающих и наводимых электрическими полями токов от множества другого технологического оборудования.

Поставленная цель достигается в способе изготовления экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздейсвия, при котором два слоя изоляции из кремнепенобетона и пенополиуретана в виде "скорлуп" покрываются на трубе алюминиевой фольгой с креплением бандажами при заземлении последних через 10-50 м в зависимости от электрохимического воздействия на трубопровод.

Причем в процессе изготовления композиционной термостойкой изоляции между первым внутренним слоем из кремнепенобетона и наружним слоем из пенополиуретана приклеивают пенополимербетонным раствором ленту из алюминиевой фольги толщиной, равной толщине алюминиевой фольги, покрывающей снаружи всю изоляцию трубы, и шириной, равной 2-3% диаметра трубы в виде спирали с шагом, равным 2-3 диаметрам трубы, а ее концы выводят в местах стыков по всей длине трубопровода и электрически соединяют с бандажами.

Диапазон 2-3% от диаметра трубы: нижний предел относится к трубам большого диаметра, а верхний к трубам малого диаметра.

Диапазон шага спирали 2-3 диаметра трубы: нижний предел относится к трубам малого диаметра, а верхний к трубам большого диаметра.

Существенным отличием от известных способов изготовления экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздействия является то, что ни в одном из известных способов не достигается высокой надежности электрической связи по всей длине экранированного трубопровода, подверженного возможному вандализму (воровству фольги), или других, например, стихийных причин ее повреждения, так как сохраняются экранные электротехнические свойства из-за внутренней токопроводящей и заземленной через бандажи ленты, находящейся между кремнепенобетонным и пенополиуретановым слоем изоляции и, таким образом, недоступной для повреждения. Формируя собой внутри изоляции дополнительный (обходной) электрический тракт, лента из алюминиевой фольги, приклеенная в промежуточном слое из пенополимербетона, сохраняет свои прочностные и электротехнические свойства из-за промежуточных показателей коэффициентов расширения между первым слоем из кремнепенобетона и вторым слоем из пенополиуретана, а также за счет спиралевидной приклейки, то есть адаптивна к колебаниям тепловых нагрузок как самого трубопровода, так и влиянию тепловых показателей окружающей среды (зима - лето).

Пример реализации способа.

Изготовление экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздействия по заявляемому способу происходит следующим образом.

На трубу традиционной операцией наносят первый слой: кремнепенобетонную изоляцию - "скорлупу". Полученную заготовку - трубу длиной 12 м и диаметром 0,6 м с кремнепенобетонной изоляцией вращают и с помощью механизма возвратно-поступательного движения перемещают относительно исполнительного механизма нанесения четырех промежуточных полимербетонных слоев с общей толщиной 4•5%= 20% толщины первой кремнепенобетонной изоляции - "скорлупы". С каждым проходом уменьшают концентрацию бетонных составляющих смеси от слоя к слою на 20%. После нанесения второго промежуточного слоя из пенополимербетона наматывают на него ленту из алюминиевой фольги толщиной, равной толщине фольги наружной оболочки изоляции трубопровода, а шириной 0,6 м•(2%)=0,12 м. Затем наносят снова два промежуточных слоя из пенополимербетона, второй наружный слой из пенополиуретана. Традиционной операцией монтируют алюминиевое наружное покрытие (фольгу) с помощью заземленных через 10-50 м бандажей, к которым в месте стыков электрически подсоединяют (варят, паяют, болтят) концы алюминиевой ленты, заклеенной с помощью пенополимербетона между двумя слоями изоляции - "скорлупами".

Реализуемость патентуемого способа не вызывает сомнений, так как все операции с дополнительной лентой, прокладываемой между "скорлупами" с использованием жидкой массы пенополимербетона, создание вращательно-поступательного движения трубы, подсоединение концов ленты к бандажам в местах стыков труб сварочным или болтовым методом технически вполне отработаны.

Применение патентуемого способа изготовления экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздействия повышает стойкость (время нормальной гарантированной по техническим условиям эксплуатации) трубопроводов в 1,4 раза при расширении диапазона применимости у заказчика в 1,8 раза.

Источники информации 1. Электротехнический справочник. Т.3. Под общ. ред. П.Г. Грудинского и др. Изд. 5-е, испр. - М.: Энергия. 1975, c.483.

2. Гаспарянц Р.С., Игнатов И.А. Комплексное решение проблемы энергосбережения в системах газо-, тепло- и электроснабжения. Доклад на XI Международном конгрессе "CITOGIC-2001" в г. Салехарде. Академия технологических наук. - М.-Салехард. 2001. 10 с.

Формула изобретения

Способ изготовления экранной защиты трубопроводов от электрохимического воздействия, при котором два слоя изоляции из кремнепенобетона и пенополиуретана в виде "скорлуп" монтируются на трубе алюминиевой фольгой с креплением бандажами при заземлении последних через 10-50 м в зависимости от величины блуждающих и наведенных электрическим полям токов, отличающийся тем, что в процессе изготовления композиционной термостойкой изоляции трубу с первой кремнепенобетонной изоляцией - "скорлупой" вращают и с помощью механизма возвратно-поступательного движения перемещают относительно исполнительного механизма нанесения четырех промежуточных полимербетонных слоев с общей толщиной 4х5%= 20% толщины первой кремнепенобетонной изоляции - "скорлупы", уменьшая с каждым проходом концентрацию бетонных составляющих смеси от слоя к слою на 20%, после нанесения второго промежуточного слоя из пенополимербетона наматывают на него ленту из алюминиевой фольги толщиной, равной толщине алюминиевой фольги, покрывающей снаружи всю изоляцию трубы, и шириной, равной 2-3% диаметра трубы, в виде спирали с шагом, равным двум-трем диаметрам трубы, затем наносят снова два промежуточных слоя из пенополимербетона, второй наружный слой из пенополиуретана, выводят концы алюминиевой ленты в местах стыков и электрически подсоединяют их к бандажам, удерживающим наружное покрытие трубопровода из алюминиевой фольги.