Способ повышения несущей способности трубопровода

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводов для транспорта жидкостей и газов, в частности к способам повышения их несущей способности. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности трубопровода за счет создания в материале стенки его составляющих труб силового напряженного состояния отличного по знаку от создаваемого в материале стенки трубы рабочим давлением в трубопроводе. Технический результат достигается путем намотки с заданным усилием на наружную поверхность каждой трубы до сборки в трубопровод последовательно не менее трех слоев заданных толщин, то есть первого слоя из термоусадочного ленточного материала, второго слоя из высокопрочного ленточного материала, например, на основе волокон углерода или базальта и третьего слоя из термоусадочного ленточного материала. Затем размещенные слои на наружной поверхности трубы подвергают тепловому воздействию при температуре термоусадки ленточного материала в термоусадочных слоях известным способом, например, за счет нагрева стенки отдельной трубы при сжигании внутри нее горючего газа. После этого каждую из труб используют для сборки трубопровода. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводов для транспорта жидкостей и газов, в частности к способам повышения их несущей способности.

Известны из практики технические решения в этой области, которые полностью или частично направлены на повышение несущей способности трубопровода в целом или каждой трубы отдельно до их сборки в трубопровод. К ним по отдельным методам осуществления можно отнести следующие:

• увеличение запаса прочности за счет большей толщины материала стенок труб в трубопроводе, что ведет к росту стоимости его строительства;

• установка одной толстостенной трубы в другую по посадке с натягом, например в производстве сосудов высокого давления и стволов орудий;

• намотка на наружную поверхность трубы слоя их нитеобразного материала, например проволоки, с натяжением в нем вплоть до предела текучести, что применимо только на отдельных участках трубы и требует высокопрочного материала;

• усиление стенок труб малого диаметра, получаемых литьем из пластмасс, металлической тонкостенной арматурой, например для труб в системе отопления и водоснабжения зданий;

• создание нормального противодавления, т.е. сжатия на наружную поверхность трубопровода внешней средой (т.е. жидкость, газ) в отличие от создаваемого рабочего давления в нем, например путем размещения на дне моря;

• нагружение предварительное материала стенок труб до предела текучести, но это мало эффективно для труб из высокопластичных низкоуглеродистых сталей, которые по технологическим преимуществам из них и изготавливают прокаткой или сваркой, и из-за релаксации внутренних напряжений в материале их стенок в процессе эксплуатации.

Близким аналогом данному изобретению может служить техническое решение согласно патенту RU 2639257 С2 [1], в котором достижение технического результата обеспечивается за счет расположения на наружной поверхности трубопровода последовательно несколько слоев из заданных толщин материалов с различием в свойствах по их качеству.

Задача изобретения - создание в материале стенки каждой трубы трубопровода предварительно силового напряженного состояния отличного по знаку от создаваемого в нем рабочим давлением в трубопроводе.

Это достигается тем, что в способе повышения несущей способности трубопровода, включающем создание в материале стенки каждой из труб трубопровода силового напряженного состояния по знаку противоположного направления с силовым напряженным состоянием, создаваемым в их материале от рабочего давления после сборки в трубопровод, согласно заявленному изобретению, предварительно создаваемое силовое напряженное состояние в материале стенки каждой из труб до сборки в трубопровод обеспечивают путем намотки с заданным усилием на ее наружную поверхность последовательно не менее трех слоев заданных толщин, то есть первого слоя из термоусадочного ленточного материала, второго слоя из высокопрочного ленточного материала, например на основе волокон углерода или базальта, и третьего слоя из термоусадочного ленточного материала и затем размещенные слои на наружной поверхности трубы подвергают тепловому воздействию при температуре термоусадки ленточного материала в термоусадочных слоях известным способом, например за счет нагрева стенки отдельной трубы при сжигании внутри нее горючего газа, а после этого каждую из труб используют для сборки трубопровода.

По другому варианту исполнения способ отличается тем, что намотку как первого слоя из термоусадочного ленточного материала на исходную поверхность трубы так и последующих слоев при намотке в заданной последовательности друг за другом производят через предварительно расположенный на одной из сопрягаемых поверхностей в зоне их контакта слоя клея со свойствами демпфирования.

Реализация предлагаемого способа осуществляется на базе технологического оснащения (т.е. устройств, приспособлений) подобно применяемому при изоляции трубопроводов, которое обеспечивает одновременно пару относительных движений, т.е. одного вращательного или другого поступательного движений (в общем винтового) из отдельно задействованных ресурсов, а именно трубы и одного из последовательно наматываемых на трубу ленточного материала слоями (не менее трех) с заданными показателями его по качеству и толщине слоя. При этом процесс размещения наматываемых слоев из ленточных материалов вначале на трубе и затем, на поверхностях друг друга начинаются и заканчиваются с надежной фиксацией по их концам на сопрягаемых поверхностях, например путем склеивания или сваркой.

В зависимости от варианта исполнения способа первый слой из термоусадочного ленточного материала на полиамидной основе толщиной от 0,2-1 мм с усилием в пределах упругости укладывается при намотке на зачищенную от загрязнений наружную поверхность трубы диаметром, например 50-500 мм, или через предварительно нанесенный на нее слой клея, например распылением, валиком и т.п.Здесь в качестве клея могут использоваться собственно различные синтетические клеи [2], например марок МПФ-1, КИ-3 и АМК, или битумно-полимерная мастика [1], обладающие свойствами демпфирования. Последующие размещаемые на трубе слои, т.е. как второй слой из ленточного материала на основе волокон углерода или базальта толщиной 0,2-0,5 мм, располагаемый на наружной поверхности первого слоя, так и третий слой из термоусадочного ленточного материала толщиной 0,2-1 мм, сопряженный с наружной поверхностью второго слоя, укладываются намоткой с заданными усилиями (натяжениями) по вариантам подобно размещению первого слоя из термоусадочного ленточного материала на трубе. Первый вариант осуществления способа менее трудоемок чем второй, но применим в случае предварительного обеспечения защитой от коррозии наружной поверхности каждой металлической трубы в трубопроводе. Второй вариант реализации способа позволяет надежно и комплексно решать задачи по повышению несущей способности трубопровода и защиты от коррозии путем нанесения на поверхность составляющих труб трубопровода слоя клея. В общем случае повышение несущей способности трубопровода достигается тем, что расположенные на каждой трубе до сборки в трубопровод слои из термоусадочного материала подвергаются тепловому воздействию при температуре термоусадки известным способом, например за счет сжигания внутри нее горючего газа в ней. А в результате чего производится обжатие материала стенки трубы при термоусадке термоусадочных слоев, образующих вместе с третьим слоем на ней цельную структуру разной степени замоноличенности при варианте исполнения и создания в материале стенки трубы напряженного состояния противоположного знака (сжатие) от создаваемого напряженного состояния рабочим давлением (растяжение) в нем после сборки трубы в трубопровод.

Следовательно, результирующее (суммарное) напряжение растяжения в материале стенки трубы трубопровода в процессе эксплуатации будет меньше на величину размера от предварительно создаваемого в нем напряжения сжатия при обжатии каждой трубы до сборки в трубопровод термоусадочными слоями на ней.

Достоинствами предлагаемого изобретения является следующее:

- осуществление способа не требует дорогих материалов и сложного технологического оснащения;

- повышение несущей способности трубопровода при одновременной защите его от коррозии.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ на изобретение №2693257 С2 МПК F16L 58/12. Опубл. 20.12.2017, Бюл.35.

2. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: «Советская энциклопедия», 1976. - 608 с.

1. Способ повышения несущей способности трубопровода, включающий создание в материале стенки каждой из труб трубопровода силового напряженного состояния по знаку противоположного направления с силовым напряженным состоянием, создаваемым в их материале от рабочего давления после сборки в трубопровод, отличающийся тем, что предварительно создаваемое силовое напряженное состояние в материале стенки каждой из труб до сборки в трубопровод обеспечивают путем намотки с заданным усилием на ее наружную поверхность последовательно не менее трех слоев заданных толщин, то есть первого слоя из термоусадочного ленточного материала, второго слоя из высокопрочного ленточного материала, например, на основе волокон углерода или базальта и третьего слоя из термоусадочного ленточного материала, и затем размещенные слои на наружной поверхности трубы подвергают тепловому воздействию при температуре термоусадки ленточного материала в термоусадочных слоях известным способом, например, за счет нагрева стенки отдельной трубы при сжигании внутри нее горючего газа, а после этого каждую из труб используют для сборки трубопровода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что намотку как первого слоя из термоусадочного ленточного материала на исходную поверхность трубы, так и последующих слоев при намотке в заданной последовательности друг за другом производят через предварительно расположенный на одной из сопрягаемых поверхностей в зоне их контакта слоя клея со свойствами демпфирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к поршневому кольцу для двигателя внутреннего сгорания или компрессора, в частности к поршневому кольцу, содержащему наружную рабочую поверхность (3), две боковые поверхности (5, 6) и внутреннюю окружную поверхность (7), причем рабочая поверхность (3) содержит профилированный элемент в виде канавки (2), причем канавка (2) в поперечном сечении поршневого кольца (1) расположена между верхним участком (3') рабочей поверхности и нижним участком (3'') рабочей поверхности по волнообразной траектории.
Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов, а именно к стыкам трубопроводов с защитным покрытием, укладываемых на дно водоема или заболоченной местности.

Изобретение относится к теплоизолированным трубам, предназначенным для строительства теплотрасс, эксплуатируемых при постоянной температуре транспортируемого теплоносителя 140°C и выше.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, в частности к сборно-разборным трубопроводам с раструбным соединением. Линейный элемент сборно-разборного трубопровода содержит трубу, один торец которой выполнен в виде конуса, имеющего на наружной поверхности кольцевую канавку, а другой торец - в виде раструба, имеющего на внутренней поверхности заходную фаску и две последовательно расположенные кольцевые канавки, из которых во второй от торца канавке установлено эластичное уплотнительное кольцо, а в первой от торца канавке раструба устанавливают фиксирующее разрезное коническое кольцо.

Изобретение относится к области производства изделий для транспортировки и хранения жидких и газообразных сред, представляющих собой тела вращения из волокнистых композиционных материалов, изготовленных методом намотки с использованием как органических, так и неорганических связующих, при эксплуатации которых требуется повышенная кольцевая жесткость.

Изобретение относится к производству труб с бетонным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов на морских шельфах, водных переходах, в обводненной или заболоченной местности, а также при подземной или надземной прокладке трубопроводов в многолетнемерзлых, сезонно-мерзлых и слабонесущих грунтах, с целью балластировки и/или защиты трубопроводов от механических повреждений.
Изобретение относится к производству труб из композитных материалов. Напорная труба из термореактивного композита бамбука и песка имеет внутренний финишный слой (1), внутренний усилительный слой (2), уплотняющий слой связанного песка (3), внешний усилительный слой (4) и внешний защитный слой (5).

Изобретение относится к производству труб с балластным покрытием, используемых при прокладке трубопроводов на морских шельфах, водных переходах, в обводненной или заболоченной местности, а также при подземной или надземной прокладке трубопроводов в сезонно-мерзлых и слабонесущих грунтах.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при производстве металлических труб с антикоррозионным покрытием, а также при строительстве подземных трубопроводов из таких труб.

Изобретение относится к трубопроводной технике, к трубам с балластным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов на морских шельфах, водных переходах, в обводненной или заболоченной местности, а также при подземной или надземной прокладке трубопроводов в сезонно-мерзлых и слабонесущих грунтах.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при ремонте эксплуатируемых трубопроводов. На дефектном участке вскрывают трубопровод, подготавливают дефектное место для проведения диагностики.

Изобретение относится к способам восстановления работоспособного состояния изношенных водопроводных трубопроводов, предпочтительно стальных. Способ включает осмотр трубопровода, очистку его от коррозии и наслоений, формирование несуще-силового слоя и нанесение грунтовочно-тампонажного слоя.

Изобретение относится к области получения средств изоляции различных поверхностей, в том числе металлических, полимерных , в частности к термоусаживающейся адгезионной ленте, и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов и электрических кабелей от механических повреждений от почвенной и атмосферной коррозии, а также для защиты деталей и материалов от внешних воздействий.

Изобретение относится к защите трубопроводов от коррозии и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к удалению с поверхности трубопроводов загрязнений и нанесению на них защитных покрытий и может быть использовано при сооружении и ремонте трубопроводов.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к защитному кожуху для защиты изделий от влаги и механического воздействия в процессе эксплуатации на подземном трубопроводе.

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для защиты зоны сварных стыков труб с заводской изоляцией. .

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте трубопроводов. .

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте трубопроводов. .

Изобретение относится к области изготовления и монтажа трубопроводов с внутренним антикоррозионным покрытием и может быть использовано при противокоррозионной защите внутренних поверхностей зон сварных стыков при изготовлении трубных секций из труб, имеющих внутреннее покрытие по всей длине, кроме концов, при монтаже магистральных, промысловых и других трубопроводов, предназначенных для транспортирования нефти, подтоварной воды, газа, нефтепродуктов, воды и других сред из трубных секций или из отдельных труб.

Изобретение относится к трубопроводной технике. Способ включает нанесение бетонного покрытия на трубу с закрепленными на ней кабель-каналами, при котором бетонное покрытие наносят до полного укрытия кабель-каналов в его толщине.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводов для транспорта жидкостей и газов, в частности к способам повышения их несущей способности. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности трубопровода за счет создания в материале стенки его составляющих труб силового напряженного состояния отличного по знаку от создаваемого в материале стенки трубы рабочим давлением в трубопроводе. Технический результат достигается путем намотки с заданным усилием на наружную поверхность каждой трубы до сборки в трубопровод последовательно не менее трех слоев заданных толщин, то есть первого слоя из термоусадочного ленточного материала, второго слоя из высокопрочного ленточного материала, например, на основе волокон углерода или базальта и третьего слоя из термоусадочного ленточного материала. Затем размещенные слои на наружной поверхности трубы подвергают тепловому воздействию при температуре термоусадки ленточного материала в термоусадочных слоях известным способом, например, за счет нагрева стенки отдельной трубы при сжигании внутри нее горючего газа. После этого каждую из труб используют для сборки трубопровода. 1 з.п. ф-лы.

Наверх