способ покрытия внутренней поверхности трубопровода

Формула изобретения

1. Способ покрытия внутренней поверхности трубопровода, заключающийся в введении в него комбинированного рукава из композита на основе пропитанного полимерным связующим волокнистого материала с наружным пленочным покрытием, закреплении конца комбинированного рукава на трубопроводе, выворачивании его и прижатии к стенке трубопровода под действием давления жидкой среды и последующей полимеризации, отличающийся тем, что перед введением комбинированного рукава в трубопровод в последнем размещают вспомогательный рукав из термопластичной пленки и в последний вводят комбинированный рукав.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вспомогательный рукав размещают в трубопроводе выворотом.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выворот вспомогательного рукава осуществляют действием сжатого воздуха под давлением 0,1 - 0,5 атм.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что полимеризацию комбинированного рукава осуществляют в замкнутом объеме, образованном вспомогательным рукавом и наружным пленочным покрытием волокнистого материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии нанесения ремонтного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода и может быть использовано при ремонте трубопроводов подземного либо наземного расположения.

Проблема ремонта трубопроводов под землей "бестраншейным способом" известна давно. При этом, как правило, используется комбинированный рукав /КР/, представляющий собой армирующую систему на базе органических либо неорганических волокон направленного или хаотического расположения, пропитанную полимерным связующим. КР размещается в поврежденном трубопроводе методом "прямого протаскивания" или гидростатического "инверсионного выворота".

Данное изобретение относится к методу "инверсионного выворота", при котором, в отличие от метода "прямого протаскивания", внутренняя поверхность КР в процессе введения его в полость дефектной трубы выворачивается под давлением газообразной или жидкой среды и становится внешней поверхностью, а внешняя, наоборот, становится внутренней поверхностью КР.

Известен метод нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода гибкого футеровочного материала, пропитанного с внутренней стороны связующим, путем введения его выворотом под действием давления жидкости в трубопровод. К концу трубчатого футеровочного материала присоединяют дополнительный гибкий рукав, имеющий пористую структуру и диаметр меньше, чем диаметр основного рукава. При вывороте футеровочного рукава дополнительный рукав втягивается во внутреннюю часть трубопровода, при этом основной рукав с помощью связующего прикрепляется к внутренней поверхности трубопровода. Затем для ускорения отверждения связующего внутрь дополнительного рукава вводят поток нагретой газообразной струи, который через поры гибкого рукава нагревает футеровочный материал /патент Великобритании N 2072300, МКИ F 16 L 1/00, 1982/.

Недостатком известного технического решения является непосредственный контакт связующего со стенкой ремонтируемой трубы.

Данное обстоятельство чревато как потерями полимерного связующего в дефектах ремонтируемой трубы, так и трудностями, связанными с нестабильностью самого процесса полимеризации по причине, в частности, неконтролируемого влияния грунтовых вод на этот процесс.

Известны способы покрытия внутренней поверхности трубопровода, заключающиеся в предварительном изготовлении облицовочной оболочки, содержащей внутренний и наружный пленочные рукава и размещенный между ними наполнитель - армирующий волокнистый рукав, пропитанный термореактивным связующим, введении этой оболочки в трубопровод, прижатии ее к его стенкам и последующей полимеризации связующего /патенты РФ N 2037733, МКИ F L 58/10, 1995 г.; 2037420, МКИ B 29 C 63/34, 1995 г./.

В известных технических решениях ремонтный рукав содержит в своей структуре два пленочных рукава, которые надежно защищают рукав от потери связующего и нестабильности процесса полимеризации.

Однако подобные конструкции рукавов могут быть использованы только при ремонте труб методом "прямого протаскивания" и на ограниченные /до 50-70 м/ длины ремонтируемых труб. Ремонт труб больших длин невозможен по причине высокой вероятности травмирования рукава при его размещении внутри трубопровода из-за того, что масса комбинированного, пропитанного связующим рукава, составляет сотни килограммов при диаметре 300 мм и длине до 50 м, а при диаметре 400-450 мм и длине 100 мм - более 1000 кг.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ покрытия внутренней поверхности трубопровода, заключающийся в введении в него комбинированного рукава из композита на основе пропитанного полимерным связующим волокнистого материала с наружным пленочным покрытием, закреплении конца комбинированного рукава на трубопроводе, выворачивании его и прижатии к стенке трубопровода под действием давления среды с последующей полимеризацией/патент США N 4064211, МКИ B 29 C 17/00, 1977 г. - прототип/.

К недостаткам прототипа следует отнести контакт композита с внутренней поверхностью подлежащей ремонту трубы с вытекающими отсюда последствиями, указанными выше. Кроме того, в реальных условиях состояние покрываемой поверхности трубопровода таково, что могут потребоваться многократная очистка специальными методами и тщательная сушка /при наличии грунтовой влаги/ остатков жидкости в различных по размеру дефектах трубопровода. Это приведет к значительным дополнительным трудозатратам, наличию специальной технологической оснастки и дорогостоящего оборудования.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа и обеспечение, таким образом, условий для расширения технологических возможностей способа для ремонта труб больших габаритов по длине и диаметру.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе покрытия внутренней поверхности трубопровода, заключающемся в введении в него комбинированного рукава из композита на основе пропитанного полимерным связующим волокнистого материала с наружным пленочным покрытием, закреплении конца комбинированного рукава на трубопроводе, выворачивании его и прижатии к стенке трубопровода под действием давления жидкой среды и последующей полимеризации, перед введением комбинированного рукава в трубопровод в последнем размещают вспомогательный рукав из термопластичной пленки.

При этом вспомогательный рукав целесообразно разместить в трубопроводе выворотом под давлением сжатого воздуха 0,1-0,5 ати.

Полимеризацию осуществляют в замкнутом объеме комбинированного рукава, образованном пленочным покрытием волокнистого материала и вспомогательным рукавом.

Согласно изобретению формирование покрытия внутренней поверхности трубопровода осуществляют в две стадии. Сначала в трубопровод вводят пленочный рукав выворотом, что значительно расширяет технологические возможности способа, т.к. при этом не травмируется пленочный рукав и он может быть введен в трубопровод большего диаметра и большей длины. Дополнительный вспомогательный рукав предотвращает контакт внутренней поверхности трубопровода с силовым слоем комбинированного рукава, вводимого в трубопровод на второй стадии, т.е. с композитом. Таким образом создают условия для осуществления полимеризации комбинированного рукава в замкнутом объеме между двумя герметичными пленочными рукавами.

Осуществление способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена первая стадия процесса - введение выворотом вспомогательного рукава, на фиг. 2 изображена вторая стадия - введение основного двухслойного рукава выворотом под действием столба воды, на фиг. 3 изображен фрагмент стенки отремонтированного трубопровода.

В полость трубопровода 1 вводится вспомогательный рукав 2 путем выворота из автоклава 3 под действием сжатого воздуха. Предварительно конец рукава 2 закрепляют по кольцу 4 на конце трубопровода 1. Затем аналогичным образом, но с использованием столба воды 5 из емкости-накопителя 6 вводится комбинированный рукав из волокнистого материала 7 с термопластичным покрытием 8. Полимеризацию комбинированного рукава осуществляют между рукавами 2 и 8.

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

В подлежащую ремонту трубу диаметром 600 мм и длиной 100 м вводили вспомогательный рукав из полиэтиленовой пленки толщиной 200 мк. При этом предварительно закрепляли по кольцу конец вспомогательного рукава на трубе. Выворот пленочного рукава осуществляли с использованием автоклава под действием давления сжатого воздуха, равного 0,1 ати. После окончания первой стадии, которая фиксировалась по появлению рукава в крайнем /правом/ конце трубы, в последнюю начинали вводить аналогичным образом основной комбинированный рукав на основе покрытого полиолефином войлока. Выворот данного рукава осуществляли под действием давления водяного столба высотой 3 м. Полимеризация проводилась той же водой, но с постепенным ее нагреванием от нормальной температуры до 80^oC.

Пример 2.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но ремонту подлежала труба диаметром 450 мм и длиной 50 м. Вспомогательный рукав был выполнен из полиэтилентерефталатной пленки толщиной 100 мк и вывернут сжатым воздухом, подаваемым под давлением 0,5 ати. Комбинированный рукав был выполнен из войлока, состоящего из смеси, полиэфирных и полиамидных волокон, покрытого слоем термопластичной пленки толщиной 400 мк на основе смеси полиэтилена и полипропилена.

Пример 3.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но ремонту подлежала труба диаметром 500 мм и длиной 75 м. Вспомогательный рукав использовали из пленки смешанного состава /80% вес. полиэтилена низкого давления и 20% вес. полипропилена/ толщиной 150 мк. Выворот этого рукава осуществляли сжатым воздухом, подаваемым под давлением 0,25 ати. Комбинированный рукав использовали из синтетического войлока, покрытого слоем термопластичного полиуретана, толщиной 500 мк.

Технический результат при реализации данного изобретения выражается в расширении технологических возможностей способа, а именно возможности покрытия внутренней поверхности труб длиной более 50 м и диаметром более 400 мм. При этом анализ свойств материала покрытий, полученных при испытании образцов-свидетелей, вырезанных из зон "лотковой" их части /см. таблицу, примеры 1-3/, в сравнении со свойствами материала покрытия воспроизведенного образца по патенту США N 4064211 показывает превосходство композита по заявке по физико-механическим свойствам и водопоглощению. Это превосходство обеспечивается более равномерным, чем в прототипе, содержанием связующего в различных зонах покрытия, исключением разброса по его толщине и, как следствие, стабильностью режимов отверждения системы.