способ внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода и устройство для его выполнения

Формула изобретения

1. Способ внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, заключающийся в размещении в этой зоне устройства, содержащего разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия разжимной втулкой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, отличающийся тем, что в устройстве разжимная втулка выполнена в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия, устройство вводят в усиливаемую зону трубопровода, производят разблокирование разжимной втулки путем размыкания стопорного элемента одним из известных приемов, вследствие чего разжимная втулка саморазвертывается, прижимает разомкнутый стопорный элемент и спирально свернутый бандаж к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием, обеспечивая при этом и самофиксацию достигнутого обжатия.

2. Устройство для усиления ослабленной зоны трубопровода, содержащее разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия лентой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, отличающееся тем, что в устройстве разжимная втулка выполнена в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что разжимная втулка изготовлена в коррозионно-стойком исполнении.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стопорный элемент может быть выполнен в виде ограничительного ремня с замком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов и может быть использовано для усиления ослабленных противокоррозионной защиты и герметичности внутренних зон отдельных труб, трубных секций и трубопроводов, а также для повышения прочности этих зон.

Известны способ и устройство для внутреннего усиления ослабленной противокоррозионной защиты зоны сварного стыка трубопровода (Патент РФ №2128800, кл. F 16 L 58/02, заявка 97112410.06 от 25.07.97 г., опубликован 10.04.99 г. авторы: Моисеенков В.А., Шведов В.В., Шведов В.Н. Патентообладатель: Научно-производственное объединение “Тарис”). В соответствии с этим способом материал защитного покрытия размещают на эластичной оболочке транспортного модуля, вводят его в зону сварного стыка, раздувают эластичную оболочку и прижимают материал к внутренней поверхности трубопровода до отвердения материала.

Недостатком известных способа и устройства является то, что для его выполнения требуется присутствие транспортного модуля в усиливаемой зоне в процессе отвердения материала, что увеличивает продолжительность работ.

Желательно иметь способ и устройство, не требующие присутствия транспортного модуля в усиливаемой зоне в процессе отвердения материала.

За прототип предлагаемого решения как по способу, так и устройству принят способ внутреннего усиления ослабленной противокоррозионной защиты зоны сварного соединения труб и устройство для его выполнения (Патент РФ №2133908, кл. F 16 L 58/02, заявка 97117309/06 от 16.10.97 г., опубликован 27.07.99 г. Авторы: Моисеенков В.А., Шведов В.В., Шведов В.Н. Патентообладатель: Научно-производственное объединение “Тарис”). Способ осуществляется следующим образом. Внутрь трубопровода в зону сварного стыка вводят разжимное устройство с раздуваемой изнутри эластичной оболочкой, на которой последовательно размещены спирально свернутая металлическая лента с замковым соединением и пропитанный полимерным связующим бандаж. В эластичную оболочку подают под давлением рабочую среду. Эластичная оболочка, расширяясь, разжимает спирально свернутую ленту и спирально свернутый бандаж и прижимает их к внутренней поверхности трубы. После достижения расчетной степени обжатия бандажа происходит фиксация обжатия в замковом соединении ленты, вследствие чего присутствие транспортного модуля в усиливаемой зоне в процессе отвердения материала не требуется.

Необходимость наличия эластичной оболочки и подачи в нее под давлением рабочей среды усложняет способ и устройство. Предложенные конструкции фиксаторов спирально свернутой ленты усложняют технологию фиксации достигнутого обжатия. Усиление производится всей зоны в равной степени, а на практике часто бывает ослаблен в значительной степени лишь фрагмент зоны, например верх или низ трубы. В этом случае следование данному способу будет приводить к неэкономичному использованию материалов элементов устройства.

Желательно иметь способ и устройство для внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, позволяющие исключить эластичную оболочку и необходимость подачи в нее рабочей среды, упростить технологию фиксации достигнутого обжатия и, в случае необходимости, позволяющие усилить зону неравномерно, то есть в каком то месте зоны в большей степени, а в каком то в меньшей.

Поставленная задача решается тем, что в способе внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, заключающемся в размещении в усиливаемой зоне устройства, содержащего разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия втулкой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, новым является то, что в устройстве разжимная втулка, выполненная в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия, устройство вводят в усиливаемую зону трубопровода, производят разблокирование разжимной втулки путем размыкания стопорного элемента одним из известных приемов, вследствие чего разжимная втулка саморазвертывается, прижимает разомкнутый стопорный элемент и спирально свернутый бандаж к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием, обеспечивая при этом и самофиксацию достигнутого обжатия.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, содержащем разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия разжимной втулкой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, новым является то, что в устройстве разжимная втулка, выполненная в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия. Пружинные дугообразные полосы могут быть изготовлены в коррозионно-стойком исполнении. Стопорный элемент может быть выполнен в виде ограничительного ремня с замком.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство в состоянии, когда разжимная втулка, которая составленная так, чтобы в большей степени усилить нижнюю часть трубопровода, находится в свернутом положении, блокируемом сомкнутым стопорным элементом; на фиг.2 представлено устройство в состоянии, когда стопорный элемент разомкнут и разжимная втулка, составленная так, чтобы в большей степени усилить нижнюю часть трубопровода, прижимает стопорный элемент и бандаж к внутренней поверхности трубопровода; на фиг.3 представлен стопорный элемент в сомкнутом состоянии; на фиг.4 представлен тот же стопорный элемент в разомкнутом состоянии.

Устройство содержит разжимную втулку 1, выполненную в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, оснащенную сомкнутым стопорным элементом 2, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и пропитанного полимерным связующим бандажа 3. Сомкнутый стопорный элемент 2 включает в себя ограничительный ремень 5 с замком в виде скобы 6.

Способ осуществляется следующим образом. Устройство размещают внутри трубопровода в усиливаемой зоне. При этом обеспечивают зазор между внешней поверхностью бандажа 3 и внутренней поверхностью трубопровода 4. Разблокируют разжимную втулку 1, размыкая стопорный элемент 2 путем извлечения скобы 6 из ограничительного ремня 5 одним из известных приемов, под действием сил упругости разжимная втулка саморазвертывается, прижимает ограничительный ремень 5 разомкнутого стопорного элемента 2 и спирально свернутый бандаж 3 к внутренней поверхности трубопровода 4 с расчетным усилием, обеспечивая при этом и самофиксацию достигнутого обжатия. Расчетная величина усилия прижатия разжимной втулкой 1 ограничительного ремня 5 и бандажа 3 к внутренней поверхности трубопровода 4 обеспечивает повышение прочности, а также необходимую степень герметизации усиливаемой зоны трубопровода от перекачиваемого по нему продукта и препятствует излишнему выдавливанию полимерного связующего из бандажа 3. Расчетная сила прижатия зависит от диаметра трубопровода, ширины бандажа, его физико-механических свойств и других характеристик, в соответствии с которыми рассчитываются и подбираются требуемые параметры разжимной втулки 1. Полимерное связующее, частично выдавленное из бандажа 3, формирует защитные валики по всему периметру бандажа, что дополнительно повышает герметичность и надежность противокоррозионной защиты ослабленной зоны трубопровода, наличие прижатого ограничительного ремня 5, выполняющего при этом роль армирующего элемента, дополнительно повышает прочность ослабленной зоны.

Пример конкретного выполнения устройства. Разжимная втулка состоит из полос длиной 1000 мм, выполненных из пружинной холоднокатаной нагартованной стальной ленты по ГОСТ 2283-79. Толщина полос 0,35 мм, ширина 250 мм. Полосы покрыты полимерным связующим толщиной 0,4 мм на основе эпоксидной эмали. Бандаж выполнен из нетканного объемного полиэфирного материала, пропитанного полимерным связующим на основе эпоксидной эмали. Стопорный элемент представляет собой ограничительный ремень с замком. Устройством производят внутреннее усиление неравномерно ослабленной зоны сварного стыка трубопровода, изготовленного из стальных электросварных труб ГОСТ 20295-85. Наружный диаметр труб 530 мм, толщина стенки 10 мм.